茶园土壤酸化对铝形态变化的影响

铝是岩石圈和土壤矿物组成的丰量元素之一。土壤中的铝主要存在于层状铝硅酸盐矿物的晶格中, 其余的铝以各种化学形态存在, 如Al3+离子、Al (OH) 30、Al (OH) 2+, Al (OH) 2+和Al-HA等[1]。土壤中铝的化学形态是极其复杂的。矿物风化释放的铝经水解、聚合、络合、沉淀等反应后转化为不同形态, 这些铝构成转化系列, 在土壤化学、物理学、发生分类学和环境化学等领域中起着重要的作用[2]。随着茶树自身根系分泌的有机酸以及长年使用氮肥导致茶园土壤酸化问题日趋严重[3]。人们逐渐的认识到在土壤的酸化过程中, 也会使土壤中活性铝的溶出量大大的增加, 移动性增强, 而土壤中过量的活性铝的存在会造成土壤性质的恶化, 促进营养元素和污染物质的转化, 从而对茶树产生毒害作用[4]。本文采用静态浸泡试验方法和铝试剂比色法, 做了不同p H值梯度的茶园土壤样品以及大量的实验, 通过对数据的分析, 研究了不同p H值对土壤活性铝的溶出及其各种形态的变化产生的影响, 以此来改善茶园土壤的酸化问题。

土壤水溶液中所含羟基数不同的铝离子随p H的不同而发生变化, 这种相互间的变化

可图示为:

若土壤溶液中有晶态Al (OH) 3, 如三水铝存在, 它就会在一定p H下按下式进行溶解反应:Al (OH) 3+3H+=Al3++3H2O

Al3+的浓度通过反应常数lg K=8.5和溶液的p H可以算出。同理, 根据溶液的不同的p H条件, 从有关的反应常数可以算出相应溶解性铝离子的浓度。当土壤溶液p H降至5.0-4.5以下, Al3+离子就会占据一部分交换点位, 而且Al3+离子的水解产物也会更多;p H如果再降低, 活性铝的浓度随之增大。

土壤可以由许多含铝的物质组成, 包括有机结合态铝HA-Al、铝的氧化物和氢氧化物、非晶形铝硅酸盐、层状硅酸盐粘土矿物和各种各样的原生矿物。本文主要就茶园土壤中活性铝的组成和形态分布情况进行研究和分析。

供试土壤中交换性铝的变异最大, 主要受土壤酸化, 施肥和土壤性质等因子的影响。以羟基铝聚合物为主的活性羟基铝与土壤氧化物和粘粒矿物的类型数量关系密切, 有机络合态铝主要受有机质种类和含量影响。

在土壤酸化条件下, 三价铝离子Al3+显著增加。其生态学意义是随着土壤酸化加剧, 对植物有毒Al3+将通过无定形活性铝先积累再向交换性铝转化的途径而渐增, 进而达到危害植物的水平。

从茶园土壤测定结果中可以看出在p H值小于4.5时这三土壤中的可溶性铝的总量随着酸性的增强变化不一样。随着土壤性质的不一样, 可溶性铝的含量变化也表现出不同的趋势。当p H大于4.5时随着p H值的增大可溶性铝的含量三者都在急剧降低, 最后稳定在比较低的水平内。

在p H值小于4.5时, 茶园土壤中的三价铝离子随着酸性的增强而一直增加, 只是增加的程度大小不同, 其他的形态铝的变化呈现不同的趋势, 并且同种土壤上下层变化趋势基本一样。

摘要：本文就茶园土壤, 做了不同p H梯度的土壤样品处理, 然后采用连续提取法测得其各种形态铝的含量。结果显示, 当土壤p H<4.5时, 土壤p H的变化主要由铝体系所控制。随着土壤酸性增强, 促进土壤中活性铝的释出, 活性铝主要以三价铝离子Al3+、单聚体羟基铝Al (OH) 2+Al (OH) 2+、胶态铝Al (OH) 30、腐殖酸铝Al—HA为主;当p H>4.5时, 土壤p H的变化主要由氢离子体系所控制, 随着酸性的减弱各种活性铝的含量急剧减少至最低, 趋于平衡, 主要是土壤中各形态活性铝都转化成难溶态的铝。

关键词：茶园土壤,p H值,铝形态

参考文献

[1] 庞叔薇, 康德梦, 王玉宝.化学浸提法研究土壤中活性铝的溶出及形态分布, 环境化学, 第五卷第三期, 1986.06.

[2] 廖万有.我国茶园土壤的酸化及防治[J].农业环境保护, 1998, 17 (4) :178-180.

[3] 马立锋.重视茶园土壤的急速酸化和改良[J].中国茶叶, 2001, (4) :30-31.

[4] 鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].中国农业科技出版社.

[5] 刘友兆, 丁瑞兴, 孙玉华, 赵建华.茶园土壤中铝形态转化及其对生态环境的影响, 水土保持研究, 第一卷第五期, 1994.1.