连续5年施用氮肥和羊粪的内蒙古羊草(Leymus chinensis)草原土壤颗粒状有机质特征

【目的】颗粒状土壤有机质(particulate organic matter,POM)是土壤有机质比较活跃的成分,受施肥、耕作及管理等多种因素的影响,本文研究连续5年施用氮肥和羊粪对内蒙古草原围栏封育的表层土壤颗粒状有机质的含量及其化学结构的影响。【方法】采用物理分组法获得游离态颗粒状有机质(FPOM)和包被态颗粒状有机质(OPOM),并用13C核磁共振法测定其化学结构。【结果】施用氮肥的土壤pH值降低了0.25～0.78个单位,微生物量碳降低了13%～27%,POM含量没有明显变化;而施用羊粪的土壤pH提高了0.47～0.59个单位,微生物量碳提高了19%,POM大幅度提高,特别是FPOM最多提高了96%。OPOM的化学结构几乎不受施肥的影响,但FPOM的化学结构在一定程度上受到施肥特别是羊粪的影响,烷基碳增多,而羰基碳减少。【结论】长期施肥特别是有机肥料,不仅引起草原土壤颗粒状有机质含量的变化,还导致其化学结构的改变,FPOM组分变化更加明显。

土壤中颗粒状有机质对重金属的吸附作用

为了解土壤颗粒状有机质(POM)对重金属富集机理,用室内分析方法研究了土壤POM对Cu、Cd、Co、Pb、Ni和Zn等6种常见重金属的吸附作用。研究表明,土壤中颗粒状有机质(POM)对重金属有较高的吸附潜力,吸附过程是一个快速反应,在100分钟内可接近平衡。POM对重金属的吸附强度随pH的变化而变化,在pH5￣7范围达到较高水平,pH<5和pH>8均可降低POM对这些重金属的吸附;POM对重金属的吸附明显高于相同粒径的矿物质,也高于或接近于细土(<0.053mm)。重金属元素共存时,POM对重金属的吸附强度由大而小顺次为Cu>Pb>Cd>Cr>Co>Zn>Ni。移去土壤颗粒态有机质将显著降低土壤对重金属的吸附,增加土壤重金属的淋失风险。POM对重金属的强吸附性能可能是土壤中POM重金属富集的主要机理之一。

污染土壤中有机质结合态重金属的研究

用物理与化学相结合的方法研究了2个污染土壤剖面中有机质结合重金属(Cd、Cu、Pb和Zn)的分布,把有机质相结合态重金属分为颗粒状有机质(POM)结合的重金属和与细土腐殖质结合的重金属.结果表明,土壤POM对重金属有明显的富集作用,其中>2 mm POM重金属Cd、Cu、Pb和Zn的富集系数分别在1.4～3.2、2.5～2.6、2.8～3.9和3.0～3.9之间;而0.05～2 mm POM重金属Cd、Cu、Pb和Zn的富集系数分别在2.7～7.8、3.2～6.4、3.2～9.3和3.2～5.6之间,0.05～2 mm POM组分中重金属的平均富集高于>2 mm POM组分.POM中重金属的富集程度与土壤重金属的积累呈正相关.有机质结合态重金属占土壤重金属总量的比例随土壤有机质积累而增高,表土层约40%以上的重金属以有机质结合态存在.

砂质土壤不同粒径颗粒中有机碳、养分和重金属状况

用分散、筛分和悬浮相结合的物理方法，研究了砂质土壤中养分和重金属在不同粒径有机、无机颗粒中的分布。研究表明，砂质土壤中Cd、Co、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn和Mn在颗粒状有机质（POM）有明显的富集，富集程度以Cu和Zn最为明显。粒径较小（0．05～1mm）的POM组分中重金属的平均富集高于粒径较大（〉1mm）的POM组分。POM中重金属的富集因土壤重金属污染水平和重金属类型而异，并与土壤重金属的积累呈正相关。分析数据表明，土壤POM中重金属的积累不完全是植物分解残留的结果，土壤POM对重金属有强吸持能力可能是POM中重金属富集的主要原因之一。