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(xué)角度(動力學(xué)方法)、生物學(xué)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(xué)原理的DGT方法，探討DGT預(yù)測土壤氟的有效性。本研究為闡明茶樹根系分泌有機酸調(diào)控土壤氟有效性的微觀機理提供科學(xué)依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　　(1)檸檬酸對茶園土壤氟溶出動力學(xué)的實驗結(jié)果

2、表明：土壤氟的動力學(xué)特征分為兩個階段：快速釋放階段(0-6h)，準(zhǔn)平衡階段(6-10h)。用Elovich方程，一級動力學(xué)方程，雙常數(shù)方程，擴散方程擬合土壤氟溶出的動力學(xué)過程，相關(guān)性較好(R2>0.9009)。
　　(2)檸檬酸對茶園土壤氟溶出動力學(xué)的實驗結(jié)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(zhì)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(zhì)處理。檸檬酸對土壤氟溶出形態(tài)的結(jié)果表明：溶出反應(yīng)開始的前1h，AlF3為Al-F絡(luò)合物的主要形態(tài)，占氟溶出總量的90％左右；隨著反應(yīng)的進(jìn)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(nèi)模擬實驗結(jié)果表明，用1M NaOH對氧化鋯膜上F和Al-F絡(luò)合物進(jìn)行洗脫，效率均較好(＞90.57%)；DGT對氟的吸附量與反應(yīng)時間呈線性相關(guān)

6、，且隨著Al的增加，吸附量逐漸減小；F和Al-F絡(luò)合物的擴散系數(shù)大小順序為：[HF]＞F-＞AlF3＞AlF2+＞AlF2+；溶液 pH、電導(dǎo)率、競爭離子在一定范圍內(nèi)對DGT吸附F影響較小，且DGT測定結(jié)果與溶液真實濃度的比值均在1.0±0.1范圍之內(nèi)。
　　(6)基于平衡(離心方法)和動力學(xué)(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(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果顯示，DGT對土壤氟的吸附量(MDGT)、土壤間