水稻土淹水过程中不同土层铁形态的变化及对磷吸附解吸特性的影响

采用土柱模拟试验研究了水稻土淹水过程中不同土层铁形态的变化及对磷吸附、解吸特性的影响 .结果表明 ,淹水使土壤中结晶态氧化铁含量减少 ,同时使无定形氧化铁大大增加 ,土壤对磷的吸附能力大为提高 ,磷最大吸附量增大 ,磷解吸率降低 ,从而影响水稻土中磷的有效性 .淹水土壤还原层铁形态和磷吸附、解吸的变化比氧化层更为剧烈 ,尤其是红壤性水稻土 。

不同铁形态对水稻根表铁膜及铁吸收的影响

通过溶液培养试验研究了FeCl2.4H2O和FeCl3.6H2O对水稻根表铁膜数量及铁吸收的影响。结果表明,FeCl2处理时水稻根表铁膜浓度是FeCl3处理的197%～233%。利用EDTA-BPDS对铁膜形态分析看出,根表铁膜中Fe3+占85%～92%,Fe2+占8%～15%。水稻天优998(TY998)根表铁膜数量显著高于培杂泰丰(PZTF),其铁吸收是培杂泰丰的115%～138%。两种铁形态处理明显提高了水稻的根系活力,其中,FeCl2处理时水稻根系活力增加24%～69%,FeCl3为16%～54%。FeCl2处理时水稻根系SOD、POD和CAT活性分别增加11%～32%、15%～30%和30%～31%,但FeCl3处理没有明显影响。上述结果表明,一定浓度铁处理明显增加水稻根表铁浓度和铁吸收;与FeCl3处理相比,FeCl2处理能提高根系抗氧化酶活性,增加水稻的铁吸收和根表铁膜数量。

长期施肥对棕壤铁形态及其有效性的影响

【目的】利用沈阳农业大学棕壤肥料长期定位试验,研究不同施肥处理对耕层土壤酸碱度(pH)、氧化还原电位(Eh)和有机质的影响,探讨不同施肥条件下土壤游离态氧化铁、无定形氧化铁、亚铁总量和有效铁含量的变化以及与pH、Eh和有机质的关系。【方法】本文选取试验处理为CK(不施肥)、N(氮肥)、NP(氮磷肥配施)、NPK(氮磷钾肥配施)、M(有机肥)、MN(有机肥与氮肥配施)、MNP(有机肥与氮磷肥配施)、MNPK(有机肥与氮磷钾肥配施)。在2014年大豆收获期,采集了不同施肥处理0—20 cm耕层土壤样品,分析了土壤pH、Eh、有机质含量以及游离态氧化铁、无定形氧化铁、亚铁和有效铁含量。【结果】与1979年原始土壤相比,所有处理土壤pH显著降低了0.6~1.4个单位。不施肥处理土壤有机质下降了11.5%,化肥处理有机质略有下降,而有机肥处理有机质含量显著增加。所有处理有效铁含量显著增加,化肥有机肥配施增加幅度更大;与2014年不施肥处理相比,施用氮肥处理土壤pH最低,而氮肥配施磷、钾和有机肥中的一种或几种pH又有所上升,其中配施有机肥效果最明显;施用化肥处理土壤Eh增加,而施用有机肥处理Eh则下降。施用化肥土壤游离态氧化铁和有效铁含量增加,亚铁含量下降,而施用有机肥土壤游离态氧化铁降低,亚铁总量及有效铁含量增加。【结论】经过长期耕作和施肥,土壤pH显著下降,有效铁含量显著增加。长期不施肥土壤有机质显著下降。施用氮肥土壤酸化趋势明显,磷、钾和有机肥配施能够缓解氮肥引起的酸化现象。施用有机肥显著降低土壤氧化还原电位,有利于氧化态铁向还原态铁转化,更有利于增加土壤有效性铁的含量。

太湖沉积物铁形态分布特征及磷铁相关性分析

通过对太湖藻型湖区、草藻过渡型湖区、草型湖区柱状沉积物进行铁的形态分级分析沉积物中不同提取态磷铁含量,获得不同形态铁的空间分布特征.结果表明:沉积物总铁含量藻型湖区31.57mg/g(SD=8.51)>过渡型湖区30.34mg/g(SD=11.97)>草型湖区25.25mg/g(SD=4.59),不同湖区沉积物中铁形态的含量依次为可还原(晶型)铁氧化物Fe_(ox2)>碳酸盐铁Fe_(carb)>易还原(无定形)铁氧化物Fe_(ox1)>低活性硅酸铁Feprs>磁铁矿Femag>可吸附性Fe(Ⅱ),Fe_(carb)、Fe_(ox1)、Fe_(ox2),3种铁形态属于高活性铁Fe(III),含量为7.79,6.16,8.18mg/g,分别占总铁含量的28.56%,21.54%,29.53%,表明高活性铁(III)是沉积物中最主要的铁形态;沉积物中各提取态磷含量大小比较为NH_2OH·HCl-P>MgCl_2-P>NaAc-P>Na_2S_2O_4-P>浓HCl-P>(NH_4)_2C_2O_4-P,含量较高的MgCl_2-P(0.067mg/g)、NaAc-P(0.061mg/g)、NH_2OH·HCl-P(0.068mg/g),分别占总提取磷的35.28%、31.97%和22.55%,是沉积物铁分级提取态磷中最主要的形态.磷-铁相关性分析表明,二者之间呈显著的正相关(P<0.05),进一步从铁形态分级角度证实铁是沉积物內源磷释放的关键因子.

黄河干流表层沉积物铁形态的分布特征及相关性分析

应用颗粒物中铁的连续浸提技术研究了黄河干流表层沉积物中铁形态的分布特征及相关性,研究结果表明：表层沉积物中总铁（ΣFe）含量范围在14.01~30.98g/kg,最小值和最大值分别出现在黄河柳林段（H13）和渤海近海（H21）;各形态铁中以残渣态（Fe-6）含量最高,占ΣFe比率92.55%~98.44%,有效态铁（BFe）含量仅占1.56%~6.98%,与ΣFe呈现显著正相关,并且三者含量高低沿程变化趋势一致;有机质（OM）与BFe、铁锰氧化物态铁（Fe-4）呈现显著正相关系,BFe与Fe-4呈现极显著正相关系,说明BFe含量主要受Fe-4和有机质的控制;黄河水体总颗粒物（TPM）浓度增高,如黄河中游大禹渡段H15和三门峡段H17,表层沉积物ΣFe与Fe-1含量高,TPM浓度降低,如黄河上游乌海段H7和三盛公段H8,表层沉积物ΣFe与Fe-1含量低,说明黄河流域广泛的人工筑坝,导致水体TPM浓度改变,对黄河铁循环产生了不可忽视的影响.

鄱阳湖典型湿地土壤铁形态分布特征

研究鄱阳湖典型湿地不同层次土壤铁的形态分布特征,为土壤铁污染提供理论依据。根据土壤类型及地形位置采集了表层土壤和典型土壤剖面土样,采样范围涵盖了鄱阳湖95%以上的湿地,采用BCR三步法测定铁的可交换态及碳酸盐结合态（弱酸溶解态）、Fe/Mn氧化物结合态（可还原态）、有机物及硫化物结合态（可氧化态）和残渣态的含量,讨论并分析鄱阳湖典型土壤中总铁和各形态铁的分布特征。结果表明：各采样点土壤总铁的含量差异不大,铁形态以残渣态为主,其次是可还原态,占总铁的比例范围分别为76.96%~90%和9.68%~14.41%,可氧化态含量相对较低,酸可提取态含量最低。相关分析表明,各形态与总铁含量之间存在极显著的相关性。前3种形态铁的含量受土壤中p H和Eh的影响较大。从垂直分布来看,4个样点的各形态含量随深度的变化没有明显的规律。

不同土地利用方式下城市土壤铁形态的分布特征

[目的]研究不同土地利用方式下城市土壤铁的分布特征,为土壤重金属和有机污染物的治理提供理论依据。[方法]在南京市主城区采集具有相似母质的道路、绿地和菜地土壤剖面样品,测定全铁、游离铁和活性铁及相关指标,并进行统计分析和绘制剖面分布图,探讨不同土地利用方式下城市土壤铁的分布特征及其原因。[结果]城市不同土地利用均导致土壤全铁和游离铁减少,而活性铁增加;从垂直分布来看,不同土地利用方式下各形态铁和表征铁老化/活化的指标的极高值出现不同的土壤深度范围:道路土壤和绿地土壤较深,菜地土壤较浅。[结论]城市土壤游离铁含量降低、活性铁含量升高及峰值出现位置与土地利用方式有关,对重金属和有机污染物的迁移转化意义重大。

重金属在根际中的化学行为Ⅲ.土壤中铁形态转化的根际效应及其生态学意义

本文研究了两种熟化水稻土和两种新垦红壤植稻后根际中铁的形态转化。结果表明,水稻土植稻后根际中无定形铁、游离铁、络合态铁及铁的活化度均低于非根际;红壤中除络合态铁的根际内外分布趋势与水稻土相同外,其余均与水稻土相反。穆斯堡尔谱特征表明,根际中氧化铁的四极矩分裂较大,内磁场较低,即根际中氧化铁被活化。差热分析结果表明根际土的持水力强于非根际土。这对根际微生态系统的生态环境保护、物质流的调控及水分的保持和有效利用有重要作用。

澧阳平原古水稻土铁形态分布特征研究

为了揭示埋藏古水稻土铁形态分布特征,采用Tessier连续提取法分析测定了澧阳平原古水稻土铁的形态。结果表明澧阳平原古水稻土的铁主要以有机质态铁、氧化物结合态铁和残渣态铁形态存在,占全铁量的99.9%。除有机物结合态铁,其他形态铁平均含量表现为:埋藏古水稻土>现代耕种水稻土,且古水稻土各形态铁分异明显,水溶态铁、交换态铁、氧化物结合态铁和有机物结合态铁均呈现先增加后减少的趋势,残渣态铁随埋深而增加。澧阳平原古水稻土的铁有明显的淋溶淀积特征,不同形态铁在各土层变异较大。

有机物料对滨海盐渍土重金属根际效应的影响Ⅱ.土壤内源铁形态分布

研究了排水条件下施用腐熟有机物料、种稻改良滨海盐渍土内源铁形态分布．结果表明，单淹水利于土中无定形氧化铁、络合态铁、有效态铁以及氧化铁活化度升高，并且络合态铁与有效态铁升高程度，低盐土壤显著；晶形氧化铁变化不明显，土中可能存在其它形态铁向晶形氧化铁转化．种稻不施有机物料，根际络合态铁和有效态铁富集；无定形氧化铁和晶形氧化铁亏缺．根际氧化铁活化度稍低于非根际．增施有机物料利于两种盐渍土根际内外铁形态向络合态铁和无定形氧化铁转化；有效态铁和氧化铁活化度提高。

植物多酚与低分子量有机酸联合作用对紫色土铁形态分布的影响

植物多酚(PP)和低分子量有机酸(LMWOA)对土壤铁形态转化有重要影响。以酸性、中性和石灰性紫色土为研究对象,采用不完全随机区组试验,用2种PP(即表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)和芦丁)和2种LMWOA(即柠檬酸和草酸)溶液浸提供试土壤,测定其可溶铁(Fes)、游离铁(Fed)、活性铁(Feo)、络合铁(Fep)含量,探讨了PP与LMWOA对紫色土铁形态分布的影响。结果表明:PP与LMWOA各自单独作用均能使酸性紫色土Fes增加、中性紫色土Fes减少;对于石灰性紫色土,PP会促进其Fes增加,而LMWOA作用相反。EGCG与LMWOA联合作用,在酸性和石灰性紫色土上均表现为LMWOA通过促使本应转化为Fes的转化为Fep而掩蔽EGCG对铁的溶解作用;芦丁与LMWOA联合作用,在酸性紫色土铁的溶解上表现为协同效应,在石灰性紫色土上则表现为LMWOA会抑制芦丁对铁的溶解作用;对于中性紫色土,PP与LMWOA联合作用可促进Fed向Fes转化而削弱PP对铁溶解的抑制作用。

稻田改为茶园后土壤铁形态与磁学性质演变特征

以四川省雅安市名山区稻田及由稻田改造的茶园土壤为研究对象,采用铁形态连续分级提取与环境磁学技术相结合的方法,分析铁氧化物与磁学特征随土壤利用方式及植茶时间变化而变化的特征。结果表明:稻田及不同植茶年限(3、6、10 a)茶园土壤110 cm土体各形态铁含量均表现为可还原铁(Red-Fe)>可氧化态铁(Oxi-Fe)>酸溶态铁(Acid-Fe);稻田改为茶园以及随着植茶年限延长,表层(0~10 cm)及亚表层(10~20 cm)土壤Acid-Fe、Oxi-Fe含量明显增加,而整个土体Red-Fe含量降低。稻田改为茶园3 a后,0~30 cm土壤表现出质量磁化率(MS)、饱和等温剩磁(SIRM)、软剩磁(IRMs)升高,而硬剩磁(IRMh)降低;随着植茶年限的延长,土体总体表现出各磁性参数均降低的趋势,亚铁磁性矿物主导土壤磁性特征变化。稻田改为茶园后土壤逐渐酸化且有机质积累,使亚铁磁性矿物不稳定,进一步导致Red-Fe溶解并向Acid-Fe、Oxi-Fe转化,且随植茶年限的延长,部分铁氧化物结晶度会增加。

藻体消亡过程中水体铁形态含量的动态变化

为研究藻体消亡分解过程对水环境铁循环的影响,本研究以浓缩绿藻和太湖沉积物样品为试材进行室内柱培养实验。结果表明,室内柱培养环境中藻体在0~15 d内基本消亡至尽,且厌氧培养条件下上覆水的溶解氧(DO)含量、pH明显下降,主要因藻体消亡分解过程中不断耗氧、释放小分子有机酸所引起;培养后期(10~20d),“空白-厌氧”组上覆水总铁(T-Fe)、可过滤铁(TD-Fe)和亚铁(Fe^(2+))含量相比其他组较高,原因是厌氧或缺氧环境下沉积物铁氧化物/氢氧化物还原为溶解态Fe^(2+)释放入水体;然而,培养后期“加藻-好氧”和“加藻-厌氧”组Fe^(2+)、T-Fe含量却波动下降,这可能由藻体分解释放的硫化物(S^(2-))与上覆水Fe^(2+)反应生成硫化铁沉淀所致。研究表明,藻体分解过程通过改变上覆水pH、DO环境,释放S^(2-)而影响铁氧化物的氧化还原作用、硫化固定作用,从而驱动Fe元素在上覆水与沉积物间的迁移转化。

水分及活性有机碳驱动下水稻土中铁形态的变化

【目的】铁氧化物是水稻土中活性较高、最常见的氧化物之一,其形态易随着环境的变化而转变。水稻土中水分条件和有机质含量是影响铁氧化物转化的两个重要因素,探究土壤水分条件变化和外源活性有机碳添加条件下水稻土铁氧化物的形态变化,旨在加深对水稻土铁循环的理解。【方法】采用室内培养试验,供试水稻土采自辽宁省沈阳市沈河区。试验设置干湿交替(AWD)、持续淹水(F)和落干(FC)3种水分条件,每个水分条件下设置添加葡萄糖(+C)和不添加葡萄糖(−C)两个处理,在黑暗条件下25℃恒温培养80天。取样测定了土壤铁还原率、游离态氧化铁、络合态氧化铁、无定形态氧化铁含量,以及土壤pH和氧化还原电位(Eh)。【结果】培养80天后,土壤中无定形铁含量在持续淹水条件下增幅最大,不添加和添加葡萄糖处理分别比培养初始期增加了1.16g/kg和1.33 g/kg;在干湿交替和落干条件下,不添加葡萄糖处理的游离态铁含量分别较培养初期增长了20.57%和15.90%;在干湿交替、持续淹水、落干条件下,添加葡萄糖处理的络合态铁含量均有所增加,增幅分别为68.66%、16.09%、17.89%。土壤Eh与无定形铁、络合铁含量呈极显著负相关,与游离铁含量呈显著正相关。【结论】外源活性有机碳的添加促进了铁氧化物的络合,在干湿交替条件下,铁的络合度显著增加了75%。淹水降低土壤Eh,有利于游离态铁向络合态和无定形态转化,提高铁的活性。不论是否添加外源碳,淹水条件下土壤铁的活化度均较高,分别达到0.46和0.47。反复干湿交替促进土壤中非结晶态铁氧化物向结晶态转变,落干再淹水可显著提高铁还原率,添加外源活性有机碳后铁还原率提升更为显著,有利于提高土壤中有效铁含量。

淋溶作用下桉树浸提液单宁对赤红壤铁形态影响

广西是桉树主要种植区之一.桉树凋落叶在降雨时期对土壤的淋溶作用造成的一系列生态环境问题引起广泛关注.本研究结合广西地区降雨酸度状况,调节3个不同pH的去离子水处理液提取桉树凋落叶浸提液模拟淋溶赤红壤,分析桉树凋落叶浸提液对赤红壤淋溶后淋出液pH值、色度、单宁和Fes变化以及赤红壤中pH、单宁和铁形态变化特征,探讨桉树凋落叶浸提液对赤红壤中铁形态影响,深入研究桉树凋落叶浸提液淋溶对赤红壤的影响.结果表明:桉树凋落叶浸提液淋溶赤红壤会导致淋出液水质变黑,浸提液浓度越高,色度越高、单宁和Fes淋出越多;淋溶后赤红壤表层滞留大量单宁,土壤中Fed与Feo、Fep、土壤单宁呈显著正相关关系,浸提液中的单宁促使赤红壤中Fed向Fes、Feo和Fep转化.不同pH值处理液浸提的桉树凋落叶对赤红壤淋溶作用影响显著,凋落叶中大量单宁与土壤中Fe3+结合导致赤红壤表土层和淋出液变黑.本研究明确了桉树单宁和铁形态在降雨淋溶下的迁移转化特征,为深入研究赤红壤地区桉树人工林种植生态管理提供参考.

铁和硫的形态转化与水体黑臭的关系

介绍了黑臭水体概念及形成原因,分析了自然水体中铁与硫的赋存形态、转化过程和影响因素,阐明铁与硫的形态转化与水体黑臭的关系:以有机物为主的耗氧物质破坏水体中铁与硫循环因而造成Fe2+与H2S大量累积,出现水体黑臭现象。

不同退耕年限下菜子湖湿地土壤铁形态变化

选取菜子湖区不同退耕年限（3、5、7、9、11、21 a）湿地为研究对象,以仍耕作油菜地和原始湿地为参照,分别采用王水消解法和Tessier连续提取法,分析了退耕还湖后湿地土壤全铁和铁的赋存形态特征,探讨退耕还湖后湿地土壤铁组分特征变化规律.结果表明：研究区土壤铁各形态含量大小顺序为：残渣态（RES-Fe：17.09-30.84 g·kg-1）〉铁锰氧化态（RED-Fe：3.66-4.48 g·kg-1）〉有机结合态（OM-Fe：0.87-3.09g·kg-1）〉碳酸盐结合态（CARB-Fe：0.01-0.37 g·kg-1）〉可交换态（EXC-Fe：0.01-0.15 g·kg-1）.占全铁均小于1.5%的EXC-Fe和CARB-Fe均在退耕3 a和5 a期间含量快速升高,而后降低再升高,最低值出现在退耕11 a;RED-Fe在退耕3-9 a比较稳定,随后缓慢增加;而OM-Fe随退耕年限增加整体上呈增加趋势;占土壤铁形态总量73.91%-85.42%的RES-Fe在退耕3a时含量下降,在3-9 a间呈现逐渐增加的趋势,9-21 a又逐渐下降;研究区全铁（Tot-Fe）平均含量在18.50-38.41 g·kg-1之间,变化趋势与RES-Fe基本一致.讨论结果表明退耕还湖后水文条件和植被状况的改变导致了土壤环境发生变化,从而不仅影响退耕后湿地土壤全铁含量变化,也影响土壤铁形态组分特征,进而影响土壤铁的有效性.

三江平原水田灌溉-排水过程中铁形态变化及输出贡献

采集三江平原农田灌溉地下水、稻田积水、渠系排水、土壤侧渗水,并采用切向超滤技术分离水体中不同形态铁,分析在灌溉排水及地下侧渗水中铁的迁移特征,并估算水田排水中铁的输出贡献.结果表明,在灌溉排水过程中,铁主要以低分子量形态和酸性不稳定形态迁移,地下水中Fe2+含量占可溶态铁的80.45%;地下水抽取到稻田后Fe2+含量显著降低,络合态铁含量升高,稻田积水中络合态铁占可溶态铁的75.50%;稻田积水排入渠系后,络合态铁中不稳定弱配位铁含量降低13.58%,其他铁形态变化不大.稻田积水通过地下侧渗进入渠系,随侧渗水体深度加深,Fe2+含量升高,络合态和胶体态铁含量降低,地下侧渗水向渠系水主要提供络合态和胶体态铁.三江平原湿地水田化改变了水体中铁的输出形态,同时,排水过程中铁的输出也对河流形成补给,水田灌溉排水过程可溶态铁的输出通量约为390kg.a-.1km-2,输出系数为0.186,灌溉-排水过程中残留在稻田土壤中铁的量约为1460kg.a-.1km-2,残留在排水渠系土壤中铁的量约为250kg.a-.1km-2,这对三江平原水土环境产生了深远影响.

烟台近海水体不同形态铁的检测分析

本文采用2,3-二羟基萘作为三价铁的络合剂,KBr O_3作为催化剂,在采样过程中加入2,2'-联吡啶掩蔽活性二价铁,用催化吸附阴极溶出法对烟台近岸海水中总活性铁、活性三价铁、活性二价铁、溶解态总铁以及有机络合态铁等5种形态铁的含量进行了分析测定,建立了一套适用于分析近岸海水中5种不同形态铁的方法.该方法测定的最低检出限为0.84 nmol·L^(-1),灵敏度根据所加入铁浓度不同分别为12.5、3.95、1.25 n A·L·nmol-1.此外,应用文中方法对标准海水样品CASS-5和NASS-6中的铁含量进行测试,测试结果与标准海水中铁的浓度基本符合.

水稻根尖铁的积累及附着形态研究

以铁毒耐性水稻(Oryzasativa L.)品种"9308"为材料,利用火焰原子吸收光谱法和化学浸提法研究0～10mm段水稻根尖铁的积累及附着形态。结果表明:高Fe2+(400μmol·L-1)胁迫下,0～2mm段水稻根尖铁含量最高;随着Fe2+浓度的升高,根边缘细胞铁含量也明显增大;初生根上不同形态铁的含量为铁锰氧化物态>残渣态>有机态>可交换态>碳酸盐态。以上结果表明,水稻根尖0～2mm段是过量铁的主要作用位点,铁的附着形态以紧密结合态为主,包围在外的根边缘细胞能固定过量铁。