沉积物─水界面营养盐释放研究Ⅰ.根际土壤溶液采样器在底泥氮释放研究中的应用

采用根际土壤溶液采样器（Ｒｈｉｚｏｎ－ＳＭＳ）和自制的培养容器对厌氧条件下西湖底泥ＮＨ４＋－Ｎ的释放进行了室内模拟研究。结果表明：在厌氧条件下，ＮＨ４＋－Ｎ的累计通量与时间关系曲线呈现３个阶段，根据通量一时间曲线中两个线性阶段计算的厌氧条件下ＮＨ４＋－Ｎ的释放速率分别为 １１．６０和 ５．１２ｍｇ ｍ－２ｄ－１。实验表明：Ｒｈｉｚｏｎ－ＳＭＳ具有使用方便、采样时空分辨率高等特点，可能成为间隙水地球化学研究的一种有力工具。

2种水生植物根际溶液磷素时空变异及有机酸分泌

利用根际土壤溶液的原位抽提和微量样品分析技术,比较了喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)和香蒲(Typhalatifolia)2种水生植物根际土壤溶液磷素含量的时空变异和根系分泌有机酸种类及数量的差异,从植物吸收磷素、根系分泌有机酸和根际土壤pH值变化等角度探讨了植物磷素高效净化的根际调控机制.结果表明,2种水生植物的根际溶液磷素含量均明显低于非根际溶液;喜旱莲子草的根际溶液磷酸根离子质量浓度(2.53 mg.L-1)显著低于香蒲的根际溶液(5.43mg.L-1)(p<0.05),且喜旱莲子草根系对土壤溶液磷酸根的影响范围大于香蒲.与香蒲相比,喜旱莲子草分泌了较多的苹果酸(浓度27.33μmol.L-1),在活化土壤磷素、促进根系对磷素的吸收方面起了更大的作用.喜旱莲子草吸收磷素的根际效应强于香蒲.

重金属的土水分配行为研究--根际土壤溶液采样器的应用

采用根际土壤溶液采样器(Rhizon-SMS)原位采集河南平原耕地土壤溶液。用土壤溶液中重金属浓度对数作为因变量、土壤溶液理化性质作为自变量,进行多元线性逐步回归,结果表明:只有有机碳进入Cu的相关方程,pH进入Cd的相关方程。土壤溶液pH和土壤中的Zn都作为自变量进入Zn的相关方程。土壤溶液中的Cu与pH没有线性关系,而Cd和Zn与土壤溶液pH有显著的线性关系(p<0.01)。计算了土壤中Cu、Cd、Zn在土壤与土壤溶液中的分配系数Kd。本研究中,3种重金属的Kd大小顺序为:Cu>Zn>Cd。根据Freeze和Cherry模型,联合log(Kd-Cd)、log(Kd-Zn)与pH的线性关系,估计了Cd和Zn在土壤中的迁移速度。

根际土壤溶液中磷的毛细管电泳分析

应用毛细管区带电泳间接紫外吸收法,对测定根际土壤溶液中PO43-的检测波长、电泳温度、分离电压和电解液组成等参数进行了选择,发展了根际土壤溶液中PO34-浓度的毛细管电泳分析法。选择后的电泳条件为:电解液为32mmol/L三羟甲基氨基甲烷+4mmol/L1,2,4-苯三酸+0.3mmol/L十六烷基三甲基溴化铵(pH=8.5);检测波长为205nm,分离电压为-20kV,温度为25℃。本方法有效地屏蔽了土壤溶液中Cl-,SO42-和NO3-等离子对PO43-测定的影响,对根际土壤溶液中PO43-的检出限为0.68mg/L(S/N=3);回收率为87.2%～99.4%,适于测定微量根际土壤溶液样品中PO34-的浓度。

2种湿地植物根表铁氧化物胶膜的形成及其对磷素吸收的影响

在田间条件下,运用土壤溶液原位抽提和毛细管电泳分析等技术,比较了芦竹(Arundo donaxLinn)和香蒲(Typhalatifolia)根表铁氧化物胶膜数量、土壤根际溶液磷质量浓度、根际土和根际溶液pH及根膜比等的差异,阐明了湿地植物根表铁氧化物胶膜对磷素从非根际土壤-根际土壤-根际溶液-根表铁氧化物胶膜-根系的迁移过程的影响以及在磷素净化中的根际调控机制.结果表明,芦竹和香蒲根表铁氧化物胶膜数量(以根系鲜重计)分别为20 170.8和7 640.3 mg/kg.有铁氧化物胶膜沉积的芦竹、香蒲的根际土有效磷含量分别是28.85、34.99 mg/kg;各比其无铁氧化物胶膜增加了46.2%、21.9%.有铁氧化物胶膜沉积的芦竹、香蒲的根际溶液磷质量浓度为0.65、0.56 mg/kg,分别比其无铁氧化物胶膜沉积高9.2%、33.9%.芦竹根表铁氧化物胶膜吸附的磷占根系吸附吸收磷的81.7%,香蒲是85.7%.根表有铁氧化物胶膜沉积的芦竹磷素利用有效性比无铁氧化物胶膜的植株高16.5%,香蒲高31.4%.有铁氧化物胶膜沉积的芦竹和香蒲植株体内磷含量均比无铁氧化物胶膜高.同时,铁氧化物胶膜对磷酸盐的吸附提高了磷酸盐从非根际向根际、固相(根际土壤)向液相(根际土壤溶液)的迁移速率.有铁氧化物胶膜沉积的湿地植物根际土有效磷含量累积,无铁氧化物胶膜沉积的湿地植物根际土有效磷含量耗竭.