土壤溶解性有机物的动态变化对水溶态铜的影响

摘要

目前中国部分地区土壤铜污染严重,耕地点位超标率高达2.1％.重金属毒性及生物有效性由其形态决定,而并非其总量决定.水溶态铜含量活性最高,最容易被植物吸收利用,因而受到广泛关注.秸秆常用于土壤重金属污染原位钝化修复中.秸秆还田后会产生溶解性有机物,这部分周转最快、活性最高的土壤有机质对土壤中水溶态铜含量有重要影响.基于此,本研究选取中国3种地带性土壤(红壤、褐土和黑土),设计添加铜和秸秆的土壤培养试验,温室培养12个月,每4个月取样一次.测定土壤中水溶态铜、溶解性有机碳(DOC)、氮(DON)和溶解性有机物的紫外光谱特性.研究结果表明,(1)红壤、褐土及黑土的秸秆处理中DOC含量较对照显著增加292％—567％,107％—202％,114％—141％.培养后8个月,3种土壤中DON含量较对照显著下降.其中,红壤、褐土及黑土中DON含量下降的幅度分别为88％—90％,47％—93％,62％—88％.在培养的第8—12个月,红壤和褐土的秸秆处理中DON含量较对照分别显著增加28％,22％,说明微生物在激发效应过程中优先利用溶解性有机氮.(2)秸秆处理中溶解性有机物芳香环上取代基种类增加,芳香性增强,分子量增加;随时间推移,3种土壤中溶解性有机物的芳香性及分子量随时间逐渐下降.(3)由于溶解性有机物对铜离子的络合作用,有机物加入后3种土壤中水溶态铜含量较对照显著增加;多元线性逐步回归分析结果表明:在3种土壤中,DOC含量与水溶态铜含量呈显著正相关.该研究表明,相比于溶解性有机物的紫外光谱性质,溶解性有机物的含量对水溶态铜含量的影响更大.