低分子量有机酸对石灰性土壤磷素形态转化及有效性的影响

采用室内培养和化学分析的方法研究了几种低分子量有机酸对石灰性土壤中磷的活化作用。结果表明:供试有机酸通过溶解、螯合等作用均能不同程度地促进合成磷酸盐的磷素释放。活化DCP、ODP、Fe-P、A l-P的能力依次为柠檬酸>草酸>苹果酸>酒石酸>乙酸;活化FA的能力是草酸>柠檬酸>苹果酸>酒石酸>乙酸。同种有机酸作浸提剂时,有机酸浓度越高磷酸盐中磷素释放量也越大。施加各种有机酸可以不同程度地降低土壤中Fe-P、A l-P和Ca10-P,增加Ca2-P、Ca8-P和O-P含量,总的趋势是促进土壤中植物难以利用的无机磷形态向有效性较高的形态转化。这种促进作用大小顺序为草酸>柠檬酸>酒石酸。     

低分子量有机酸对可变电荷土壤铝活化动力学的影响

从动力学角度研究了几种低分子量有机酸对2种酸性土壤中铝的活化和活化铝在土壤固/液相之间分配的影响。结果表明:对于络合能力弱的醋酸和乳酸,主要通过质子作用活化铝,且活化作用明显小于盐酸。而络合能力较强的苹果酸、草酸和柠檬酸,主要通过络合作用促进铝的释放,且这种作用随有机酸根阴离子络合能力的增强而增加。在氧化铁含量较高的砖红壤中,苹果酸、草酸和柠檬酸通过专性吸附增加土壤表面负电荷,从而增加土壤交换态铝;但在氧化铁含量较低的红壤中,草酸和柠檬酸主要通过形成可溶性铝络合物降低交换态铝。活化铝在土壤固/液相间的分配主要决定于溶液中有机阴离子与土壤固相表面对铝离子的竞争。醋酸和乳酸活化的铝主要以交换态铝存在;而草酸和柠檬酸活化的铝主要以有机酸-铝络合物存在于溶液中,特别是在氧化铁低的红壤中,这将促进铝在土壤-水体中的迁移。     

低分子量有机酸对土壤磷释放动力学的影响

模拟植物在缺磷条件下,根系所分泌的有机酸种类和数量,用流动法研究了柠檬酸,苹果酸,草酸和酒石酸对土壤磷释放的影响。结果表明：有机酸能明显促进土壤中磷的释放,不同有机酸对石灰性土壤活化能力大小的次序为草酸≥柠檬酸〉苹果酸〉酒石酸;而对酸性土壤磷的释放量与Ｆｅ＋Ａｌ释放量之间呈极 相关,有机酸活化土壤磷能力大小的次序为柠檬酸〉草酸〉酒石酸〉苹果酸。     

草酸和酒石酸促进花岗岩中钾释放的实验研究

利用浸提实验研究了草酸和酒石酸作用下花岗岩中钾的释放量与低分子量有机酸种类、浓度和时间的关系,同时讨论了释放出来的钾的可能来源。研究结果表明:草酸浸提钾的能力强于酒石酸,在相同的条件下草酸浸提的钾量是酒石酸的2~27倍;在0.005~0.500 mol L-1浓度范围内,浸提的钾量随着有机酸浓度的升高而增大;浸提的钾量随着浸提时间的延长而增大,最后趋于稳定;在实验过程中,花岗岩的矿物组成未发生明显的变化,说明进入到溶液中的钾并非来自晶格内部,很有可能是来自于正长石、白云母表面及其边缘断键。     

低分子量有机酸对紫色母岩中钾释放的影响

采用4种浓度为0.05mol/L的低分子量有机酸溶液分别浸提4种紫色母岩风化碎屑和2种紫色土3000h研究其钾的释放规律。结果表明,与纯水浸提相比,0.05mol/L的草酸、酒石酸、柠檬酸以及苹果酸4种低分子量有机酸溶液都能明显促进6种供试样中钾的释放,释放量提高0.3～15.2倍。4种有机酸活化6种供试样中钾的能力以草酸柠檬酸酒石酸苹果酸。侏罗纪沙溪庙组紫色泥岩、沙岩和侏罗纪遂宁组紫色泥岩以及灰棕紫泥4种土壤(或岩样)中钾的释放过程在3000h内用Elovich、双常数、抛物线、一级扩散和双曲线方程等5种动力学方程拟合,结果除一级扩散方程较差外,其它4种方程拟合的相关系数r=0.5988～0.9966(r0.01=0.6055),以双常数方程拟合效果最佳。拟合方程中常数b值可表征钾的释放速度。     

低分子量有机酸对红壤无机磷活化的作用

采用室内模拟试验研究了低分子量有机酸,如草酸、柠檬酸、酒石酸和苹果酸在红壤无机磷活化中的作用。结果表明,相同浓度下,有机酸活化土壤磷的能力为柠檬酸酒石酸苹果酸。低浓度(0.5mmolL-1)时,草酸活化能力最小;高浓度(≥5mmolL-1)时,其活化能力最大。对同一种有机酸而言,土壤各无机磷形态活化量均随pH的升高而降低;且在同一酸度下,其活化量以铝磷(Al-P)为最多,铁磷(Fe-P)和钙磷(Ca-P)次之,闭蓄态磷(O-P)则最少。有机酸活化土壤无机磷酸盐应该是质子酸效应和有机酸阴离子络合效应共同作用的结果,且与磷酸盐的溶度积常数密切相关。研究结果对根系土壤无机磷素循环研究有着重要的意义。     

自生固氮菌对土壤钾的活化作用

以土壤为钾源,通过液培试验研究了5株自生固氮菌(Azotobacter sp.)对土壤钾的活化作用。结果表明,自生固氮菌能分泌大量的氢离子,大幅度降低培养液p H,使氢离子浓度提高40倍以上。自生固氮菌分泌有机酸的种类与数量因菌株不同而异,这些有机酸包括甲酸、乙酸、草酸、丁二酸、柠檬酸、苹果酸和乳酸等。其中,全部供试菌株均能分泌草酸和苹果酸。在自生固氮菌的培养液中,钾浓度显著高于未接种的培养液,但土壤矿物结构钾则显著降低。由于土壤是培养液钾的唯一来源,说明自生固氮菌可促进土壤矿物钾溶解。相关分析表明,土壤矿物结构钾与自生固氮菌的有机酸分泌总量呈显著负相关(r=-0.845*,n=6),与培养液p H呈显著正相关(r=0.702*,n=6),说明自生固氮菌分泌的有机酸和氢离子可能溶解土壤矿物钾。考虑到自生固氮菌的草酸分泌量最大,络合钙、镁、铁、铝的能力最强,且与有机酸分泌总量呈极显著正相关(r=0.990**,n=6),推测草酸的分泌在活化土壤无效钾的过程中起重要作用。接种自生固氮菌显著降低土壤无效钾,活化能力因菌株不同而异,其原因可能与有机酸分泌的数量和种类有关。     

低分子量有机酸对不同合成磷源的释磷效应

采用化学浸提方法,研究了5种低分子量有机酸(草酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、乙酸)对不同合成磷源的释磷效应。结果表明:供试有机酸(低浓度乙酸除外)均能促进不同合成磷源(DCP、OCP、FA、Fe-P、A l-P)中磷素的释放;其释磷效果与有机酸的种类和浓度有关,强弱顺序依次为柠檬酸、草酸、酒石酸、苹果酸、乙酸,有机酸浓度越高其释磷效果越好;有机酸与氟磷灰石(FA)反应后,溶液pH值升高。低浓度条件下pH值变化较大,而高浓度条件下pH值变化较小。     

植物根系分泌物对锅锌尾矿污染土壤中重金属的活化效应

植物分泌的低分子量有机酸通过形成可溶性络全物而啬生金属元素在根际土壤的移动性。本文对根际分泌物如柠檬酸、酒石酸、草酸、琥珀酸、天冬氨酸、谷氨酸对铅锌矿尾砂及其废水污染土壤中Ｐｂ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃｕ的溶解怀影响进行实验,证明１６ｍｍｏｌ／Ｌ的有机酸和氨基酸对土壤中重金属Ｐｂ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃｕ具有较强的活化效应,其中柠檬酸、酒石酸和草酸的活化能力最强。     

低分子有机酸/盐对森林暗棕壤铁的释放效应

模拟森林凋落物淋洗液中草酸/草酸盐和柠檬酸/柠檬酸盐的浓度范围,设计了不同浓度草酸/草酸盐和柠檬酸/柠檬酸盐溶液一次性浸提和多次连续浸提等系列实验,结果表明,草酸/草酸盐和柠檬酸/柠檬酸盐对暗棕壤铁具有活化作用,活化作用大小因有机酸/盐种类、浓度和土壤性质而异。随着低分子有机酸/盐浓度的增加,A1层和B层暗棕壤活化释放的铁也逐渐增多。pH 5.16的低分子有机盐溶液对A1层和B层暗棕壤铁的活化作用强于同浓度的相应低分子有机酸,即柠檬酸盐>柠檬酸,草酸盐>草酸,因此推断草酸盐和柠檬酸盐溶液促进暗棕壤铁活化释放的机理主要在于低分子有机酸阴离子的配位反应。柠檬酸/柠檬酸盐对A1层和B层暗棕壤铁的活化作用强于同浓度的草酸/草酸盐,即柠檬酸>草酸,柠檬酸盐>草酸盐,这主要与柠檬酸对铁较强的络合能力及较大的离解常数有关。A1层与B层相比,草酸/草酸盐和柠檬酸/柠檬酸盐均对B层暗棕壤释放的铁量较高。另外,低分子有机酸对暗棕壤铁的释放并不是一次就能完成的,第一次以后的连续4次浸提仍源源不断释放出数量可观的铁。     

低分子量有机酸对红壤磷酸单酯酶活性的影响

采用室内模拟试验研究了低分子量有机酸(柠檬酸、草酸、苹果酸、酒石酸)对红壤磷酸单酯酶活性的影响。结果表明,低浓度有机酸(<1μmol g-1)对磷酸单酯酶活性有促进作用,且促进作用大小依次为柠檬酸≈草酸>苹果酸>酒石酸;而高浓度有机酸(>5μmol g-1)则为抑制作用,且抑制作用大小依次为柠檬酸>草酸>苹果酸>酒石酸。当体系pH趋向酶促反应最佳pH时,磷酸单酯酶活性增强;反之,当体系pH远离酶促反应最佳pH时,磷酸单酯酶活性减弱。有机酸根一方面通过羧基的辅助作用提高磷酸单酯酶活性;另一方面通过释放土壤A l3+、Fe3+等金属离子,对土壤磷酸单酯酶活性有一定的抑制作用。     

The possible role of organic acids as allelochemicals in Tamarindus indica L. leaves

Tamarindus indica L. is well known for its acidic nature and allelopathic potential, but to date, little is known about its organic acids playing their role as allelochemicals. Hence, in the present study, identification, quantification, and contribution of organic acids present in its leaf extract were conducted using the principle of bioassay-guided procedure. High pressure liquid chromatography identified four organic acids, viz. citric, malic, oxalic, and tartaric acids, in its leaf aqueous extract with the predominance of oxalic acid (7.5 g kg^?1 leaves fresh weight) followed by tartaric acid (7.3 g kg^?1). The allelopathic activity of identified acids and aqueous extract was evaluated on lettuce seedlings growth based on the specific activity (EC₅₀). The crude extract reduced radicle growth more adversely than hypocotyl at the concentration of 2.5 g L^?1 (EC₅₀). It hindered the normal physiological growth process through weak and curly seedlings, and necrosis of their tips. Among the identified acids, oxalic acid had the highest specific activity (40 mg L^?1) and citric acid had the lowest (>1000 mg L^?1). As a consequence of its high contents, the total activity, a function of specific activity and concentration, of oxalic acid (188) was found higher followed by tartaric acid (146). The contribution of both acids influencing the specific activity of the crude extract was then turned out to be 74%. To the best of our knowledge, this is the first report identifying the oxalic and tartaric acids as growth inhibitors in tamarind leaves and quantifying their contribution in its allelopathic expression. Based on the total activity, the results suggested that oxalic and tartaric acids are the major allelochemicals in tamarind leaves. The allelopathic potential of these acids might promote the development of natural herbicides as an alternative to the synthetic ones in a most sustainable manner.     

有机酸对土壤钾素活化过程的化学分析

为模拟植物根系分泌主要有机酸(OA、CA)对土壤钾素的活化机理,采用土壤连续培养法,研究氢离子与有机配体对褐土钾素的活化能力及有机酸活化土壤钾素的化学机理。结果表明,用不同试剂连续培养土壤25天,各处理速效钾含量表现为OA 157.65 mg/kg最高,CA-Na 98.49 mg/kg最低,处理间差异极显著。在溶液浓度相同时,氢离子的酸化作用与有机配体的络合作用之间没有作用顺序差异。研究认为,土壤钾素活化过程是先由有机酸络合溶解后酸性水解的循环过程,有机酸浓度高时,土壤钾活化主要取决于溶液酸度;有机酸浓度低时,土壤主要依赖有机物的络合作用释放钾。在实际生产中将应增加根际土壤中具有络合作用物质的含量作为营养施肥、选育品种的理论依据。     

红壤施用包膜有机酸对解除小麦铝毒的作用研究

通过盆栽试验研究红壤施用柠檬酸、草酸和苹果酸三种不同包膜有机酸对不同小麦品种解铝毒的作用。结果表明,红壤上施用包膜有机酸对小麦具有较好的解铝毒效果,增加了小麦产量。三种包膜有机酸中柠檬酸的效果最佳。有机酸解铝毒的效果因小麦品种而异,其中敏感小麦优于抗性小麦。     

红壤中低分子量有机酸的吸附动力学

低分子量有机酸在土壤中广泛存在尤其是在根际土壤中,其主要来源于动植物残体的分解、微生物的代谢、植物根系的分泌和土壤中有机物的转化等。由于羧基的强络合作用,低分子量有机酸一旦进入土壤将很快被土壤吸附,影响土壤的表面电荷性质和动电性质,进而影响其在土壤中的作用。关于低     

外源有机酸对美人蕉耐性和Cr吸收、迁移的影响

采用营养液培养试验,研究外源有机酸(柠檬酸、草酸和酒石酸)对Cr污染水体中美人蕉(Canna indicaL.)的耐性、对Cr的吸收和迁移能力的影响。结果表明,各有机酸均不同程度地增强了美人蕉的耐性,促进Cr吸收和向地上部迁移。不同有机酸和同种有机酸不同浓度(4,8,16 mmol/L)的影响效果不尽相同。就耐性特征而言,16 mmol/L的草酸能够明显提高美人蕉生物量和促进根系生长,其影响效果要大于柠檬酸和酒石酸;就Cr吸收和迁移特性而言,影响大小为柠檬酸>酒石酸>草酸,尤以16 mmol/L的柠檬酸效果最为显著,而酒石酸和草酸分别在8 mmol/L,16 mmol/L时最利于Cr的吸收和迁移。因此,在本试验条件下16 mmol/L的柠檬酸较适合Cr污染水体的植物修复。     

有机酸培养时间和种类对煤矸石碎屑组成及速效养分的影响

为研究有机酸添加后煤矸石碎屑组成及其速效养分变化,以淮南潘集矿区为研究区域,选取矿区内多处煤矸石山上大块煤矸石人工破碎后作为供试材料,向其中添加10 mmol/L低分子量有机酸和腐殖酸水溶液,恒温培养120 d,在不同培养阶段取出部分样品测定煤矸石碎屑颗粒组成、EC、pH和速效养分等指标。结果表明,有机酸的添加总体上促进了煤矸石碎屑颗粒的细化。其中,黏粒平均增幅达81.90%,极细砂增幅在42%以上,粉粒和极粗砂粒含量平均下降幅度分别为21.05%、62.34%。有机酸添加有助于煤矸石碎屑颗粒基质结构向好的方向发展,并且以柠檬酸和腐殖酸效果最好。培养后的各处理pH值、电导率、速效养分对有机酸种类和培养时间的响应存在显著差异。有机酸添加后,酒石酸、草酸和腐殖酸处理pH均上升较大,平均pH值分别为7.69、7.75和7.71,显著大于对照处理(P<0.05),达到微碱性水平。除苹果酸处理外,其他处理的pH随培养时间的变化表现“N”型特征。电导率的变化与pH值变化正好相反,以苹果酸处理上升最大,比培养前增幅达146.78%;有机酸添加极大促进了煤矸石碎屑碱解氮(AN)和速效磷(AP)的释放,前者以苹果酸效果较好(释放量最大为CK的1.56倍和培养前的13.03倍),后者以柠檬酸效果较好(释放量最大为培养前的2.56倍和CK的3.39倍)。随着培养时间延长,碱解氮和速效磷释放量均逐渐增加;水分浸润和有机酸溶液添加均在前期表现一定抑制煤矸石碎屑颗粒速效钾(AK)释放的作用,后期逐渐表现一定促进释放的作用,但各有机酸处理之间差异不显著。有机酸对煤矸石山生态修复肯有一定积极作用。     

Relative importance of protons and solution calcium concentration in phosphate rock dissolution by organic acids

A series of experiments was conducted to quantify the relative contribution of protons and other mechanisms to the dissolution of phosphate rocks (PRs) from six countries in solutions of low-molecular-weight-aliphatic organic acids. The amounts of P and Ca released after 3 d of incubation at 28°C were determined in all the experiments. In the first experiment the solubility of the PRs < 500 μm particle size) in 100 M (25 mL g^-1 PR) oxalic, tartaric, and citric acids was compared with that in three mineral acids and four chelating compounds. There were no differences in the amount of P released by the mineral acids, but the organic acids released more P than could be accounted for by protonation. The chelating compounds were the least effective. In the second experiment, 1 g each of Sri Lanka and Togo PRs was incubated with 2.5 mmol of the organic acids using three acid concentration (mM) : acid volume ratios (250:10, 100:25, and 25:100). The amount of P dissolved from the PRs and the amount of acid remaining in the filtrate were about the same for all three treatments. A mixture of the organic acids and the respective Na-salts was prepared at six different acid: salt ratios in the third experiment. Total acid concentration in all the solutions was 100 mM. Higher proportion of the Na-salt in the mixture decreased PR dissolution, while the amount of the acid remaining in the filtrate increased. The Ca concentration in the filtrate showed an opposite trend. The results indicated that PR dissolution by the organic acids was initially dependent on protonation, which accounted for only 13–38% of the amount of P dissolved. Most of the amount of P dissolved could therefore be attributed to other mechanisms. Removal of dissolved Ca from the solution appears to be the major factor controlling the subsequent dissolution of the PRs. The ability of tartaric and oxalic acids to dissolve effectively the PRs was attributed to the formation of an insoluble calcium compound which was precipitated from the solution. For the use of organic acids as a potential amendment for improving the P availability of PRs, the Ca binding power of the organic acids should also be considered.