淹水条件下外源含硫有机物对稻田土壤铜形态转化的影响

含硫有机化合物是水稻典型根系分泌物之一,土壤重金属具有优先与含硫有机官能团结合的趋势,研究含硫有机化合物对重金属铜的形态转化及生物有效性的影响可深入了解土壤铜的生物地球化学循环过程。通过室内淹水模拟实验,研究两种典型含硫有机化合物(半胱氨酸和甲硫氨酸)对铜形态转化的影响及其作用机制,以不添加任何含硫有机物的土壤作为对照,设置半胱氨酸(50、100 mg?kg^-1)、甲硫氨酸(50、100 mg?kg^-1)4个处理,保持5 cm左右的淹水层28 d,分别在淹水7、14、21、28d采集土壤样品,分析土壤理化性质及土壤中铜的化学形态。结果表明:随着淹水时间的延长,土壤pH先降低后升高,但含硫有机物的施加对pH影响不显著。淹水21 d后,施加含硫有机物提高了土壤CaCl_2提取态铜含量,而降低DTPA提取态铜含量,然而,淹水28 d后,DTPA提取态铜含量升高。同步辐射X射线近边吸收谱学(XANES)表明,淹水21d后,土壤铜的主要化学形态由缬氨酸铜、针铁矿铜及硫化亚铜组成,半胱氨酸和甲硫氨酸处理组中土壤缬氨酸铜类化合物占比分别增大15.9%和8.5%,与此同时针铁矿结合态铜占比分别降低19.3%和11.4%,且铜主要与缬氨酸的-NH_2结合。

Effects of Organic Compounds Containing Sulfur on the Speciation Transformation of Cu in Paddy Soil under Flooding Condition

SUN Lijuan;QIN Qin;SONG KE;SUN Yafei;XUE Yong;SHI Jiyan(Institute of ECO-Environment and Plant Protection, Shanghai Academy of Agricultural Sciences, Shanghai 201403, China;Department of Environmental Engineering, College of Environmental and Resource Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China)