麥秸淹水腐解對土壤Cd活度的影響及其與DOC的關(guān)系.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟與現(xiàn)代化事業(yè)尤其是工業(yè)和交通運輸業(yè)的發(fā)展，農(nóng)田重金屬污染日益嚴重，已對農(nóng)產(chǎn)品安全構(gòu)成潛在威脅。進入農(nóng)田重金屬的活度及生物有效性受多種因素制約，其中土壤有機質(zhì)(SOM)可通過改變重金屬的轉(zhuǎn)化、遷移等行為影響農(nóng)田重金屬的活度。我國農(nóng)作物單位面積產(chǎn)量高，秸稈產(chǎn)量大，秸稈直接還田不僅可以提升土壤肥力，也是減輕其環(huán)境壓力的有效手段。然而，秸稈直接還田意味著大量外源有機物進入土壤，對污染土壤重金屬活度的效應(yīng)值得關(guān)注。土壤溶解性有機碳(D

2、OC)是重要的環(huán)境物質(zhì)，是土壤有機質(zhì)(SOM)中最為活躍，對土壤重金屬轉(zhuǎn)化、遷移及生物有效性等具重要影響的部分。還田后的秸稈在腐解過程中產(chǎn)生的大量中間產(chǎn)物是土壤DOC的重要來源。目前針對秸稈還田對污染土壤重金屬活性的影響及其與DOC關(guān)系的研究尚不多見。本研究以模擬Cd污染土壤為材料，設(shè)置不同秸稈與氮肥添加量處理，于淹水培養(yǎng)的不同時期測定了土壤溶液pH、電導(dǎo)率、Cd與DOC濃度以及土壤固相中不同組分Cd含量，以分析添加秸稈及氮肥對土壤Cd

3、活度的效應(yīng)及其與土壤DOC的關(guān)系。研究結(jié)果表明:
　　(1)添加秸稈與氮肥可顯著提高土壤溶液電導(dǎo)率，隨秸稈及氮肥添加量增加，不同培養(yǎng)時期土壤溶液電導(dǎo)率均顯著提高，說明在秸稈腐解過程中提高了土壤溶液電解質(zhì)水平。與不加秸稈與氮肥（對照）相比，添加秸稈與氮肥分別使土壤溶液電導(dǎo)率提高20.3％及29.5％，氮肥對土壤溶液電導(dǎo)率的效應(yīng)隨秸稈用量的增大而減弱。
　　(2)隨秸稈及氮肥添加量增加，不同培養(yǎng)時期土壤溶液Cd濃度均顯著提高;與

4、對照相比，添加秸稈及氮肥處理土壤溶液Cd濃度分別提高53.7％及38.9％，表明添加秸稈與氮肥促進了污染土壤Cd的溶出。
　　(3)隨培養(yǎng)時間的延長，不同處理土壤溶液中DOC濃度均呈先上升而后下降的趨勢，其峰值濃度出現(xiàn)在40d左右。土壤溶液DOC濃度與秸稈與氮肥加入量關(guān)系密切，隨秸稈及氮肥用量增加，土壤溶液DOC濃度提高。添加秸稈可使土壤溶液DOC比對照平均提高43.9％，施用氮肥則可提高17.7％。
　　(4)添加秸稈條件

5、下，土壤溶液Cd濃度與DOC濃度間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系，兩者間的回歸方程為:y=0.112x-3.776（r=0.586**，n=90;y:土壤溶液Cd濃度，μg/L;x:土壤溶液DOC濃度，mg/L）。本研究中，DOC每提高100mg/L，土壤溶液Cd濃度可提高11.2μ g/L。進一步分析發(fā)現(xiàn)，土壤溶液Cd濃度與DOC濃度間的相關(guān)關(guān)系在培養(yǎng)前期較弱，隨培養(yǎng)時間進一步延長，該相關(guān)關(guān)系顯著增強。
　　(5)本研究中，隨秸稈添加量的

6、增加，土壤有效態(tài)Cd含量減少;土壤溶液Cd濃度與有效態(tài)Cd含量間存在極顯著的負相關(guān)關(guān)系(r=-0.612**，n=90)，說明隨著秸稈不斷腐解，部分有效態(tài)Cd進入土壤溶液。
　　(6)隨秸稈腐解進程的推進，所測定的土壤Cd組分中，殘渣態(tài)Cd含量逐漸減少，酸溶態(tài)Cd含量逐漸提高，而還原態(tài)及氧化態(tài)Cd含量變化幅度較小。相關(guān)分析表明，土壤溶液Cd濃度與土壤殘渣態(tài)Cd呈極顯著負相關(guān)，與土壤酸溶態(tài)Cd呈極顯著正相關(guān)，與氧化態(tài)Cd呈較弱的正相