水溶性有機(jī)物的化學(xué)行為及其對土壤中Cu形態(tài)和有效性的影響.pdf

1、水溶性有機(jī)物 (Dissolved organic matter DOM) 是有機(jī)肥料中最具有活性的組分.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有機(jī)肥的施用歷來受到廣泛重視,并且通常被認(rèn)為是提高土壤肥力,改善土壤性質(zhì),提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)的重要手段.水溶性有機(jī)物隨著有機(jī)肥的施用進(jìn)入土壤后,通過與土壤中有機(jī)和無機(jī)膠體發(fā)生的一系列吸附、解吸、轉(zhuǎn)化、絡(luò)合等作用,將對土壤肥力、土壤理化性質(zhì)、土壤中微量元素和污染元素等的有效性產(chǎn)生一系列重要影響.研究DOM在土壤中的化學(xué)行為及

2、其對土壤中污染元素的影響,對于評價有機(jī)肥的效應(yīng)、有機(jī)肥與土壤肥力的關(guān)系等具有重要意義. 本文以雞糞堆肥作為DOM的來源,選取黑土、褐土和紅壤三種土壤,研究了DOM在土壤中的吸附.解吸行為和固定作用,并著重研究了DOM對紅壤中重金屬Cu形態(tài)變化的影響,通過盆栽模擬試驗的手段,探討了DOM對三種Cu污染土壤上作物生長的影響,通過上述研究,主要取得了如下結(jié)論: (1) 外源DOM進(jìn)入土壤后,能被土壤膠體所吸附,土壤對DOM的吸附過程是

3、一個快速反應(yīng)的過程,通常在一個小時內(nèi)即可達(dá)到吸附解吸平衡;不同土壤對DOM的吸附能力差異明顯,有機(jī)質(zhì)含量高的黑土和低pH值的紅壤對DOM的吸附量較大,吸附速率較快,DOM在三種土壤中的分配系數(shù)分別為26.57、22.31、16.72;土壤對DOM的吸附是一個可逆的過程,在適當(dāng)?shù)臈l件下,土壤所吸附的DOM又可以通過解吸作用釋放到土壤溶液中.對DOM吸附量大的土壤,其解吸量較大,而對DOM吸附量小的土壤與DOM的結(jié)合更為緊密,三種土壤所吸附

4、DOM的解吸量分別為所吸附DOM的905、50～60﹪、40﹪左右. (2) DOM進(jìn)入土壤后,除了能被土壤吸附外,還能被土壤固定.土壤對DOM的固定與其對DOM的吸附之間聯(lián)系緊密,對土壤吸附能力強(qiáng)的土壤,對DOM的固定能力亦強(qiáng).此外,溫度越高,土壤對DOM的固定能力越強(qiáng). (3) 外源DOM對土壤中重金屬的存在形態(tài)產(chǎn)生重要影響.外源DOM進(jìn)入土壤后,土壤中重金屬的存在形態(tài)迅速發(fā)生變化,主要表現(xiàn)為交換態(tài)重金屬離子的含量提

5、高(最高可提高36.33﹪),即外源DOM對土壤中重金屬產(chǎn)生了活化作用;當(dāng)土壤中交換態(tài)重金屬離子的含量升高至一定水平后,隨著DOM在土壤中化學(xué)行為的變化,交換態(tài)重金屬離子含量又有所下降,但在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)仍高于原始土壤的水平(28d后仍高于對照6.74﹪～26.45﹪).DOM導(dǎo)致土壤中重金屬存在形態(tài)的變化受溫度的強(qiáng)烈影響,溫度越高時,DOM對土壤中重金屬的存在形態(tài)影響大,溫度越低,則DOM對土壤中重金屬的存在形態(tài)的影響較小.

6、 (4)DOM對土壤中重金屬形態(tài)和有效性的影響體現(xiàn)了復(fù)雜的多重效應(yīng),DOM在活化土壤中重金屬的同時,對土壤pH亦有提高效應(yīng)(DOM濃度為1000mg C·kg<'-1>時,紅壤的pH值提高0.15～0.21 個pH單位),從而降低土壤中重金屬的有效性.在加入較低含量的DOM時,DOM對重金屬的活化效應(yīng)占主導(dǎo)地位,表現(xiàn)為隨DOM濃度的增加,DOM對重金屬的活化能力增強(qiáng);而當(dāng)DOM濃度增加至一定程度時,DOM對土壤pH的提高效應(yīng)開始顯現(xiàn),

7、表現(xiàn)為隨著DOM濃度的升高,DOM的活化效應(yīng)降低;DOM對土壤中重金屬的活化效應(yīng)還與土壤的性質(zhì)有關(guān),有機(jī)質(zhì)含量高,pH值高的土壤,DOM的活化效應(yīng)弱. (5) 因DOM能對被重金屬污染土壤中的重金屬產(chǎn)生活化作用,從而對作物的生長產(chǎn)生重要影響,主要表現(xiàn)為作物的中毒反應(yīng),在降低作物產(chǎn)量的同時,提高作物體內(nèi)重金屬濃度,降低作物品質(zhì). 根據(jù)本研究的結(jié)果,傳統(tǒng)上采用增施有機(jī)肥以修復(fù)重金屬污染的方法并非在所有情況下都是適用的,在重金