茶多酚对酸性土壤矿质元素活化的影响

发布时间：2017-05-13 01:09

  本文关键词：茶多酚对酸性土壤矿质元素活化的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：多酚是植物产生的重要次生代谢物质,以多种途径进入土壤圈进而影响土壤物质的化学循环。中国是茶的故乡,茶产业发展迅猛,植茶土壤类型多,川西地区大量漂洗水稻土和黄壤被用作茶种植。茶多酚(TPs)是茶树所特有的多酚,TPs中含量较高的单体表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)在相关研究中被用作“模式”多酚。本文通过浸提试验探讨在不同TPs类型(含茶叶提取物、儿茶素和EGCG)、不同浓度、pH、温度和时间条件下茶多酚对漂洗水稻土和黄壤矿质元素活化的影响。结果表明：(1)对于Si、Al、Fe,各TP均为对酸性紫色土的活化效应最强。TPs与低分子量有机酸(LMWOAs,含草酸、柠檬酸、苹果酸)相比,其活化效应在漂洗水稻土和黄壤上为LMWOAsTPs,而在酸性紫色土上则为TPs苹果酸(在Si的活化方面甚至为TPsLMWOAs),证明了TPs通过络合作用和质子作用在初育土脱硅过程中确实能够发挥重要作用,预示其在种茶过程中可能更有利于向地带性土壤演化。TPs和LMWOAs对3种土壤Si、Al和Fe的活化量均表现为AlFe、AlSi,且Si、Al、 Fe呈同步活化的特征,表明A1可能更有效地与TPs和LMWOAs络合而降低其毒害,但Al络合物进入水体可能会加剧对生态环境的危害。在盐基离子方面,对土壤Ca的活化均为苹果酸TPs,对土壤Mg、K的活化均为LMWOAsTPs,对土壤Na的活化却为茶叶提取物柠檬酸苹果酸(在漂洗水稻土上甚至表现为TPs LMWOAs)。LMWOAs和TPs对土壤盐基离子,尤其是Ca、K、Na的活化,均以漂洗水稻土最强,且表现出CaMgK, Ca、Mg、K同步活化的特点,表明漂洗水稻土若改种茶树,可能会加速其Ca、Mg、K的活化与迁移,这一方面可提高其生物有效性,但另一方面则可能加速土壤酸化。(2)随TPs浓度升高,土壤Si活化量在茶叶提取物和儿茶素作用下总体上均增加,在EGCG作用下却先增后减；Al、Fe活化量在各TP作用下均增加。同一浓度下,各TP活化si的量均为漂洗水稻土黄壤,活化Al或Fe的量均为黄壤漂洗水稻土。(3)随EGCG溶液pH升高,Si活化量为漂洗水稻土降低,黄壤增加；Al、Fe活化量为2种土壤均增加。同一pH下,EGCG活化Si的量pH≤5.5时为漂洗水稻土黄壤,pH=6.5时为黄壤漂洗水稻土；活化Al、Fe的量均为黄壤漂洗水稻土(4)随温度升高,EGCG和柠檬酸对2种土壤Si、Al、Fe和Mn的活化量均不同程度增加,表明EGCG和柠檬酸活化土壤矿质元素的能力在高温季节将得以增强。相同温度下,从元素间比较来看,EGCG和柠檬酸对2种土壤元素的活化量大小均为AlSiFe(Mn),表明EGCG和柠檬酸作用下土壤A1较Si、Fe和Mn更易活化；柠檬酸对2种土壤Fe、Mn的活化量均为FeMn,而EGCG对漂洗水稻土为FeMn,对黄壤则为MnFe;从土壤间比较来看,EGCG和柠檬酸对2种土壤Si的活化量均为漂洗水稻土黄壤,对Al、Fe和Mn的活化量则为黄壤漂洗水稻土；从酚与酸的比较来看,柠檬酸对2种土壤Si、Al、Fe的活化量均显著高于EGCG,表明柠檬酸比EGCG对土壤Si、Al和Fe有更强的活化能力。(5) EGCG作用下漂洗水稻土和黄壤Al、Fe和Mn的活化量均随时间的延长而不断增加,活化阶段可分为快速阶段(0-60min)、较快阶段(60-240min)和缓慢阶段(4h-24h)。描述2种土壤Al、Fe和Mn活化量的最优模型为双常数方程,其次为Elovich方程或抛物线方程,三者的一级动力学方程拟合效果均不佳。24h内漂洗水稻土元素活化量的相对大小顺序为：AlFeMn;黄壤元素活化量和活化的平均速率均为AlMnFe;不同土壤间3种元素的活化量及其活化的平均速率均为黄壤漂洗水稻土。
【关键词】：茶多酚 EGCG 土壤类型 浓度 pH 温度 矿质元素 活化
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S158
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 前言12-13
• 第一章 文献综述13-20
• 1 酚类物质对铁的影响研究进展13-16
• 1.1 酚对铁的络合作用13
• 1.2 酚对铁的还原作用13-14
• 1.3 酚对铁作用的影响因素14-16
• 2 酚类物质与铝的关系研究进展16-18
• 2.1 酚对铝的络合作用16
• 2.2 酚对铝水解的抑制作用16-17
• 2.3 酚在解铝毒中的作用17
• 2.4 酚对铝作用的影响因素17-18
• 2.5 酚对铝作用产生的环境效应18
• 3 酚类物质与其他矿质元素关系的研究进展18-20
• 第二章 研究内容、目标与技术路线20-22
• 1 研究内容20
• 2 研究目标20-21
• 3 技术路线21-22
• 第三章 茶多酚和低分子有机酸活化土壤矿质元素的差异研究22-36
• 1 材料与方法22-24
• 1.1 试验材料22
• 1.2 试验设计22-24
• 1.3 测定方法24
• 1.4 数据处理24
• 2 结果与讨论24-35
• 2.1 茶多酚和低分子量有机酸对土壤硅、铝和铁活化的影响24-29
• 2.2 茶多酚和低分子量有机酸对土壤钙、镁、钾和钠活化的影响29-34
• 2.3 浸提液各测定指标间的相关关系34-35
• 3 小结35-36
• 第四章 浓度对茶多酚活化土壤硅、铝和铁的影响研究36-42
• 1 材料与方法36
• 1.1 供试材料36
• 1.2 试验设计36
• 1.3 分析项目与方法36
• 1.4 数据处理36
• 2 结果与分析36-41
• 2.1 浓度对茶多酚活化土壤硅的影响36-37
• 2.2 浓度对茶多酚活化土壤铝的影响37-39
• 2.3 浓度对茶多酚活化土壤铁的影响39
• 2.4 不同浓度下茶多酚活化土壤硅、铝和铁量的比较39-41
• 3 小结41-42
• 第五章 PH对EGCG活化土壤硅铝铁锰的影响研究42-47
• 1 材料与方法42
• 1.1 试验材料42
• 1.2 试验设计42
• 1.3 分析项目与方法42
• 1.4 数据处理42
• 2 结果与讨论42-46
• 2.1 pH对EGCG活化土壤硅的影响42-43
• 2.2 pH对EGCG活化土壤铝的影响43-44
• 2.3 pH对EGCG活化土壤铁的影响44-45
• 2.4 pH对EGCG活化土壤锰的影响45-46
• 2.5 不同pH下EGCG对土壤硅、铝、铁和锰活化量的比较46
• 3 小结46-47
• 第六章 温度对EGCG和柠檬酸活化土壤硅铝铁锰的影响研究47-56
• 1 材料与方法47-48
• 1.1 试验材料47
• 1.2 试验设计47
• 1.3 分析项目与方法47-48
• 1.4 数据处理48
• 2 结果与分析48-53
• 2.1 温度对EGCG和柠檬酸活化土壤硅的影响48-49
• 2.2 温度对EGCG和柠檬酸活化土壤铝的影响49-50
• 2.3 温度对EGCG和柠檬酸活化土壤铁的影响50-51
• 2.4 温度对EGCG和柠檬酸活化土壤锰的影响51-53
• 2.5 温度对EGCG和柠檬酸活化土壤硅、铝、铁和锰量的比较53
• 3 讨论53-55
• 4 小结55-56
• 第七章 EGCG对土壤铝铁锰活化动力学的影响56-61
• 1 材料与方法56-57
• 1.1 试验材料56
• 1.2 试验设计56
• 1.3 分析项目与方法56
• 1.4 数据处理56-57
• 2 结果与讨论57-60
• 2.1 EGCG作用下土壤Al、Fe和Mn活化动力学特征57-58
• 2.2 EGCG对土壤Al、Fe和Mn活化动力学的影响58-60
• 3 小结60-61
• 结论与展望61-62
• 1 结论61
• 2 研究展望61-62
• 参考文献62-71
• 致谢71-72
• 攻读学位期间发表的学术论文72

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1 何刚;茶多酚对酸性土壤矿质元素活化的影响[D];四川农业大学;2015年

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本文编号：361253