【摘要】：土壤有機(jī)質(zhì)是土壤的重要組成成分,也是影響土壤重金屬遷移轉(zhuǎn)化和生物有效性最重要的土壤性質(zhì)之一。有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤重金屬遷移轉(zhuǎn)化行為的影響不僅與其含量有關(guān),還與其組成有關(guān)。土壤顆粒有機(jī)質(zhì)(POM)是指土壤中粒徑在0.053~2mm的土壤有機(jī)物質(zhì)組分,是動(dòng)植物殘?bào)w向土壤腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化的活性中間產(chǎn)物和一類腐殖化程度較低、但活性較高的有機(jī)碳庫。近年的研究表明,POM對(duì)土壤重金屬有顯著的富集作用。紫色水稻土在西南地區(qū)具有重要的農(nóng)用價(jià)值,但有關(guān)紫色水稻土中POM的含量水平及其對(duì)重金屬富集的特征還不明確。本研究在川渝地區(qū)采集白堊紀(jì)夾關(guān)組(K_2j)、侏羅紀(jì)自流井組(J1z)、遂寧組(J2sn)、沙溪廟組(J2s)及蓬萊鎮(zhèn)組(J_3p)、三疊紀(jì)飛仙關(guān)組(T1f)共6種典型成土母質(zhì)發(fā)育的紫色水稻土,測(cè)定了其pH、有機(jī)碳(SOC),總氮(TN),陽離子交換量(CEC),機(jī)械組成等性質(zhì);采用顆粒分級(jí)的方法分離土壤POM,測(cè)定其含量水平、碳、氮含量與形態(tài)結(jié)構(gòu)、重金屬(Cu,Zn,Pb和Cd)含量及其形態(tài),計(jì)算其對(duì)土壤重金屬的貢獻(xiàn)率,研究了其對(duì)重金屬的富集情況;采用相關(guān)分析的方法研究了土壤性質(zhì)對(duì)POM含量、其有機(jī)碳含量和總量以及POM中重金屬含量和總量的影響。獲得的結(jié)果如下:(1)采樣區(qū)紫色水稻土POM的含量為0.44%~9.68%,平均值為3.39%,遠(yuǎn)低于細(xì)土和砂粒;各粒級(jí)POM百分含量隨粒徑的減小而升高,其中POM(0.053~0.25mm)為POM的主要成分,其含量范圍和平均值分別為總POM的42.14%~86.03%和70.83%。與現(xiàn)有報(bào)道相比,本研究采集的紫色水稻土POM百分含量在農(nóng)用地中處于較高水平。(2)采樣區(qū)紫色水稻土顆粒有機(jī)碳(POM-C)、顆粒有機(jī)氮(POM-N)對(duì)土壤有機(jī)碳和氮素有顯著富集的作用,其貢獻(xiàn)率分別為11.77%~85.24%和4.71%~42.48%,平均值為30.18%和15.36%,代表了一大部分土壤有機(jī)碳庫和土壤氮庫。各粒級(jí)POM-C含量隨粒徑減小而降低,POM(1~2mm)的有機(jī)碳含量最高,為168.15~299.63g·kg~(-1),平均值為231.72g·kg~(-1);對(duì)SOC的貢獻(xiàn)率則隨粒徑減小而增大,POM(0.053~0.25mm)貢獻(xiàn)率最高,為33.28~82.49%,平均值為56.55%。0.25~1mm是POM-N的優(yōu)勢(shì)粒徑,含量范圍為6.06~18.13g·kg~(-1),平均值為10.65g·kg~(-1);各粒級(jí)POM對(duì)POM-N的貢獻(xiàn)率也隨粒徑減小而增大,也以粒徑為0.053~0.25mm的POM貢獻(xiàn)率最大,范圍在42.14~86.03%,平均值為70.83%。(3)電鏡觀察下發(fā)現(xiàn)采樣區(qū)發(fā)育于J2sn,T1f,J1z母質(zhì)的水稻組土壤POM形態(tài)較為完整,而J2s、K_2j、J_3p組土壤POM降解程度較高。紅外光譜測(cè)試結(jié)果表明,隨著POM粒徑的減小,POM上含氧、芳香、脂肪類官能團(tuán)均明顯減少;發(fā)育于T1f,J2sn組母質(zhì)的水稻土土壤POM的3個(gè)粒級(jí)吸收峰均較弱,而粒徑為0.053~0.25mm時(shí)J_3p組土壤POM吸收峰最強(qiáng)。(4)采樣區(qū)紫色水稻土POM對(duì)Cu、Zn、Pb和Cd均有富集作用,其中對(duì)Cu、Pb的富集系數(shù)和貢獻(xiàn)率較大。紫色水稻土POM中Cu、Zn、Pb和Cd主要以有機(jī)質(zhì)緊結(jié)合態(tài)和絡(luò)合態(tài)為主。POM中4種重金屬的有機(jī)質(zhì)緊結(jié)合態(tài)的比例隨POM粒徑降低而降低,3個(gè)粒級(jí)POM中Cu、Pb的有機(jī)質(zhì)緊結(jié)合態(tài)的平均百分比含量較高,Zn、Cd的絡(luò)合態(tài)平均百分比含量更高,而Cd的交換態(tài)平均百分比含量最高。(5)采樣區(qū)紫色水稻土中K_2j組土壤POM的平均含量最高,達(dá)5.86±1.95%,其余差異不顯著。SOC、TN、CEC、粘粒、粉粒含量與POM含量呈顯著或極顯著相關(guān),SOC是影響土壤POM含量的關(guān)鍵因子。采樣區(qū)土壤中僅J2s組土壤POM含量與pH呈顯著相關(guān)。(6)采樣區(qū)紫色水稻土J_3p組的POM-C含量最低,為129.59±19.59g·kg~(-1),J1z和T1f組土壤中POM-C含量最高,分別為214.64±49.98g·kg~(-1)、191.08±53.37g·kg~(-1),其余3種母質(zhì)土壤差異不顯著。TN、SOC和CEC與POM-C總量呈顯著或極顯著相關(guān),SOC是關(guān)鍵因子。采樣區(qū)土壤性質(zhì)與POM-C含量相關(guān)性較弱;J2s,J1z,J_3p組土壤土壤性質(zhì)與POM-C總量相關(guān)性較強(qiáng)。(7)采樣區(qū)紫色水稻土J_3p組土壤POM中重金屬含量最低,T1f土壤POM中重金屬的含量最高且對(duì)Cu富集系數(shù)較大,而K_2j組發(fā)育的水稻土對(duì)Pb、Zn和Cd富集能力較強(qiáng)。所測(cè)試土壤性質(zhì)與POM-Pb含量均呈顯著或極顯著相關(guān)性,而與POM中其他重金屬含量相關(guān)性較弱。TN、粉粒、粘粒含量、POM-C總量、SOC與POM中的Zn、Pb和Cd總量表現(xiàn)為極顯著相關(guān),POM-C是關(guān)鍵因子。POM中的重金屬受土壤性質(zhì)的影響較為顯著,有34.9%~89.3%的變化與土壤性質(zhì)有關(guān),POM中Zn的總量與土壤性質(zhì)的回歸系數(shù)最高,關(guān)系最為密切。
【圖文】：

技術(shù)路線

西南大學(xué)碩士學(xué)位論文表 3-1 土壤采樣地分布Table 3-1 Distribution of soil sampling sites母質(zhì) 采樣地點(diǎn) 土壤類型 樣品數(shù) 利用類型侏羅紀(jì)沙溪廟組（J2s） 銅梁區(qū)/合川區(qū) 灰棕紫泥 n=20 冬水田、水旱輪侏羅紀(jì)遂寧組（J2sn） 潼南區(qū)/銅梁區(qū) 紅棕紫泥 n=19 冬水田、水旱輪侏羅紀(jì)蓬萊鎮(zhèn)組（J3p） 綦江區(qū)/巴南區(qū) 棕紫泥 n=16 冬水田、水旱輪白堊紀(jì)夾關(guān)組（K2j） 長(zhǎng)寧縣 紅紫泥 n=7 冬閑田三疊紀(jì)飛仙關(guān)（T1f） 合川區(qū)/長(zhǎng)寧縣暗紫泥n=6 冬閑田侏羅紀(jì)自流井（J1z） 合川區(qū)/銅梁區(qū) n=7 冬水田
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X53

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2573149