土壤中不同形態(tài)鋁與貴州紅山茶葉片鋁含量關(guān)系的研究

陳志萍　李從瑞

摘要[目的]為了研究不同形態(tài)鋁與貴州紅山茶葉片鋁含量的關(guān)系。[方法] 對貴州特有植物貴州紅山茶分布地九龍山土樣進行測定分析，對該地土壤理化性質(zhì)和不同鋁形態(tài)含量以及與貴州紅山茶葉片鋁含量的相關(guān)性進行了研究。[結(jié)果] 貴州紅山茶葉片鋁含量與土壤pH呈0.05水平顯著負相關(guān)，與0.02 mol/L CaCl2可提取鋁含量呈0.01水平顯著正相關(guān)關(guān)系，而與其他所測指標相關(guān)性不大。[結(jié)論]貴州紅山茶主要吸收土壤游離態(tài)鋁離子。

關(guān)鍵詞貴州紅山茶；特有植物；鋁

中圖分類號S571文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2014）28-09740-03

Study on Relationship between Different Aluminum Forms in Soil and Aluminum in the Leaves of Camellia kweichowensis

CHEN Zhiping， LI Congrui（Guizhou Academy of Forestry，Guiyang， Guizhou 550011）

Abstract[Objective]The research aimed to study the relationship between different aluminum forms and aluminum in the leaves of C.kweichowensis.

[Method] Soil samples was collected from Jiulong mountain， where an endemic plant of Guizhou Camellia kweichowensis was planted. Physicochemical properties of soil， five forms of Al and the correlation were studied. [Result]There were significant negative correlation （P<0.05） between the content of Al in C.kweichowensis leaves and soil pH. The content of Al in C.kweichowensis leaves and 0.02 mol/L CaCl2 extractable Al had significant correlation （P<0.01）. But the correlations werent significant between the content of Al in C.kweichowensis leaves and other indicators in study.[Conclusion]C.kweichowensis. absorbed aluminium ion found free in soil.

Key wordsCamellia kweichowensis；Endemic plant；Al

鋁是土壤中含量最豐富的金屬元素，一般植物的生長都會受到它的抑制，如根系生長明顯受阻，根短小，出現(xiàn)畸形卷曲，脆弱易斷；在植株地上部往往表現(xiàn)出缺鈣和缺鐵的癥狀；過量鋁會抑制根對磷、鈣、鎂、鐵等營養(yǎng)元素的吸收[1]。然而，貴州特有植物[2-3]貴州紅山茶（Camellia kweichowensis）能在鋁含量很高的土壤上生長良好，還能較好地適應這個鋁含量很高的酸性土壤。

鋁在土壤中是以不同的形態(tài)而存在的。不同形態(tài)的鋁對植物的影響程度是不一樣的[4]。筆者通過九龍山土壤中各形態(tài)鋁與貴州紅山茶葉片鋁含量的關(guān)系，分析了土壤不同形態(tài)鋁對貴州紅山茶生長的影響。

1材料與方法

1.1樣品采集

測試樣品在貴州紅山茶分布地清鎮(zhèn)市九龍山采集。該地是貴州紅山茶集中分布地，也是唯一的分布地。采集時，綜合考慮植被類型、海拔和地形因子條件，在貴州紅山茶的海拔分布范圍內(nèi)，從最低海拔到最高海拔分3個層次，布設9個樣地，采集9個從土壤表層采集的混合土壤樣品，干燥后制樣，測定土壤部分理化性質(zhì)和土壤中0.02 mol/L CaC12可提取鋁、交換態(tài)鋁、有機結(jié)合態(tài)鋁、酸溶鋁氧化物、腐殖酸螯合態(tài)鋁含量，同時在樣地對應點采集貴州紅山茶一年葉片若干，干燥后測定葉片鋁的含量。

1.2測定方法

土壤理化性質(zhì)測定按照南京土壤學中的測定方法[5]。土壤不同形態(tài)鋁的提取方法采用連續(xù)浸提法-誘導藕合等離子體原子發(fā)射光譜法[6]。貴州紅山茶葉片鋁含量采用硝酸和高氯酸混酸消解法-誘導藕合等離子體原子發(fā)射光譜法。

2結(jié)果與分析

2.1九龍山表層土壤理化性質(zhì)

從表1可以看出，九龍山樣地表層土壤的機械組成含量為20.96%～34.96%，平均為29.52%；有機質(zhì)含量為72.62～179.16 g/kg，平均為125.89 g/kg；陽離子交換量含量為16.51～29.66 cmol/kg，平均為23.92 cmol/kg；土壤pH為4.08～4.79，平均為4.40。根據(jù)我國土壤分級標準，九龍山表層土壤有機質(zhì)含量較高。這些因素對土壤陽離子交換作用有一定影響，表現(xiàn)為九龍山陽離子交換量的不同。從表1還可以看出，該地土壤pH在4.08～4.79之間，說明該地土壤酸化較嚴重。

2.2貴州紅山茶葉片鋁含量

從表2可以看出，貴州紅山茶葉片鋁含量為3 043～4 757 mg/kg?？梢?，貴州紅山茶葉片中的鋁含量非常高，其含量超過普通植物的1 000倍，甚至10 000倍。

2.3土壤不同形態(tài)鋁含量

0.02 mol/L CaCl2可提取鋁指用0.02 mol/L CaCl2溶液提取土壤溶液中游離的鋁離子以及部分提取以較弱靜電引力被吸附在膠體擴散層中的鋁離子。

九龍山土壤0.02 mol/L CaCl2可提取鋁的含量在92.2～173.2 mg/kg之間。Hoyt等[7]曾測定了40個酸性土壤0.01 mol/L CaCl2可提取鋁，發(fā)現(xiàn)其含量范圍在0.18～17.6 mg/kg之間。Dong等[8]測得盆栽大豆的土壤中0.02 mol/L CaCl2可提取鋁在0.19～29.8 mg/kg之間。該地土壤0.02 mol/L CaCl2可提取鋁含量

在0.05水平顯著高于文獻中所記載土壤的0.02 mol/L CaCl2可提取鋁的含量。

交換態(tài)鋁是指土壤膠體表面以靜電引力吸附而能被中性鹽提取的鋁。研究表明，一般土壤的交換態(tài)鋁都有不同程度的羥基化，特別是在常見的酸性土壤中有一定數(shù)量的交換態(tài)鋁以羥基化形態(tài)被土壤膠體吸附，其中還有一部分是羥基鋁聚合離子[9]。九龍山土壤中交換態(tài)鋁含量在108.8～910.2 mg/kg之間，在0.05水平顯著高于文獻[10-11]中土壤的交換態(tài)鋁含量。

土壤中有機結(jié)合態(tài)鋁是指鋁離子和土壤中有機物質(zhì)結(jié)合成絡合物或螯合物等大分子的形式。九龍山土壤有機結(jié)合態(tài)鋁含量為417.4～657.2 mg/kg。該含量其他相關(guān)文獻土壤中有機結(jié)合態(tài)鋁含量差別不大。這和土壤中有機質(zhì)含量有關(guān)。

土壤酸溶鋁氧化物主要指用1 mol/L HCl提取的酸溶無機鋁。九龍山各樣地土壤酸溶鋁氧化物含量為2 048.0～4 072.0 mg/kg。黃衍初等[11]用1 mol/L HC1提取我國8種土壤中酸溶鋁氧化物，其提取量較高，均在1 000 mg/kg以上，最高達7 438 mg/kg。這種形態(tài)的鋁穩(wěn)定性較強，和該地的母質(zhì)有直接關(guān)系。

九龍山土壤中腐殖酸螯合態(tài)鋁含量在721.6～2 032.0 mg/kg之間。黃衍初等[11]測得我國南方8種土壤腐殖酸螯合態(tài)鋁含量情況為：磚紅壤和黃色紅壤含量在6 000 mg/kg以上，黃紅壤和石灰?guī)r土壤超過4 000 mg/kg，暗棕壤含量超過1 000 mg/kg，黃壤、黃棕壤和栗鈣地都低于1 000 mg/kg。與之相比，九龍山土壤腐殖酸螯合態(tài)鋁含量不高。

2.4土壤不同形態(tài)鋁與土壤理化性質(zhì)的關(guān)系

對九龍山9塊調(diào)查樣地表層（0～20 cm）土壤5種不同形態(tài)鋁含量與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)關(guān)系進行分析。

從表3可以看出，在九龍山表層土壤5種可提取鋁中，0.02 mol/L CaCl2可提取鋁與土壤機械組成、陽離子交換量和壤pH呈在0.05水平顯著負相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)分別為-0.709、-0.778、-0.802，與土壤有機質(zhì)含量相關(guān)性不大。而土壤理化性質(zhì)與土壤交換態(tài)鋁、有機結(jié)合態(tài)鋁、酸溶鋁氧化物、腐殖酸螯合態(tài)鋁相關(guān)性不顯著。

2.5貴州紅山茶葉片鋁含量與土壤不同形態(tài)鋁的關(guān)系

2.5.1貴州紅山茶葉片鋁含量與0.02 mol/L CaCl2可提取鋁含量的關(guān)系。

從圖1～5可以看出，貴州紅山茶葉片鋁含量與土壤0.02 mol/L CaCl2可提取鋁含量的相關(guān)性最大，相關(guān)系數(shù)（r）為0.810，顯著性P=0.01，而與其他4種形態(tài)鋁的相關(guān)性不大。

2.5.2貴州紅山茶葉片鋁含量與交換態(tài)鋁含量的關(guān)系。

從圖2可以看出，貴州紅山茶葉片中鋁含量與土壤交換態(tài)鋁的相關(guān)性并不大，相關(guān)系數(shù)（r）為-0.206。

交換態(tài)鋁的主體還是靠靜電引力被吸附在土壤膠體表面的鋁。土壤膠體上吸附的交換性鋁離子能否被貴州紅山茶吸收利用，即對其是否有效，除與植株根系本身的吸收能力有關(guān)外，更主要的是取決于鋁離子與土壤膠體的吸附強度，而三價鋁離子在土壤膠體上的結(jié)合能較大。由于交換態(tài)鋁大部分不能被0.02 mol/L CaCl2所提取，可推斷交換態(tài)鋁的活性小于0.02 mol/L CaCl2可提取鋁，因此貴州紅山茶吸收的鋁與該形態(tài)的鋁關(guān)系不大。

2.5.3貴州紅山茶葉片鋁含量與有機結(jié)合態(tài)鋁的關(guān)系。

圖3也表示貴州紅山茶葉片鋁含量與土壤有機結(jié)合態(tài)鋁的關(guān)系。隨著土壤有機質(zhì)結(jié)合態(tài)鋁含量的增加，貴州紅山茶葉片鋁含量有增加趨勢，但增加趨勢不明顯，其相關(guān)系數(shù)（r）為0.462。

土壤有機結(jié)合態(tài)鋁對貴州紅山茶吸收利用鋁的有效性應與有機結(jié)合態(tài)鋁釋放A13+離子的速率和能力有關(guān)。土壤中簡單有機質(zhì)官能團通過化學鍵與鋁結(jié)合。雖然這種鍵合作用可以增加礦物中鋁的溶解度和鋁的移動性[13]，但由于土壤有機結(jié)合態(tài)是大分子絡合物，本身不易被貴州紅山茶吸收，而A13+離子的解離很緩慢而又有限，所以貴州紅山茶葉片中鋁含量與壤有機結(jié)合態(tài)鋁相關(guān)性不大。

2.5.4貴州紅山茶葉片鋁含量與酸溶鋁氧化物的關(guān)系。

從圖4可以看出，貴州紅山茶葉片鋁含量隨著土壤酸溶鋁氧化物的增加沒有明顯的變化。相關(guān)分析結(jié)果也表明，葉片中鋁含量與酸溶鋁氧化物沒有明顯的相關(guān)關(guān)系（r=-0.356）。

土壤酸溶鋁氧化物是土壤中氫氧化鋁的沉積物。它主要是以Al （OH）30的形態(tài)存在，含量主要與土壤母質(zhì)或土壤類型有關(guān)。這些形態(tài)的鋁氧化物有不同的溶解度，但相差不大。由于植物不能直接吸收土壤酸溶鋁氧化物，它們釋放A13+離子的能力不大。它的增加或減少可能對土壤中游離的A13+離子的存在影響不大。這是酸溶鋁氧化物與貴州紅山茶葉鋁含量相關(guān)顯著性不高的主要原因。

2.5.5貴州紅山茶葉片鋁含量與腐殖酸螯合態(tài)鋁的關(guān)系。

從圖5可以看出，貴州紅山茶葉片鋁含量隨腐殖酸螯合態(tài)鋁的增加沒有明顯的變化規(guī)律。它們的相關(guān)性不高（r=-0.289）。這說明土壤腐殖酸螯合態(tài)鋁對貴州紅山茶葉鋁含量的影響不大。

從貴州紅山茶葉片中鋁含量與土壤中不同形態(tài)鋁的關(guān)系可以看出，對貴州紅山茶生長具有有效性的鋁是0.02 mol/L CaCl2可提取鋁。該形態(tài)的鋁與土壤的結(jié)合力最弱，在土壤pH小于5的情況下釋放鋁離子的能力很強，因此易溶于土壤溶液中且能被貴州紅山茶根系所吸收。

3小結(jié)

（1）貴州紅山茶葉片鋁含量明顯高于其他植物，而且從其生長狀況上來看，鋁并未影響貴州紅山茶的正常生長。

（2）九龍山土壤5種可提取鋁含量關(guān)系為：酸溶鋁氧化物﹥腐殖質(zhì)螯合態(tài)鋁總量﹥有機結(jié)合態(tài)鋁﹥交換態(tài)鋁﹥0.02 mol/L CaCl2可提取鋁。0.02 mol/L CaCl2可提取鋁含量僅占可提取鋁的2%～3%；九龍山土壤中0.02 mol/L CaCl2可提取鋁含量在0.05水平顯著高于九龍山其他酸性土壤和文獻所記載的含量。

（3）貴州紅山茶葉片鋁含量與土壤0.02 mol/L CaCl2可提取鋁具有0.01水平顯著的正相關(guān)關(guān)系。0.02 mol/L CaCl2可提取鋁可作為土壤中貴州紅山茶能直接吸收利用的有效態(tài)鋁。用土壤0.02 mol/L CaCl2可提取鋁能很好地預測貴州紅山茶葉片中的鋁含量及其生長情況。這進一步表明貴州紅山茶可直接吸收利用的土壤中的鋁是游離態(tài)A13+離子。

安徽農(nóng)業(yè)科學2014年

參考文獻

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