论文部分内容阅读
本文利用江西鹰潭红壤生态实验站的长期施肥定位试验，采用田间微域系统研究了五氯酚(pentachlorophenol，PCP)在红壤性水稻田生态系统中的迁移和转化行为。四种长期施肥处理包括：未施肥(对照，CK)、施尿素(N)、施有机肥(OM)以及施有机肥+尿素(N+OM)；并通过室内模拟研究五氯酚在厌氧和好氧条件下的降解机理。主要的研究结果如下：
1.长期单施有机肥或无机有机肥配施显著增加土壤有机质含量和微生物活性，加速表层土壤中PCP的消解，减缓表层土壤中PCP向下迁移；长期单施尿素抑制表层土壤中PCP的消解，加速表层土壤中PCP向下迁移。
2.土壤中PCP(初始浓度85 mg/kg)显著减少早稻植株的茎和稻谷生物量。收割早稻后土壤残留PCP及其降解产物也显著减少晚稻植株的茎和稻谷生物量，且在OM和N+OM处理中晚稻茎和稻谷生物量的减少率明显小于CK和N处理。但是土壤中PCP对早稻和晚稻根的生物量均没有显著的影响。
3.与未种植早稻相比，种植早稻对表层土壤中PCP的消解呈现不同程度的促进作用，除N处理外，在三种长期施肥处理(CK、OM、N+OM)中均达到显著的水平；而种植晚稻对四种长期施肥处理土壤中PCP的消解均有显著的促进作用。同时，种植水稻显著减少表层土壤中PCP向下迁移。
4.无论种稻与否，PCP在四种长期施肥处理土壤中均能脱氯降解生成2,3,4,5-TeCP和3,4,5-TCP。在未种稻情况下，2,3,4,5-TeCP是PCP脱氯降解的主要产物；而在种植水稻的情况下，3,4,5-TCP是PCP脱氯降解的主要产物。
5.在水稻根中检测到PCP及其脱氯降解产物2,3,4,5-TeCP和3,4,5-TCP，和土壤中检测到的结果完全一致。长期单施有机肥或无机有机肥配施显著减小水稻根对PCP的富集，却显著增加水稻根对2,3,4,5-TeCP和3,4,5-TCP的吸收富集；长期单施尿素对水稻根吸收富集PCP及其2,3,4,5-TeCP和3,4，5-TCP并没有显著影响。在四种长期施肥处理中，水稻根部对3,4,5-TCP的富集量均显著高于2,3,4,5-TeCP。水稻根部富集的两者浓度比(C3,4,5-TCP/C2,3,4,5-TeCP)大于两者在土壤中的浓度比，结果表明3,4,5-TCP更易在水稻中富集。在水稻茎和稻谷中只检测到PCP，且各个处理之间没有显著差异。早稻茎和稻谷中PCP含量均值分别为33.2和0.5 mg/kg，晚稻茎和稻谷中PCP含量均值分别为164.9和75.7 ng/g，结果表明由于生物降解、矿化以及老化成结合残留态而导致PCP生物有效性的降低。在四种长期施肥处理中，水稻各部分中PCP含量大小顺序均为：根＞茎＞稻谷。
6.收割晚稻后，种稻处理表层土壤中可提取PCP的残留量的大小顺序为N＞CK≈OM≈N+OM，在N处理表层土壤中PCP残留率为2.85％，在其它三个长期施肥处理表层土壤中PCP残留率在0.25～0.44％。在四种长期施肥表层土壤中PCP的脱氯产物总含量均小于PCP初始浓度的1％；早稻和晚稻富集的总量均小于PCP初始浓度的0.4％。
7.室内试验的结果表明无论在好氧或厌氧条件下，PCP在四种长期施肥土壤中的消解可用一级动力学方程拟合。在好氧条件下PCP在CK、N、OM和N+OM处理中的消解半衰期分别为26.9、27.7、21.5和20.6 d，厌氧条件下PCP的消解半衰期分别是30.8、32.2、27.1和25.9 d。结果表明，①好氧条件下PCP消解速率显著高于厌氧条件下PCP消解速率；②长期单施有机肥或无机有机肥配施显著加速PCP在土壤中的消解，长期单施尿素对PCP在土壤中的消解并没有显著影响。
8.在厌氧条件下，只检测到PCP的脱氯产物2,3,4,5-TeCP，第56天在CK、N、OM和N+OM处理土壤中2,3,4,5-TeCP的浓度只有PCP初始浓度的0.9、0.9、1.5和1.5％。结果表明，长期单施有机肥或无机有机肥配施能显著加速PCP的还原脱氯降解，长期单施尿素对PCP在土壤中还原脱氯降解并没有显著影响。