土壤中鐵鋁氧化物對(duì)Bt毒素吸附的影響.pdf

1、轉(zhuǎn)Bt基因作物發(fā)展迅速,其釋放的毒素可能在土壤中殘留和累積,影響土壤生態(tài)系統(tǒng)的功能和生物多樣性,引起人們對(duì)環(huán)境安全問題的關(guān)注。本課題以海南澄邁縣磚紅壤、廣西南寧赤紅壤、湖北咸寧紅壤、貴陽花溪桐木嶺黃壤、江西南昌水稻土為對(duì)象,研究了有機(jī)絡(luò)合態(tài)、游離態(tài)、非晶形、層間態(tài)、吸附態(tài)、交換態(tài)鐵鋁氧化物對(duì)Bt毒素吸附的影響,著重比較了Bt毒素在除去不同形態(tài)鐵鋁氧化物土壤和原土壤上的等溫吸附特征,同時(shí)還研究了Bt毒素在針鐵礦、赤鐵礦、三水鋁石上的吸附特

2、性,為明確各形態(tài)鐵鋁氧化物對(duì)Bt毒素吸附的影響提供參考,有助于了解轉(zhuǎn)Bt基因作物釋放的毒素在土壤中的去向與積累規(guī)律,闡明Bt原毒素對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。主要結(jié)果如下:
　　 1)5種土壤除去有機(jī)絡(luò)合態(tài)鐵鋁(Fep-Alp)后,對(duì)Bt毒素的吸附量都有所增加。與原磚紅壤、赤紅壤、紅壤、黃壤、水稻土相比,毒素的吸附量分別增加了18.5％、3.5％、12.4％、15.5％、52.9％。毒素吸附量的增加與去除有機(jī)絡(luò)合態(tài)鐵(Fep)的含量正相關(guān)

3、,與去除有機(jī)絡(luò)合態(tài)鋁(Alp)的含量負(fù)相關(guān),且與有機(jī)質(zhì)的減少量有關(guān)。
　　 2)Bt毒素在除去游離態(tài)鐵鋁(Fed-Ald)的磚紅壤、赤紅壤、紅壤、黃壤、水稻土表面的吸附量都顯著降低,分別下降了55.6％、37.0％、70.5％、21.8％、45.8％。除去游離態(tài)鐵鋁,土壤表面負(fù)電荷增加,比表面積下降,負(fù)電荷和外表面積之比升高,促使Bt毒素的吸附量顯著下降。
　　 3)與原土壤相比,在除去非晶形鐵鋁(Feo-Alo)的磚紅

4、壤、赤紅壤和水稻土上Bt毒素的吸附量差異顯著,分別下降了27.7％、34.6％和14.4％,而在除去非晶形鐵鋁的紅壤和黃壤上差異不顯著,吸附量分別下降了6.3％和12.4％。除去非晶形鐵鋁后,土壤的PZC降低,永久負(fù)電荷增加,Bt毒素吸附量下降。
　　 4)Bt毒素在除去層間態(tài)鐵鋁(InFe-InAl)的5種土壤上吸附量都顯著下降。與原磚紅壤、赤紅壤、紅壤、黃壤、水稻土相比吸附量下降了37.5％、39.3％、38.2％、14.0

5、％、18.8％。土壤除去層間態(tài)鐵鋁后,層間負(fù)電荷量增加,與帶負(fù)電荷的Bt毒素之間的靜電斥力增強(qiáng),Bt毒素的吸附量降低。同時(shí),層間態(tài)鐵鋁的減少,使可與毒素的羧基和羥基發(fā)生配位交換的羥基減少,對(duì)Bt毒素的吸附量降低。
　　 5)與原土壤相比,在除去吸附態(tài)鐵鋁(HyFe-HyAl)的磚紅壤、赤紅壤和紅壤上Bt毒素的吸附量差異顯著,分別從原來的182.1、210.1和157.8mg g-1降至124.3、156.7和116.7mg g-

6、1,下降幅度分別為31.7％、25.4％和26.1％；而在除去非晶形鐵鋁的紅壤和黃壤上差異不顯著,吸附量分別下降了3.1％和6.3％。5種土壤的吸附態(tài)鐵的含量均很低,它對(duì)Bt毒素吸附的影響可以忽略。毒素吸附量降低的主要因?yàn)槭浅チ宋綉B(tài)鋁。
　　 6)Bt毒素在除去交換態(tài)鐵鋁(ExFe-ExAl)的5種土壤上的吸附量都顯著降低。與原土壤相比,在除去交換態(tài)的磚紅壤、赤紅壤、紅壤、黃壤、水稻土上Bt毒素的吸附差異均顯著,下降幅度相似

7、,分別下降了22.4％、23.1％、24.5％、23.3％、21.3％,主要是受除去土壤交換態(tài)鋁的影響。除去交換態(tài)鐵鋁,土壤表面部分離子的水合半徑增大,供給吸附的能量減少,毒素的吸附量降低。
　　 7)在供試5種土壤中,6種形態(tài)的鐵鋁氧化物對(duì)Bt毒素吸附的影響程度不同。在磚紅壤上,不同形態(tài)的鐵鋁氧化物影響作用的強(qiáng)弱為游離態(tài)>層間態(tài)>非晶形態(tài)、吸附態(tài)、有機(jī)絡(luò)合態(tài)>交換態(tài)；在赤紅壤上,影響的強(qiáng)弱順序?yàn)橛坞x態(tài)、層間態(tài)鐵鋁>有機(jī)絡(luò)合態(tài)、

8、非晶形、吸附態(tài)鐵鋁>交換態(tài)鐵鋁；在紅壤上,影響的強(qiáng)弱順序?yàn)橛坞x態(tài)、層間態(tài)鐵鋁>有機(jī)絡(luò)合態(tài)、非晶形鐵鋁>交換態(tài)、吸附態(tài)鐵鋁；在黃壤上,順序?yàn)橛坞x態(tài)、交換態(tài)鐵鋁>有機(jī)絡(luò)合態(tài)鐵鋁>非晶形、層間態(tài)、吸附態(tài)鐵鋁；在水稻土中的影響強(qiáng)弱順序?yàn)橛坞x態(tài)鐵鋁>非晶型態(tài)、層間態(tài)、有機(jī)絡(luò)合態(tài)鐵鋁>交換態(tài)、吸附態(tài)鐵鋁。各種形態(tài)的鐵鋁氧化物對(duì)Bt毒素在5種供試土壤吸附的影響程度不盡相同,這與供試土壤自身的理化性質(zhì)、各形態(tài)鐵鋁氧化物含量以及其對(duì)毒素吸附影響因素的不同