有機酸對茶園土壤氟形態(tài)及有效性的影響.pdf

1、氟是人體必需的微量元素，飲茶是人體攝入氟的主要途徑之一。茶樹是氟高富集植物，土壤氟形態(tài)是影響茶樹吸收富集氟的重要因素。本研究從化學角度(動力學方法)、生物學角度(根箱培養(yǎng)法)分析根系分泌有機酸對茶園土壤氟形態(tài)及有效性的影響機制。同時，采用基于動力學原理的DGT方法，探討DGT預測土壤氟的有效性。本研究為闡明茶樹根系分泌有機酸調控土壤氟有效性的微觀機理提供科學依據(jù)。主要研究結果如下：
　　(1)檸檬酸對茶園土壤氟溶出動力學的實驗結果

2、表明：土壤氟的動力學特征分為兩個階段：快速釋放階段(0-6h)，準平衡階段(6-10h)。用Elovich方程，一級動力學方程，雙常數(shù)方程，擴散方程擬合土壤氟溶出的動力學過程，相關性較好(R2>0.9009)。
　　(2)檸檬酸對茶園土壤氟溶出動力學的實驗結果表明：隨檸檬酸濃度的增加，土壤溶出液中的游離態(tài)氟、總氟和Al-F的濃度均逐漸增加。隨著檸檬酸pH的升高，土壤溶出液中的游離態(tài)氟和總氟的濃度逐漸減小。低pH(pH3.5)條件下

3、，F(xiàn)主要以H-F形態(tài)存在。隨著檸檬酸溫度的升高，土壤溶出液中的游離態(tài)氟和總氟的濃度增加。含有機質土壤處理溶出液中的游離態(tài)氟和總氟的濃度小于去除土壤有機質處理。檸檬酸對土壤氟溶出形態(tài)的結果表明：溶出反應開始的前1h，AlF3為Al-F絡合物的主要形態(tài)，占氟溶出總量的90％左右；隨著反應的進行，AlF2+的所占比例逐漸超過AlF3。
　　(3)在根箱培養(yǎng)實驗中，不同處理茶苗葉片中氟含量最高，為333.91-408.18 mg·kg-1

4、，且顯著高于茶苗根、莖中氟含量(78.91-102.93,55.83-74.96mg·kg-1)。在高鋁處理中(T2，300mg·kg-1)，茶苗根、莖、葉氟含量均顯著高于低鋁濃度處理(T1，100mg·kg-1)和不添加鋁處理(T0)(P<0.05)。在T1、T2處理中，茶苗各器官中氟含量則沒有顯著差異。
　　(4)在根箱培養(yǎng)實驗中，根際土壤、非根際土壤的間隙水中氟濃度(CF)均隨著鋁添加量的增加而增加。其中，高鋁處理(T2，3

5、00mg/kg)CF最高，為1.54~1.69mg/L。不添加鋁處理(T0)CF最低，為0.85~1.25mg/L。在T0、T1、T2處理中，距離根面0~4mm距離，CF變化較為明顯，隨著距離根面距離的增加，CF有減小的趨勢；距離根面6~10mm距離，CF變化不明顯。
　　(5)在DGT室內模擬實驗結果表明，用1M NaOH對氧化鋯膜上F和Al-F絡合物進行洗脫，效率均較好(＞90.57%)；DGT對氟的吸附量與反應時間呈線性相關

6、，且隨著Al的增加，吸附量逐漸減??；F和Al-F絡合物的擴散系數(shù)大小順序為：[HF]＞F-＞AlF3＞AlF2+＞AlF2+；溶液 pH、電導率、競爭離子在一定范圍內對DGT吸附F影響較小，且DGT測定結果與溶液真實濃度的比值均在1.0±0.1范圍之內。
　　(6)基于平衡(離心方法)和動力學(DGT方法)原理測定茶樹根際土壤、非根際土壤中氟的含量，并與茶樹氟含量進行相關性分析。結果顯示，DGT對土壤氟的吸附量(MDGT)、土壤間