【摘要】：種稻已經(jīng)成為蘇打鹽堿土改良利用的主要方式之一,硫酸鋁作為改良劑在改良鹽堿土種稻方面已取得了較好的效果,但是鋁在降低土壤pH、改善土壤物理性狀的同時,是否會對土壤中的氟產(chǎn)生影響還不清楚。為了探討鋁的添入對土壤中氟的影響,本研究以蘇打鹽堿土為供試土壤,在對電極法測定氟含量進(jìn)行優(yōu)化的基礎(chǔ)上,重點研究了氟在蘇打鹽堿土中的含量、吸附和解吸、鋁對蘇打鹽堿土中氟的形態(tài)、吸附以及水稻吸氟規(guī)律的影響。從新的角度來研究該區(qū)的氟危害,為降低氟的生物有效性、控制氟進(jìn)入食物鏈提供理論支持。得到的主要結(jié)論如下： 1、在用電極法測定氟含量時,由Na3C6H5O7?2h2O、NaNO3、C6H8O7組成的總離子強(qiáng)度緩沖溶液,能夠掩蔽共存鋁離子的干擾、穩(wěn)定氟離子的活度、緩沖待測溶液pH,測量結(jié)果的準(zhǔn)確度和精確度均較高;已知添加法為最優(yōu)的測量模式；堿熔法是測量植株中氟含量時較為理想的前處理方法。 2、吉林省西部蘇打鹽堿土表層土壤中的全氟含量并不高,低于對照黑土和全國土壤的氟背景值,但是其水溶態(tài)氟和交換態(tài)氟含量普遍較高,氟的生物有效性高,這也是當(dāng)?shù)氐胤叫苑×餍械脑蛩�。土壤剖面�?由于采樣期間土壤水分上移,帶動氟向地表聚集,致使表層土壤(0-20cm)中的水溶態(tài)氟、交換態(tài)氟、全氟含量高于中間層(20-40cm),但是由于底層(40-60cm)土壤受自然和人為因素的影響較小,氟活化的程度較低,所以全氟含量較其它土層高。各形態(tài)氟的分布規(guī)律為殘余態(tài)水溶態(tài)鐵錳結(jié)合態(tài)、交換態(tài)有機(jī)束縛態(tài)。交換態(tài)氟與其它形態(tài)氟的相關(guān)性顯著,是氟相互轉(zhuǎn)化的中間過渡形式。部分地表水和井水中的氟含量超過國家規(guī)定的農(nóng)田灌溉水標(biāo)準(zhǔn)和飲用水標(biāo)準(zhǔn)。 3、隨著初始氟濃度的增加,蘇打鹽堿土對氟的吸附量和解吸量都是增加到一定程度后趨于不變,而解吸率則呈先降低后升高的趨勢,最小解吸率為62.79%。Langmuir方程能較好的擬合蘇打鹽堿土對氟的等溫吸附過程。吸附平衡時間為48h,第1h內(nèi)有近50%的氟完成了吸附,而這部分氟又極易被解吸下來。雙常數(shù)方程能夠較好的擬合蘇打鹽堿土對氟的吸附動態(tài),且與初始氟濃度無關(guān)。pH越低,氟的吸附量越大、解吸率越小。鋁可以縮短氟吸附的平衡時間,增加吸附量、降低解吸率,這與聚合羥基鋁-蒙脫石復(fù)合體的形成有關(guān)。隨著陰離子濃度的增加,氟的吸附量先降低后增加,但是解吸率卻高于相應(yīng)的單施氟處理。當(dāng)陰離子-氟-鋁共存時,與相應(yīng)的陰離子-氟共存處理相比,氟的吸附量均有不同程度的增加,而解吸率卻相應(yīng)下降,與相應(yīng)的鋁-氟共存處理相比,解吸率卻偏高,H2PO4-處理的氟吸附量和解吸量均高于其它的陰離子處理。 4、與不施鋁處理相比,施鋁處理能夠降低氟在土壤中的淋失率,但是鋁氟相對含量不同,降低的程度有所差別,這可能與施入硫酸鋁以后蘇打鹽堿土中pH變化、鋁氧化物／氫氧化物數(shù)量變化、土壤膠體帶電性變化及土壤自身由于氟的吸附而產(chǎn)生的鋁釋放有關(guān)。因為吸附試驗中的1:1鋁氟摩爾比處理的吸附量最大、解吸率最低,所以在淋洗試驗中,該處理表現(xiàn)出總淋失率最低的特點。 5、生物試驗表明,低濃度氟能促進(jìn)株高、莖葉和根的干重,高濃度則抑制,但對分蘗數(shù)和籽粒干重則始終表現(xiàn)為抑制作用。水稻體內(nèi)的氟含量隨著施氟量的增加而增加,成熟期各部位的氟濃度為稻殼糙米根莖葉。隨著硫酸鋁用量的增加,水稻植株各部位的氟濃度呈先降低后升高的趨勢,適量的鋁氟比能夠降低水稻體內(nèi)的氟含量,但是不能改變其在各部位的分配規(guī)律。土壤中的各形態(tài)氟隨著初始氟濃度的增加而增加,加入鋁以后,自由態(tài)氟和水溶態(tài)氟含量隨著鋁添加量的增加而降低,均低于空白處理,殘余態(tài)氟呈增加趨勢,其余形態(tài)氟則呈先升高后降低的變化趨勢。本研究得到的最佳施鋁量為0.4%-0.6%,相當(dāng)于鋁氟的摩爾比為1:1.9-1:8.5左右,此時水稻植株各部位的氟濃度,相應(yīng)土壤中的水溶態(tài)和可交換態(tài)氟含量均較低,而鐵錳結(jié)合態(tài)和有機(jī)束縛態(tài)氟含量較高,并且與空白處理相比土壤對氟的吸附量較大、解吸率較小,所以該鋁氟比能夠減少氟向地下水的遷移,降低水稻體內(nèi)的氟含量,進(jìn)而可以降低人畜通過食物鏈而攝入的氟量。
【學(xué)位授予單位】：吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：S156.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2747265