论文部分内容阅读
本文研究了粘土矿物及铁铝氧化物对有机物的短期吸附特征及其受浓度和pH值的潜在影响,采用室内培养法研究了模拟土壤和去除有机质的土壤对葡萄糖、马尾松凋落物添加的呼吸响应,采用扫描电镜方法研究了粘土矿物对有机物的吸附位置,采用傅立叶热红外法研究了有机矿物复合体化学键特征及不同培养阶段有机矿物复合体的化学结构变化,旨在加深对粘土矿物、铁铝氧化物与土壤有机碳化学保护的认识,揭示粘土矿物与有机质吸附的机理。(1)高岭土、蛭石、伊利石、蒙脱石和氧化铝对通过阳离子交换对亚甲基蓝进行吸附,表现为蒙脱石>高岭土>伊利石>蛭石>氧化铝。(2)高岭土、伊利石和蒙脱石主要通过氢键和分子间水合作用吸附胡敏酸。具有吸附胡敏酸能力的5种物质对胡敏酸的吸收值表现为:高岭土>蒙脱石>伊利石>二氧化锰>氧化铁;随着胡敏酸pH值的增加,高岭土、伊利石和二氧化锰对胡敏酸的吸收量减少。(3)具有吸附淀粉能力的6种矿物质对淀粉溶液的吸收量表现为氧化铁>高岭土>氧化铝>蒙脱石>二氧化锰>碳酸钙。随着淀粉溶液的pH变大,氧化铁、二氧化锰和氧化铝对淀粉溶液的吸收量都是随着pH值的减小;高岭土、蒙脱石、碳酸钙这三种物质则表现为先增加再减少。(4)添加葡萄糖或马尾松凋落物的模拟土壤里中微生物释放二氧化碳的速率在培养初期,先急剧增加,随着培养时间的进行,模拟土壤中微生物分解释放二氧化碳的速率逐渐减弱直至稳定。三种模拟土壤加入葡萄糖后的累积矿化量依次是:90%矿物>50%矿物>100%石英砂;三种添加马尾松凋落物的模拟土壤的累积矿化量大小表现为:90%矿物>100%石英砂>50%矿物。添加葡萄糖后,三种模拟土壤经过3个月的矿化分解后,有烯烃类物质和芳环类物质产生。(5)以石英砂为对照,添加有机物的3种土壤中,微生物分解产生二氧化碳的速率都符合对数函数关系。添加葡萄糖的土壤在整个培养期的10-20左右才能达到培养期间内最大的二氧化碳释放速率,随着培养时间的进行而逐渐减弱直至平稳;添加马尾松凋落物的土壤则是在第3天就可达到最大二氧化碳释放速率,随着培养时间的延长,3种土壤中微生物产生二氧化碳的速率逐渐变小直至稳定。3种土壤添加了葡萄糖后的累积矿化量依次是:页岩>花岗岩>第四纪红土;添加了马尾松凋落物的土壤的累积矿化量大小同样表现为:页岩>花岗岩>第四纪红土。添加葡萄后,3种土壤表现出:花岗岩产生了烯类物质;页岩和第四纪红土则是烷烃类物质减少。