土壤磷形态组分分级及31P-NMR 技术应用研究进展

农田生态系统中土壤磷形态转化,影响土壤磷对作物的有效供应。土壤磷分为无机磷和有机磷两大部分。化学连续提取法 (chemical sequential fractionation,CSF) 研究土壤磷形态分级,采用不同的化学提取剂,分级提取土壤中组成或分解能力接近的有机无机含磷化合物,是目前表征土壤磷素形态的重要方法。但该方法虽历经改进,仍难以确切反映土壤磷的实际组成,提取的不同磷形态间存在重叠,有机磷和无机磷组分分级存在一定的误差;不同分级磷组分对作物的有效性,需谨慎评估。核磁共振波谱技术 (nuclear magnetic resonance,NMR) 根据核磁共振波谱图上共振峰的位置、强度和精细结构来研究土壤中含磷化合物的分子结构。液相31P-NMR 可以同吋检测出土壤中多种磷组分,如正磷酸盐、磷酸单酯、磷酸二酯、膦酸脂、焦磷酸盐和多聚磷酸盐,识别土壤提取物磷形态,可将有机磷与无机磷分开。本文综述了应用31P-NMR 技术研究土壤磷形态组分的一些进展,总结了样品制备过程、NMR 测试参数及在土壤磷形态转化研究中的应用。二维31P-NMR 技术发展为鉴定分析土壤中更多种类的含磷化合物提供了契机。     

长期石油污染土壤中胡敏酸的结构表征：热分析和软X射线近边吸收谱

对一口开采约20 年的废弃油井,在距离井口0.5、1.5、3.5、5.5和7.5 m处进行采样,采用差热-热重分析（(DTA-TGA）)和同步辐射软X射线近边吸收谱（(C-1s NEXAFS）)方法,研究了长期不同程度石油污染土壤中胡敏酸（(HA）)的结构特征。结果表明：随着与油井口距离的减小,HA的中温和高温放热峰的反应热及热失重增加,高温放热峰/中温放热峰比值增大;软X射线近边吸收谱显示,HA的芳香碳和羧基碳含量增加,脂族碳含量以及脂族碳/芳香碳比值下降。上述结果说明,随石油含量增加,HA的脂族性降低而芳香性增强。C-1s NEXAFS用于HA的结构表征是可行的,能够揭示出不同程度石油污染土壤中HA结构特征的变化规律。     

基于31P NMR的自然成土过程中有机磷组分演变特征及影响因素研究进展

土壤有机磷(P_o)是土壤中重要的磷库,其形态、含量与生物有效性随成土过程而发生变化,进而影响土壤磷素供应、养分平衡及生态系统生产力。然而,与土壤无机磷(P_i)相比,以往的研究对P_o的重视不够,这主要是由于土壤中P_o的提取、分析和鉴定方法难于P_i。近年来,随着液相³¹P核磁共振(³¹P NMR)波谱技术在土壤学领域的应用,为定量分析土壤P_o组分及含量提供了新的技术手段,同时为更好地理解生态系统演化过程中不同形态P_o的转化特征奠定了基础。本文主要总结了土壤P_o的种类和性质,介绍了液相³¹P NMR分析土壤P_o的原理和方法,在此基础上综述了自然成土过程中不同形态P_o的转化特征及其影响因素,并指出了需进一步研究的方向和关键科学问题：包括量化成土过程中不同形态P_o转化速率、途径与环境阈值,阐明...     

Influence of conifers on the forms of phosphorus in selected New Zealand grassland soils

We examined the effects of conifers on the forms of P in low-fertility tussock grassland soils using ³¹P nuclear magnetic resonance (NMR) and soil P fractionation. Results from field and glasshouse experiments clearly demonstrated that conifers enhanced the mineralization of labile (and to a lesser extent more resistant) forms of soil organic P which, in turn, increased amounts of labile inorganic P in the soil. These findings have important implications for P availability and long-term sustainable management of grassland soils in New Zealand.