有机肥腐解过程铜锌形态变化及其生物有效性研究

论文摘要

铜锌既是植物所必需的微量元素,又是重金属。长期施用铜锌高含量粪肥,也可造成土壤中重金属的积累,存在着被作物吸收而进入食物链和污染农产品和环境的很大风险。目前,人们已经注意到了重金属元素通过饲料添加、禽畜吸收、禽畜排泄施入土壤,这种途径进入人类食物链而影响人类健康的危害性。粪肥中的重金属在粪肥腐解过程其形态和有效性都发生改变。因此,为了探明粪肥中的重金属可能对农业和环境造成的危害,必须对重金属在粪肥—土壤—植物这一过程中的转化、吸收等进行研究。本实验通过模拟高含量铜锌粪肥施入土壤后,在腐解过程中其形态和含量的变化及其生物有效性的影响做出评价。实验采用室内培养法,利用H2O,NaOH,NaOH-Na2P4O7混合液分别进行浸提,研究了牛粪、牛鸡混合粪的有机肥料对土壤中不同溶性有机碳和有效Cu、Zn含量的影响,以及铜锌在植物根茎叶中的含量分布。实验得出以下主要结论:1.粪肥腐解过程水溶性有机碳下降,胡富比前期下降,后期有所上升。碱溶性有机碳含量前期下降,后期有所上升,胡富比略有下降趋势。氢氧化钠-焦磷酸钠混合液浸提的有机碳,对于牛粪呈现先增加后降低的趋势,而牛粪与鸡粪的混合粪则相反。胡富比总体呈上升趋势。混合粪和牛粪相比,水溶性、碱溶性、氢氧化钠-焦磷酸钠混合浸提的有机碳的含量相应高于牛粪,而且胡富比也相应增高。2.两种粪肥处理水溶性、碱溶性腐殖质结合态铜含量随着腐解过程呈现先增加后降低的趋势,牛粪的富里酸-铜随腐解时间先下降后有所上升,胡敏酸-铜随腐解时间则先上升后下降。混合粪与牛粪的变化趋势不完全相同。混合液浸提的腐殖质结合态铜的先下降后上升,其中,胡敏酸-铜呈上升趋势,富里酸-铜呈下降趋势。三种浸提剂提取的腐殖质结合态锌的变化与铜的变化不一致,有时呈相反趋势。3.随着粪肥使用量的增加,碱溶性、混合液浸提腐殖质结合态铜增加,随着腐解时间而下降。碱溶性腐殖质结合态铜中以富里酸-铜为主,随腐解时间增加;混合液浸提性腐殖质结合态铜以胡敏酸-铜为主,随腐解时间变化较小。随着粪肥使用量的增加,碱溶性、混合液浸提性腐殖质结合态锌也呈增加趋势。碱溶性腐殖质锌中,胡敏酸-锌先增加后降低,富里酸-锌则相反,而混合液浸提的腐殖质锌中,胡敏酸-锌呈下降趋势。4.铜锌的生物有效性试验证明,随着粪肥使用量的增加,蔬菜中铜锌含量呈增加趋势,而且随着植物生长天数的增加而增加。总体来看,在植物内含铜锌的量大小顺序是:根部>茎部>叶部;铜锌在根茎叶中含量大小的顺序是:5%铜（锌）土壤>3%铜（锌）土壤>1%铜（锌）土壤。蔬菜根中、茎中铜的含量与碱溶性、混合液浸提性腐殖质铜呈正相关。叶中铜与混合液浸提性腐殖质铜呈正相关。根中、茎中锌含量与混合液浸提性腐殖质锌呈正相关,与混合液浸提性腐殖质锌相关性不显著。叶中锌与碱溶性、混合液浸提性腐殖质锌相关性不显著。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 有机肥资源概况
• 1.2 土壤活性有机碳
• 1.3 土壤有机肥的组成及其相互关系
• 1.4 有机肥对重金属物质（铜和锌）形态及有效性的影响
• 1.4.1 有机肥对铜锌形态的影响
• 1.4.2 有机肥对铜锌有效性的影响
• 1.5 铜锌在土壤中形态及其生物有效性
• 1.5.1 铜锌在土壤中的形态
• 1.5.2 土壤重金属形态变化的影响因素
• 1.5.3 铜锌有效性的影响因素
• 1.6 铜和锌在生物体内的存在形态以及对生物的影响
• 1.6.1 重金属在土壤———植物系统中迁移转化规律
• 1.6.2 铜锌在生物体内的存在及分布
• 1.6.3 铜的毒害机理
• 1.6.4 锌的毒害机理
• 1.6.5 重金属形态与生物有效性
• 1.7 有机肥引起的环境污染问题现状及调查
• 1.7.1 污染大气
• 1.7.2 污染水体
• 1.7.3 土壤污染
• 1.7.4 有机肥的任意堆放
• 1.7.5 有机肥添加剂的滥用
• 1.7.6 我国施用的有机肥料种类多而杂
• 1.7.7 有机肥中的重金属的存在
• 1.8 本研究的目的及意义
• 第二章 粪肥腐解过程中有机碳和铜锌的变化
• 2.1 引言
• 2.2 材料
• 2.3 测定项目与方法
• 2.3.1 有机碳的测定
• 2.3.2 胡敏酸、富里酸的测定
• 2.3.3 铜锌含量测定
• 2.4 结果与分析
• 2.4.1 水溶性有机碳、富里酸与胡敏酸的变化
• 2.4.2 NAOH 溶性有机碳、富里酸与胡敏酸的变化
• 4P₂O₇溶性有机碳、富里酸与胡敏酸变化'>2.4.3 NAOH-NA₄P₂O₇溶性有机碳、富里酸与胡敏酸变化
• 2.4.4 铜在水溶性腐殖质中的分布
• 2.4.5 锌在水溶性腐殖质中分布
• 2.4.6 铜在NAOH 溶性腐殖质中的分布
• 2.4.7 锌在NAOH 溶性腐殖质中的分布
• 4P₂O₇溶性腐殖质中的变化'>2.4.8 铜在NAOH-NA₄P₂O₇溶性腐殖质中的变化
• 4P₂O₇溶性腐殖质中的变化'>2.4.9 锌在NAOH-NA₄P₂O₇溶性腐殖质中的变化
• 2.5 本章小结
• 第三章 粪肥施入土壤后有机碳和铜锌的变化
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.3 测定项目与方法
• 3.3.1 有机碳的测定
• 3.3.2 胡敏酸、富里酸的测定
• 3.3.3 铜锌含量测定
• 3.4 结果分析
• 3.4.1 水溶性有机碳、胡敏酸及富里酸的含量变化
• 3.4.2 氢氧化钠溶性有机碳、胡敏酸及富里酸的含量变化
• 3.4.3 混合液溶性有机碳、胡敏酸及富里酸的含量变化
• 3.4.4 不同浸提剂提取的腐殖质结合态铜变化
• 3.4.5 不同浸提剂处理下的锌在有机碳、胡敏酸及富里酸中含量变化
• 3.5 本章小结
• 第四章 铜锌的生物有效性
• 4.1 引言
• 4.2 材料
• 4.3 测定项目与方法
• 4.4 铜在植物根茎叶中的含量
• 4.5 锌在植物根茎叶中的含量
• 4.6 本章小结
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介