溶解性有机质对土壤硒转化的影响初探

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:saif108
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
硒(Se)是人和动物必需的一种微量元素。有机物料添加是我国维持或提高土壤肥力的一种传统方法,有机物料分解增加了土壤中溶解性有机质(DOM)等活性有机组分含量,其与土壤中硒发生相互作用影响硒的形态和价态转化,进而影响硒生物有效性。因此,查明DOM对土壤硒转化的影响对揭示其对土壤硒有效性的调控具有重要的意义。本研究采用批实验和培养试验,探究了小分子有机酸(乙酸、苹果酸、柠檬酸)对外源添加到土壤中硒(硒酸盐、亚硒酸盐)吸附解吸的影响;对比了小分子有机酸(乙酸、草酸、柠檬酸)对不同理化性质的四种自然富硒土壤或外源添加硒老化稳定土壤中硒矿化释放的差异;研究了从牛粪、秸秆提取的DOM对土壤外源硒老化过程中形态和价态的变化,初步揭示了DOM影响土壤硒有效性的机制。得到的主要结果如下:1.有机酸对土壤硒的吸附和解吸作用因土壤类型、外源硒种类及浓度不同而异。塿土对硒酸盐、亚硒酸盐的吸附均在24 h基本达到平衡,添加小分子有机酸不影响平衡时间,仅降低了平衡时的吸附量。红壤对硒酸盐的吸附与塿土相似,但其对亚硒酸盐的吸附在1 h内就达到了吸附平衡。准二级动力学方程能够较好地描述土壤对两种外源硒的吸附动力学特征。等温吸附结果表明,加入苹果酸(MA)、柠檬酸(CA)均降低了塿土对硒酸盐和亚硒酸盐的吸附,与此相反,加入乙酸(AA)却提高了塿土对低浓度亚硒酸盐(<3 mg·L-1)的吸附;且Langmuir模型能更好地描述土壤对硒的吸附特征。与小分子有机酸添加无关,红壤对亚硒酸盐的吸附作用极强;但添加三种小分子有机酸时土壤对硒酸盐的吸附作用均显著高于不添加小分子有机酸的对照处理。塿土施加小分子有机酸处理硒的解吸率均大于对照处理,而红壤则却之相反。总之,施加小分子有机酸降低了塿土对硒的吸附,提高了塿土中亚硒酸盐和硒酸盐的解吸率;却提高了红壤对硒的吸附能力,抑制了红壤中亚硒酸盐和硒酸盐解吸。2.与自然富硒土壤相比,人工富硒土壤中的硒更易于矿化释放出来。酸性富硒土壤中硒的释放主要与小分子有机酸的羧基数量相关;羧基数量越多,硒在土壤中的释放能力越强。而碱性富硒土壤中硒的释放主要与小分子有机酸的酸性相关,与其他小分子有机酸相比,草酸(OA)具有更好的活化碱性土壤中硒的能力。本研究的结果对于更好地理解小分子有机酸在富硒土壤中对硒的迁移作用具有重要意义。3.外源添加DOM促进了土壤中有效硒的固持。有效态硒中的四价与六价硒随着外源硒加入时间的延长向负二价硒转化,逐渐转化为更为稳定的形态;且施加DOM后大部分处理有效硒中四价硒或六价硒的含量下降速率增加或负二价硒含量的生成速率增大。不同浓度DOM对有效硒的固持作用影响不显著,但牛粪源DOM(NDOM)对硒的固定作用大于秸秆源DOM(JDOM)。4.土壤中的有机结合态硒随着外源硒培养时间的延长由活性较强的亲水性有机酸结合态硒(HY-Se)和富里酸结合态硒(FA-Se)向更稳定的胡敏酸结合态硒(HA-Se)和疏水性有机质结合态硒(HON-Se)转化。值得注意的是,亚硒酸盐施加NDOM的处理较对应的JDOM处理对有机结合态硒的固定作用更强,而硒酸盐中不同来源DOM对有机结合态硒的影响较小。塿土中随硒的老化HON-Se与HA-Se的增加量大于HY-Se与FA-Se的下降量,这可能是由于有效态中的硒向有机结合态转化;而红壤中HON-Se与HA-Se的增加量与HY-Se与FA-Se的下降量基本相等,且稳定态的HA-Se先增后降,这表明其还存在向更稳定的硒形态转化的趋势。综上所述,小分子有机酸影响土壤中外源硒的固定以及富硒土壤中硒的释放,且动物源DOM(NDOM)较植物源DOM(JDOM)对硒的固定作用更强,DOM对外源硒迁移转化的影响受到土壤类型和外源硒形态的影响,因此在硒的生物强化过程中应综合考虑。
其他文献
砒砂岩主要广泛分布于黄土高原北部晋陕蒙接壤区,是世界水土流失极为严重的区域之一。由于干旱的气候条件,以及人类活动对环境的严重干扰,砒砂岩区域内的自然生态环境极其脆弱,制约着砒砂岩区域内脆弱生境的持续修复。由于受到成土因素及人类活动等多种因素的影响,土壤理化性质存在一定程度的异质性,且不同尺度土壤理化性质异质性程度及其主要影响因子可能会有所不同,对其空间异质性及其影响因子的研究可以作为生态环境修复策
土壤侵蚀破坏土地资源,导致土地退化对农业生产、水质和生态环境构成巨大威胁。因此,采取有效措施防治土壤侵蚀,显得至关重要。黄土高原是我国土壤侵蚀严重、水资源短缺且对全球变化十分敏感的生态脆弱区,是世界上土壤侵蚀最严重的区域之一。经过几十年的综合治理,土壤侵蚀量显著降低。在此背景下,亟需识别土壤侵蚀时空变异特征、主要控制因子并量化各因子的贡献,以更有效地保护水土资源。本研究以黄土高原为研究区域,分析了
在干旱半干旱地区,水资源是制约农林生产和生态系统稳定性的重要生态因子,对于区域植被的生存和演化有至关重要的影响。研究水蚀风蚀交错区不同植被类型下土壤溶质运移特征及其影响因素,揭示典型植物获取水分来源及其季节变化对该区域植被合理配置、水资源高效利用及维持生态系统的可持续发展具有重要意义。本研究采用野外定位观测和室内分析相结合的方法,研究了水蚀风蚀交错区六道沟和圪丑沟流域不同土质(砂土、壤土)和植被类
东北黑土地是宝贵的土地资源,对保障我国粮食安全起到重要作用。但由于特殊的气候、土壤、地形和人为等因子,使得黑土地出现土壤侵蚀退化问题。为减缓黑土地土壤侵蚀退化,提高农田地力。本文通过室内模拟和田间观测相结合的方法,研究了土壤侵蚀与土地利用方式对水气传输特性的影响,并对导气率和相对气体扩散率的特征进行探讨。最后提出了向侵蚀退化农地中添加木本泥炭和膨润土来快速提升农田地力的方法。具体研究结果如下:(1
中国作为一个农业大国,每年产出大量的农业废弃物资源,然而综合利用率低,导致了有机资源浪费,环境也受到污染。施用有机物料具有改善农田土壤结构、提升土壤肥力等重要作用。本研究设置连续三年在农田中施用沼液的田间试验,在研究田间条件下灌施沼液对土壤团聚体和土壤肥力影响的基础上,通过培养试验,研究沼液与几种有机物料在不同配合施用以及不同培养时间(30、60、120和300d)条件下对土壤团聚体稳定性(粒径>
水土流失是黄土丘陵区最主要的生态问题,生物土壤结皮(简称生物结皮)作为黄土丘陵区退耕地广泛存在的地被物,对水土流失的影响不可忽略。目前有关生物结皮对坡面产流产沙的研究主要集中于生物结皮的盖度和类型,很少涉及生物结皮的分布格局。尽管目前已有少量研究关注了生物结皮的分布特征,但相关研究以定性描述为主,缺乏定量表征,妨碍了人们对生物结皮的水土保持功能的认识。为此,本文以黄土丘陵区野外退耕地和人工填装土槽
土壤磷元素是植物进行生长发育的必需营养元素,土壤磷的有效性是评价土壤质量和肥力的重要指标,对于提高磷素的生物可利用性具有重要参考意义,但是目前对于生草覆盖管理措施下土壤磷有效性的研究较为薄弱。本研究对不同生草种类和生草年限管理措施下土壤磷形态进行分析,旨在了解不同生草草种和不同生草年限下土壤不同磷形态的分布规律以及影响土壤磷组分的生物和非生物因素,进而为果园生草管理下土壤质量的改善提供数据支撑和理
地表覆盖和施氮是提高旱区作物产量和水分利用效率的主要措施。然而,长期秸秆或地膜+秸秆二元覆盖模式下土壤质量对氮肥管理的响应特征缺乏系统性研究,相关的土壤碳氮转化特征及其微生物学机制尚不清楚。本文基于黄土高原塿土2003年开始的覆盖施氮定位试验,利用磷脂脂肪酸分析(PLFA)、荧光定量PCR等技术,研究长期覆盖(无覆盖,CT;秸秆覆盖,SM;垄上覆膜+沟内覆秸秆,RF)和施氮(不施氮,N0;推荐施氮
本文主要研究等距浸入到黎曼流形中的梯度近Yamabe孤立子和r-近Newton-Yamabe孤立子.运用Hopf极大值原理及子流形的基本方程,得到梯度近Yamabe孤立子和r-近Newton-Yamabe孤立子是全测地,或全脐的充分条件.主要内容包括如下三部分:1.研究等距浸入到黎曼流形Mn+q中的梯度近Yamabe孤立子Mn.运用Hopf极大值原理及子流形的基本方程,讨论Mn是否是极小子流形,并
本学位论文运用集值映射的锥上不动点定理与分歧理论,分别研究了带周期边界条件和Dirichlet边界条件的二阶微分包含问题正解的存在性、全局结构与结点解.主要工作如下:1.运用集值映射的锥上不动点定理获得了二阶微分包含周期边值问题正解的存在性,其中q ∈ C([0,2π],[0,∞))为2π-周期函数,且q(t)(?)0,t ∈[0,2π],F:[0,2π]×R→2R\(?)是一个多值映射.当非线性