3种土壤对水溶性有机物的吸附和解吸研究

【目的】了解不同类型土壤对水溶性有机物的吸附和解吸差异,为有机肥的合理施用以及进一步研究其化学行为提供参考。【方法】选择普通肥熟旱耕人为土(黑土母质发育)、石灰肥熟旱耕人为土(褐土母质发育)和酸性肥熟旱耕人为土(第四纪红壤母质发育)3种理化性质差异较大的土壤,开展添加水溶性有机物(DOM)后不同吸附时间下土壤对DOM的吸附和解吸试验,并利用相关模型计算了土壤对DOM吸附和解吸的参数。【结果】外源DOM进入土壤后,能很快被土壤胶体吸附,并在1h内达到平衡;3种土壤对DOM的吸附差异明显,其达到平衡时的吸附量分别为10236、8372和10088mg·kg-1,即以有机质含量高的普通肥熟旱耕人为土和pH低的酸性肥熟旱耕人为土对DOM的吸附量大;3种土壤对所吸附DOM的解吸量比较,在吸附量达到最大时,解吸量占吸附量的比例分别为63.2%、42.1%和93.3%;3种土壤对所吸附DOM的解吸能力比较,亦为酸性肥熟旱耕人为土>普通肥熟旱耕人为土>石灰肥熟旱耕人为土。【结论】土壤性质与其对DOM的吸附和解吸密切相关,因此,不同类型土壤在有机肥施用量和施用方法上也需要相应进行改变。

水溶性有机物在土壤中的化学行为及其对环境的影响

水溶性有机物(Dissolved organic matter,DOM)是能够溶解于水的有机化合物的统称。尽管目前对于陆地生态系统中DOM的研究尚不完善,对其性质、组成和分类方法等问题的看法还没有达成一致,但现有研究结果已经表明DOM是一种十分活跃的重要化学组分。DOM进入土壤后将发生吸附、解吸、迁移、转化等一系列化学过程,进而对土壤及环境产生一系列重要影响:一方面,DOM可以与土壤胶体结合,形成有机无机结合体,从而改善土壤性质,DOM还可以通过其自身的分解产生养分离子,从而提高土壤肥力;另一方面,DOM也可能亲合土壤中原来与土壤胶体结合的养分,使之与DOM一起进入土壤溶液,从而增加土壤中养分离子被淋失的风险,并造成土壤养分的损失以及水体的富营养化,DOM还有可能活化土壤中重金属离子,增加土壤中重金属离子的毒性,并使土壤中的重金属离子向地下水迁移。由于其对土壤和环境的多种效应,水溶性有机物近年来已经逐渐成为土壤学、环境科学、生态学等学科的研究热点之一。

山东寿光农业利用方式对土壤砷累积的影响

对山东省寿光市不同农业利用方式下土壤砷的累积状况进行了调查.结果表明,寿光市农田土壤砷平均含量为9.63mg.kg-1,最高值为15.15mg.kg-1,以山东省当地的土壤背景值(9.3mg.kg-1)为基准,有53.1%的样本出现了砷富集现象.所调查地区土壤砷含量的空间分布为西、东、北部较高,中部居中,南部最低.不同农业利用方式下土壤砷含量呈现出明显差异,按由高到低顺序排列为小麦/玉米地>棉花地>设施菜地>露天菜地,分析呈现这种规律的原因发现,土壤砷含量的差异除了受当地土壤砷背景值影响外,还不同程度地受农业活动的影响.随着设施菜地种植年限的增加,土壤砷含量呈增加趋势.猪粪和鸡粪中的砷可能是设施菜地土壤砷累积的重要来源,施用豆肥可在一定程度上减少土壤砷的累积.

种植年限对三江平原农田土壤剖面性质及碳、氮含量的影响

目的系统探讨三江平原湿地开垦后不同种植年限对土壤剖面性质及碳、氮含量变化等的影响规律,分析其相互关系,为该地区现有种植方式下耕地质量建设提供参考依据。方法采用野外实地调查方法,系统调查了三江平原宝清县北部、抚远县东南部两个垦区中不同农业利用年限土壤剖面层次、容重、植被组成等的变化,并采集表层和亚表层土壤样品,测定相应的碳、氮含量,分析其含量变化与种植年限的相互关系。结果随着种植年限的延长,土体中相应层次的形成和分化愈明显,腐殖质层厚度愈变薄,二者间呈显著负相关;土壤容重则随种植年限延长而增加,且二者间呈直线相关;表层和亚表层土壤有机碳的含量均随种植年限的增加而减少,二者间的相互关系可用二次多项式(Y=b0+b1x+b2x2)形式表示;表层土壤全氮含量的变化与种植年限间亦呈显著负相关,且亦可用二次多项式形式来表示;土壤C/N比值亦随种植年限而变化,但与其所处的环境条件具有一定关系,且近年来其比值有下降的趋势。此外,还讨论了湿地农业利用后土壤有机碳储量的变化、立地条件对湿地性质的影响及湿地保护等相关问题。结论在当前三江平原耕地种植方式下,随着种植年限的延长,土壤耕层变薄、有机质及氮素含量下降的趋势较为明显,必须通过增加有机肥施用量、强化耕地养分管理、改进耕作方式等措施,防止这种趋势的继续,保证区域农业持续、稳定发展。

溶解性有机物对土壤中铜生物有效性的影响

采用盆栽试验,研究了模拟铜污染土壤中溶解性有机物（DOM）对红壤、褐土和黑土3种不同类型土壤中小油菜（Brassia campestris）的生长及对Cu生物有效性的影响。结果表明,随着DOM的加入,黑土和红壤中小油菜的出苗率均有所下降,尤其是当DOM添加量大于100mgC·kg^-1时,红壤中小油菜出苗率显著降低（P〈0.05）,而对褐土的出苗率影响不大;供试3种土壤中小油菜生物量均呈先上升后下降的趋势,其在DOM添加量为50mgC·kg^-1时生物量达到最大,但比较而言,3种土壤中小油菜生物量由大至小的顺序为：黑土〉褐土〉红壤;随着土壤中添加DOM浓度的升高,小油菜植株体内铜浓度大致呈现不断增加的趋势,且3种土壤中植株体内的铜浓度均在DOM添加量为200mgC·kg^-1时达最高值,与对照处理及添加量为50mgC·kg^-1处理间差异显著（P〈0.05）;土壤中有效态Cu含量则随DOM量的增加呈不断升高趋势,3种供试土壤有效态Cu含量以红壤最高,当DOM添加量为0-100mgC·kg^-1时,褐土中有效态铜含量高于黑土;而当DOM添加量为150-200mgC·kg^-1时,黑土中的有效态铜含量却高于褐土。这表明随着外源性DOM进入土壤,可导致土壤中Cu的生物有效性不断发生变化,从而直接影响作物的生长以及作物对Cu的吸收。

外源水溶性有机物及温度对红壤铜形态的影响

利用模拟培养试验研究了外源水溶性有机物(DOM)添加量和培养温度对红壤中Cu形态的影响.结果表明:与不添加DOM比较,添加不同量的DOM均可提高土壤中交换态Cu的含量、降低铁锰结合态Cu含量;随着培养时间的延长,不同DOM添加量下土壤交换态Cu含量呈逐渐下降趋势;至试验结束时,DOM添加量为250mg·L-1时土壤交换态和碳酸盐结合态Cu含量最高,添加量为500mg·L-1时铁锰结合态Cu含量最高;不同DOM添加量下,土壤中有机结合态Cu含量较CK增加10.67%～23.66%.在25℃和45℃温度条件下,添加DOM后土壤交换态和铁锰结合态Cu含量均随培养时间的延长呈下降趋势,但在5℃下变化趋势相反;3种温度下添加DOM后土壤碳酸盐结合态Cu含量有随培养时间延长而增加的趋势.随着培养温度的升高,土壤有机结合态Cu含量增加,但在温度较低(5℃)时土壤残渣态Cu含量下降.