【摘要】：氧化鐵在土壤中的含量較為豐富,由于其氧化還原特性,其形態(tài)、結(jié)構(gòu)及性質(zhì)易受環(huán)境影響而發(fā)生變化。淹水厭氧環(huán)境下土壤微生物以有機質(zhì)等作為電子供體,經(jīng)電子傳遞使Fe(Ⅲ)還原為Fe(Ⅱ)。該過程能夠緩解重金屬毒性、抑制甲烷排放,對土壤有機污染物的降解與凈化方面有重要意義,因此研究鐵轉(zhuǎn)化及其還原是當今環(huán)境化學的熱點問題。土壤中電子供體及受體數(shù)量是限制氧化鐵形態(tài)轉(zhuǎn)變及鐵的還原的因素之一,而添加外源有機物料,一方面可增加土壤電子供體數(shù)量從而促進Fe(Ⅲ)還原,另外通過增大與氧化鐵的接觸,使鐵的溶解度增加,促進其活化絡合。水稻土施用聚合氨基酸不僅能給稻田提供養(yǎng)分,還能改變其土壤有機碳組成,因此能在不同程度上影響土壤中氧化鐵的轉(zhuǎn)化,使氧化鐵含量和形態(tài)存在較大的分異。本研究以中國北方不同類型(棕壤型、草甸土型和濱海鹽漬型)水稻土為研究對象,采用室內(nèi)恒溫淹水厭氧培養(yǎng)方法研究不同類型水稻土氧化鐵形態(tài)變化特征,通過添加γ-聚谷氨酸(γ-PGA)和聚天冬氨酸(PASP)兩種外源肥料增效劑對水田土壤鐵還原、氧化鐵形態(tài)及活性有機碳組分的影響研究,比較不同起源水稻土在氧化鐵形態(tài)及鐵還原過程中對兩種外源氨基酸的利用能力的差異,并探究氧化鐵形態(tài)和鐵還原與土壤活性有機碳組分間的相關關系,為深入研究該過程提供科學依據(jù)。實驗結(jié)果如下:(1)供試的北方3種典型水稻土中,游離鐵含量由高到低為:濱海鹽漬型草甸土型≥棕壤型;絡合態(tài)鐵含量:棕壤型濱海鹽漬型≥草甸土型;而無定形鐵含量由高到低為:棕壤型濱海鹽漬型草甸土型。(2)外源聚合氨基酸對各水稻土中氧化鐵形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響不同:添加γ-聚谷氨酸和聚天冬氨酸對水稻土游離氧化鐵的含量沒有明顯影響;而添加γ-聚谷氨酸能有效增加水稻土中無定形鐵和絡合態(tài)鐵的含量,有利于提高土壤中有效鐵含量,顯著活化鐵氧化物,抑制各類型水稻土中鐵的老化;而聚天冬氨酸對水稻土無定形鐵和絡合態(tài)鐵沒有明顯的激發(fā)效應。(3)添加γ-PGA和PASP均能促進各類型水稻土中氧化鐵的還原,且γ-PGA對鐵的還原能力較PASP強。γ-PGA和PASP處理下對各水稻土中鐵還原能力的順序相同,其大小均依次為:棕壤型草甸土型濱海鹽漬型。(4)不同類型水稻土中Fe(Ⅱ)的生成一定程度上降低了游離鐵的轉(zhuǎn)化,使其結(jié)晶化得到抑制,同時,Fe(Ⅱ)與無定形鐵和絡合態(tài)鐵顯著的正相關關系表明土壤中鐵氧化物的反應性與鐵化合物的形態(tài)有關:通常即鐵氧化物的絡合活化程度愈厲害,則反應性增強愈甚。(5)γ-PGA促進了土壤碳庫的累積,提升了土壤有機碳庫的穩(wěn)定性。而三種水稻土經(jīng)PASP處理后雖然在一定程度上提高了土壤中微生物量碳的比例,但卻抑制了對土壤中ROC的分解轉(zhuǎn)化,其對維持碳庫穩(wěn)定和提升土壤有機碳的積累效果不及γ-PGA。(6)三種水稻土中的活性有機碳組分(ASOC)組分含量與氧化鐵形態(tài)有一定的聯(lián)系,ASOC組分含量的提升能有效阻礙氧化鐵的沉淀,妨礙晶質(zhì)氧化鐵的形成,活性有機質(zhì)與鐵的結(jié)合,通過還原使鐵進入土壤溶液中,從而促進了氧化鐵的活化,從而抑制鐵的結(jié)晶老化。
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【學位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S153
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本文編號：2285740