紫色水稻土顆粒有機質(POM)及其對重金屬的富集特征.pdf

1、土壤有機質是土壤的重要組成成分，也是影響土壤重金屬遷移轉化和生物有效性最重要的土壤性質之一。有機質對土壤重金屬遷移轉化行為的影響不僅與其含量有關，還與其組成有關。土壤顆粒有機質（POM）是指土壤中粒徑在0.053~2mm的土壤有機物質組分，是動植物殘體向土壤腐殖質轉化的活性中間產(chǎn)物和一類腐殖化程度較低、但活性較高的有機碳庫。近年的研究表明，POM對土壤重金屬有顯著的富集作用。紫色水稻土在西南地區(qū)具有重要的農(nóng)用價值，但有關紫色水稻土中PO

2、M的含量水平及其對重金屬富集的特征還不明確。
　　本研究在川渝地區(qū)采集白堊紀夾關組（K2j）、侏羅紀自流井組（J1z）、遂寧組（J2sn）、沙溪廟組（J2s）及蓬萊鎮(zhèn)組（J3p）、三疊紀飛仙關組（T1f）共6種典型成土母質發(fā)育的紫色水稻土，測定了其pH、有機碳（SOC），總氮（TN），陽離子交換量（CEC），機械組成等性質；采用顆粒分級的方法分離土壤POM，測定其含量水平、碳、氮含量與形態(tài)結構、重金屬（Cu，Zn，Pb和Cd）含量

3、及其形態(tài)，計算其對土壤重金屬的貢獻率，研究了其對重金屬的富集情況；采用相關分析的方法研究了土壤性質對POM含量、其有機碳含量和總量以及POM中重金屬含量和總量的影響。獲得的結果如下：
　?。?）采樣區(qū)紫色水稻土POM的含量為0.44％~9.68%，平均值為3.39%，遠低于細土和砂粒；各粒級 POM百分含量隨粒徑的減小而升高，其中POM（0.053~0.25mm）為POM的主要成分，其含量范圍和平均值分別為總POM的42.14%~

4、86.03%和70.83%。與現(xiàn)有報道相比，本研究采集的紫色水稻土POM百分含量在農(nóng)用地中處于較高水平。
　?。?）采樣區(qū)紫色水稻土顆粒有機碳（POM-C）、顆粒有機氮（POM-N）對土壤有機碳和氮素有顯著富集的作用，其貢獻率分別為11.77%~85.24%和4.71%~42.48%，平均值為30.18%和15.36%，代表了一大部分土壤有機碳庫和土壤氮庫。各粒級POM-C含量隨粒徑減小而降低，POM（1~2mm）的有機碳含量最高

5、，為168.15~299.63g·kg-1，平均值為231.72g·kg-1；對SOC的貢獻率則隨粒徑減小而增大，POM（0.053~0.25mm）貢獻率最高，為33.28~82.49%，平均值為56.55%。0.25~1mm是POM-N的優(yōu)勢粒徑，含量范圍為6.06~18.13g·kg-1，平均值為10.65g·kg-1；各粒級POM對POM-N的貢獻率也隨粒徑減小而增大，也以粒徑為0.053~0.25mm的POM貢獻率最大，范圍在4

6、2.14~86.03%，平均值為70.83%。
　?。?）電鏡觀察下發(fā)現(xiàn)采樣區(qū)發(fā)育于J2sn，T1f，J1z母質的水稻組土壤POM形態(tài)較為完整，而J2s、K2j、J3p組土壤POM降解程度較高。紅外光譜測試結果表明，隨著POM粒徑的減小，POM上含氧、芳香、脂肪類官能團均明顯減少；發(fā)育于T1f，J2sn組母質的水稻土土壤POM的3個粒級吸收峰均較弱，而粒徑為0.053~0.25mm時J3p組土壤POM吸收峰最強。
　?。?）

7、采樣區(qū)紫色水稻土POM對Cu、Zn、Pb和Cd均有富集作用，其中對Cu、Pb的富集系數(shù)和貢獻率較大。紫色水稻土POM中Cu、Zn、Pb和Cd主要以有機質緊結合態(tài)和絡合態(tài)為主。POM中4種重金屬的有機質緊結合態(tài)的比例隨POM粒徑降低而降低，3個粒級POM中Cu、Pb的有機質緊結合態(tài)的平均百分比含量較高，Zn、Cd的絡合態(tài)平均百分比含量更高，而Cd的交換態(tài)平均百分比含量最高。
　　（5）采樣區(qū)紫色水稻土中K2j組土壤POM的平均含量最

8、高，達5.86±1.95%，其余差異不顯著。SOC、TN、CEC、粘粒、粉粒含量與POM含量呈顯著或極顯著相關，SOC是影響土壤POM含量的關鍵因子。采樣區(qū)土壤中僅J2s組土壤POM含量與pH呈顯著相關。
　?。?）采樣區(qū)紫色水稻土J3p組的POM-C含量最低，為129.59±19.59g·kg-1，J1z和T1f組土壤中POM-C含量最高，分別為214.64±49.98g·kg-1、191.08±53.37g·kg-1，其余3種

9、母質土壤差異不顯著。TN、SOC和CEC與POM-C總量呈顯著或極顯著相關，SOC是關鍵因子。采樣區(qū)土壤性質與POM-C含量相關性較弱；J2s，J1z，J3p組土壤土壤性質與POM-C總量相關性較強。
　?。?）采樣區(qū)紫色水稻土J3p組土壤POM中重金屬含量最低，T1f土壤POM中重金屬的含量最高且對Cu富集系數(shù)較大，而K2j組發(fā)育的水稻土對Pb、Zn和Cd富集能力較強。所測試土壤性質與POM-Pb含量均呈顯著或極顯著相關性，而與