摘要：用盆栽试验研究了外源氟对潮土、黄棕壤pH、容重，玉米干物重和吸钾量的影响，结果表明：氟可以提高土壤pH，使土壤结块，容重增加，孔隙度减少，加入氟l000mg/kg，黄棕壤和潮土pH分别比对照增加了0.77和0.52，土壤容重分别增加了26.98%和27.72%。氟对潮土过氧化氢酶活性没有影响，加入氟600 mg/kg，氟对黄棕壤过氧化氢酶活性产生明显抑制作用，氟对黄棕壤碱性磷酸酶活性无影响，氟400mg/kg对潮土碱性磷酸酶活性产生明显抑制。加入氟600 mg/kg，土壤中性磷酸酶活性明显降低；氟对黄棕壤酸性磷酸酶活性影响较潮土小。脲酶活性对氟最为敏感，在黄棕壤和潮土中，分别加入氟200mg/kg和400mg/kg，土壤脲酶活性明显降低.玉米苗期，氟浓度在400 mg/kg以上，才会对玉米苗期干物质积累产生影响，加入氟1 000 mg/kg，黄棕壤和潮土玉米幼苗干物重比对照分别减少了20.1%和9.8%，氟对黄棕壤玉米苗期生长影响比潮土大；随着玉米生长，氟对玉米干物重产生明显影响的浓度越来越低，在玉米拔节期，氟浓度在200～400 nag/kg时，玉米地上和地下部干物重比对照明显减少，氟对玉米根的抑制作用超过玉米地上部。氟对玉米吸钾量影响很大，加入氟浓度高于400 mg/kg时，玉米吸钾量明显减少，加入氟1000mg/kg，潮土玉米含钾量与对照相比减少了43.7%，黄棕壤玉米减少了41.9%.潮土玉米吸钾量与对照相比减少了59.7%，黄棕壤玉米吸钾量减少了50.9%。

关键词：氟土壤理化性质，玉米，土壤酶活性

通常情况下，土壤氟对土壤理化性质和植物生长的影响往往是微不足道的，但在一些地区或某种特殊环境条件下，由于土壤氟含量较高，土壤氟对植物产量和品质的影响则会表现出来，不仅如此，土壤氟含量增加，还会对土壤物理性质、化学性质以及土壤微生物和酶活性等产生影响，甚至会影响到水体氟含量，这样，土壤氟就和环境质量与环境安全密不可分了。至今，人们对土壤氟与土壤性质和植物生长的关系研究较少。在氟与土壤理化性质方面，由于氟可以和土粒表面羟基进行配位交换，释放羟基而提高土壤pH，但由于土壤缓冲酸碱能力巨大，即使氟含量增加也不会引起土壤pH较大变化。有研究表明，氟对土壤胶体稳定性有影响，氟可以增大土壤胶体静电排斥力，使土壤胶体稳定。在土壤氟的植物效应方面，一般认为，土壤氟污染对植物的危害是慢性积累的生理障碍过程，植物生育前期，干物质积累量减少，成熟期籽粒产量降低，氟进入植物体后，通过导管向叶缘和叶尖转移，进入叶的氟与组织内的钙反应，生成难溶性的氟化钙沉积，当这些物质达到一定量时，就会干扰植物酶的作用，阻碍代谢，破坏叶绿体和原生质，引起质壁分离和细胞萎缩。植物对氟的过多吸收，会抑制新陈代谢、呼吸作用和光合作用，抑制植物新陈代谢过程中马来酸脱氢酶活性。Kundu等试验表明，随加入土壤中氟量增大，小麦干物重减少，还会影响植物对磷的吸收。Braen等实验结果表明，氟污染土壤增加了土壤中铝的溶解性，导致氟和铝对植物的双重危害。由此可见，氟对土壤理化性质和植物生长是有一定影响的，进行这方面研究，对土壤管理和植物生产等都有必要。

一、材料与方法

1.1供试土壤

供试土壤包括潮土和黄棕壤，分别采自凤阳县临淮镇和城西乡0-20 cm土层的农业土壤，土壤未受污染。土壤采回后及时风干，磨细过3 mm筛，保存，以备试验分析和盆栽试验之用，供试土壤基本理化性质见表1。

1.2供试玉米

供试玉米品种为郑单958，挑选均匀一致的种子，用10%双氧水溶液消毒，用清水冲洗，再用去离子水洗净，种子直接播种于土壤中。

1.3试验方法

试验采用盆栽方法，在安徽科技学院植物科技园进行，试验设6个不同氟(F-)用量处理，分别是0，100 mg/kg，200 mg/kg，400mg/kg，600 mg/kg和1000 mg F/kg土，氟用氟化钠，其与土壤分别拌匀后装盆，各处理9次重复。盆栽用盆为内径22 cm、高20cm的普通塑料盆，每盆装风干土6 kg，底肥N、P、K施用量分别为150，60，100 mg/kg土，氮肥用尿素，磷肥用磷酸二氢钙，钾肥用氯化钾。每盆播种玉米6粒，出苗后定苗3棵，生长期内用重量法浇灌去离子水。2006年5月26日播种，分别于播种后15，30，42 d取样，玉米植株样品用去离子水洗净，105℃杀青，65 6C烘至恒重。在采集玉米植株样品同时，采集土壤样品，风干磨细备用。土壤容重用环刀直接在土盆中进行测定。

1.4测定与统计方法

土壤全氟用氢氧化钠熔融、土壤水溶氟用70℃去离子水浸提、待测液中氟用氟离子电极法测定(PXSJ-216离子分析仪)，pH电位计法，土壤容重用环刀法，植物含钾量用H₂SO₄-H₂O₂消煮火焰光度计法，脲酶活性用氨生成量比色法、磷酸酶活性用溴苯醌氯酰亚胺比色法、过氧化氢酶活性用0.01 mol/L高锰酸钾滴定法，土壤基本理化性质常规方法测定。试验数据用DPS软件处理。

二、结果与讨论

2.1氟对土壤pH和土壤紧实度的影响

从表2可以看出，土壤pH随氟加入量增加而增加，处理间均达到显著差异，变化规律明显。黄棕壤pH，由5.22升高到5.99，增加了0.77，潮土pH由8.12增加到8.64，增加了0.52，均有显著差异可见，氟对土壤pH变化有明显影响，而且对黄棕壤pH影响超过潮土。一般认为，氟能够提高土壤pH是因为氟与土粒表面某些基团如M—OH发生配位交换而造成的，同时土壤pH变化还受土壤缓冲酸碱能力控制。按此推论，土壤颗粒表面羟基含量越高，土壤缓冲碱的能力越弱，加入氟后土壤pH就越易升高，供试黄棕壤是在混合花岗岩母质上形成的硅铝质黄棕壤，土壤活性铁、铝含量高(表1)，所以，黄棕壤土粒羟基表面多，加入氟后，置换出的OH--就比潮土多，加入相同数量的氟，黄棕壤pH变化量比潮土大，尽管黄棕壤对碱的缓冲能力要比潮土大。

(2)不同处理间经方差分析后，用Duncan新复极差法进行差异显著性比较(a=5%)。土壤紧实度是土壤重要的物理性质之一，是影响土壤通透性和植物根系生长的重要土壤因素，土，壤紧实度一般用土壤容重或土壤孔隙度表示。施肥会影响土壤紧实度，而氟对土壤紧实度影响还未见报道。从表2可以看出，加入氟可以明显使土壤容重增加，土壤孔隙度降低。加入氟量低于200 mg/kg时，黄棕壤土壤容重和土壤孔隙度变化不明显，加入氟量超过200 mg/kg时，土壤容重明显增加，土壤孔隙度明显降低。氟对潮土容重以及和土壤孔隙度的影响比黄棕壤要小一些，加入氟400 mg/kg，土壤容重与对照表现出明显差异。

两种土壤容重和孔隙度均是随着加入氟的增加而变化，加入氟1 000 mg/kg，与对照相比，黄棕壤和潮土容重分别增加了26.98%和27.72%，土壤孔隙度分别减少了23.8%和22.6%。据试验观察，加入氟超过600 mg/kg时，土壤表层就会变得坚硬板结，形成板状物，土壤通透性变差，黄棕壤特别明显，对植物生长影响很大。试验表明，高浓度外源氟加入土壤，会对植物生长产生明显抑制作用(图1～5)，其原因可能主要是由于氟使土壤物理性质变差而造成的。

2.2 氟对土壤酶活性的影响

土壤酶是土壤的重要物质组成部分，在土壤元素生物循环、土壤有机质分解与合成以及有毒有害物质有机污染物土壤降解等方面有重要作用，土壤酶活性直接反映着土壤代谢强度和土壤质量状况。这些年来，人们对污染物与土壤酶活性的关系做过很多研究，但多为重金属、农药和其他一些有机污染物，对氟与土壤活性酶的关系未见报道。从表2可以看出，氟对土壤酶活性有一定影响，但影响存在差异，与土壤类型、氟浓度和土壤酶种类有关，过氧化氢酶对氟最不敏感，加入氟1000mg/Kg，对潮土过氧化氢酶活性没有产生影响，但在黄棕色壤中，当加入氟超过600mg/kg时，氟对过氧化氢酶活性产生明显的抑制作用。在黄棕壤中，氟对碱性磷酸酶活性无影响，但在潮土中，氟超过400ng/kg时，对潮土碱性磷酸酶活性产生明显抑制。氟对中性磷酸酶活性影响在黄棕土壤和潮土中表现是一致的，加入氟超过600mg/kg时，中性磷酸酶活性明显降低。加入氟低于4000mg/kg时，氟对黄棕壤酸性磷酸酶活性没有产生影响，而当氟加入量达到1000mg/kg时，酸性磷酸酶活性明显降低。在潮土中，加入氟超过600mg/kg时，氟对潮土酸性磷酸酶活性有明显抑制作用。在测定的几种酶活性中，对氟最为明暗的是脲酶活性，在黄棕壤中，加入氟超过200 mg/kg时，氟的作用便表现出来，土壤脲酶活性明显降低。在潮土中，氟对脲酶活性的抑制作用稍弱，加入氟 超过400 mg/kg时，氟才对土壤脲酶活性产生明显抑制。可见，氟对土壤酶活性影响较为复杂，土壤类型、土壤酶种类以及氟浓度对土壤酶活性都产生影响。

2.3氟对玉米干物重影响

氟对玉米干物重影响见图1～5。图1是不同氟处理玉米苗期时的整株干物重，可以看出，尽管玉米苗期干物重随着氟加入量增加而减少，但总的看，氟对玉米苗期干物重影响较小。在潮土中，未施氟玉米整株干物重平均为0.419 g/株，在F600mg/kg处理以下，氟对潮土玉米干物重影响差异不明显，加入氟600mg/kg，玉米干物重平均为0.391 g/株，干物重比对照减少了6.7%，与对照相比有显著差异，F1 000 mg/kg处理，玉米干物重平均为0.378 g/株，与对照相比有极显著差异。在黄棕壤中，未施氟处理玉米整株干物重平均为0.392g/株，F400 mg/kg处理以下，氟对玉米干物重影响差异不明显，F400 mg/kg处理，玉米干物重平均为0.295 g/株，干物重减少了10.3%，与对照相比有显著差异，F1 000mg/kg处理，玉米干物重平均为0.263 g/株，与对照相比千物重减少了20.1%，有极显著差异。由此可见，氟浓度在400～600 mg/kg以上，才会对玉米苗期生长产生影响，相比较而言，氟对黄棕壤玉米生长影响比潮土大。

玉米生长30天和42天干物重变化见图2~5，此时玉米进入拔节期，生长速度明显加快，在此时期，氟对玉米干物重影响有如下特点：第一，30天玉米干物重随氟加入量变化曲线比较平缓，而45天的变化曲线变动较大，表明氟对45天玉米干物重影响大于30天，无论是根还是茎叶，两种土壤均是如此。如黄棕壤30天时，未施用氟的玉米根与茎叶的干物重分别为1.367，3.383 g/株，氟400 mg/kg处理，根干物重减少为1.143 g/株，比对照减少了16.4%，达到显著差异水平；氟600 mg/kg处理，茎叶干物重减少为2.916 g/株，比对照减少13.8%，有明显差异，而在42天，其显著差异影响的氟用量减少为400mg/kg。第二，氟对黄棕壤玉米干物重影响大于潮土，如氟600mg/kg处理，42天玉米样品，在潮土上其茎叶干物重比对照减少29.47%，而在黄棕壤上减少了32.77%。第三，氟对玉米根干物重影响大于茎叶，根冠比随着氟加入量增加而减小，如黄棕壤30天玉米，对照根冠比为0.404，而氟600mg/kg处理根冠比仅为0.289。实验观察，高氟处理土壤板结，根系穿插和水分运动都受到较大影响。

2.4 氟对玉米钾素吸收的影响

氟对玉米钾素吸收的影响见图6、图7，图中数据是30天玉米整株的含钾量和钾积累量。可以看出，氟对玉米吸钾量有较大影响。在潮土中，对照含钾量为2.77%，氟400mg/kg处理以下，对玉米含钾量没有明显抑制，加入氟超过400 mg/kg，玉米含钾量与对照有明显差异，氟加入量越高，玉米含钾量越低，加入氟超过600mg/kg，玉米含钾量与对照有极明显差异，加入氟1 000 mg/kg，玉米含钾量为1.56%，与对照相比含钾量减少了43.7%。

在潮土中玉米吸钾量变化与含钾量变化趋势一致，但影响存在差异，对照吸钾量为477.4 rag/盆，加入氟100 mg/kg时，玉米吸钾量便与对照有显著差异，F200mg/kg处理，与对照有极显著差异，F 1 000 mg/kg处理，与对照相比，吸钾量减少了59.7%。在黄棕壤中，氟对玉米钾吸收的影响与潮土一致，随加入氟量增加玉米含钾量和吸钾量降低。黄棕壤玉米对照含钾2.48%，F400 mg/kg处理，含钾量为1.98%，与对照有显著差异，F1 000 mg/kg处理，含钾量为1.44%，与对照有极显著差异。黄棕壤玉米对照吸钾量为353.4 mg/盆，各处理间玉米吸钾量均达到显著差异，F1 000 mg/kg处理，与对照相比，玉米吸钾量减少了50.9%。

三、结 论

(1)氟可以使土壤pH提高，F1 000 mg/kg处理，黄棕壤pH由5.22升高到5.99，增加了0.77，潮土pH由8.12增加到8.64，增加了0.52，氟对黄棕壤pH影响超过潮土。氟可以明显增加土壤容重，降低土壤孔隙度，使土壤变得紧实坚硬，加入氟1000mg/kg，与对照相比，黄棕壤和潮土容重分别增加了26.98%和27.72%，土壤孔隙度分别减少了23.8%和22.6%。

(2)氟对土壤酶活性有一定影响，但影响存在差异，与土壤类型、土壤酶种类和加入氟浓度等有关。氟对潮土过氧化氢酶活性没有产生影响，加入氟超过600 mg/kg，氟对黄棕壤过氧化氢酶活性产生明显抑制作用。氟对黄棕壤碱性磷酸酶活性无影响，但在潮土中，氟超过400 mg/kg时，对潮土碱性磷酸酶活性产生明显抑制.氟对中性磷酸酶活性影响在黄棕壤和潮土中表现是一致的，加入氟600 mg/kg，中性磷酸酶活性明显降低。氟对黄棕壤酸性磷酸酶活性影响较潮土小，在潮土中，加入氟达到600 mg/kg时，氟对潮土酸性磷酸酶活性有明显抑制作用，而在黄棕壤中加入氟达到1000 mg/kg时才会抑制土壤酸性磷酸酶活性。脲酶活性对氟最为敏感，在黄棕壤中，加入氟超过200 mg/kg，氟的作用便表现出来，土壤脲酶活性明显降低。在潮土中，氟对脲酶活性的抑制作用稍弱，加入氟400 mg/kg，氟才对土壤脲酶活性产生明显抑制。 

(3)氟对玉米干物重影响与玉米生育期有关，在玉米苗期，氟浓度在400"--600 mg/kg以上，才会对玉米苗期干物质积累产生影响，加入氟1 000 mg/kg，黄棕壤和潮土玉米幼苗干物重比对照分别减少了20.1%和9.8%，氟对黄棕壤玉米苗期生长影响比潮土大。到42天时，氟对玉米的影响充分显现，氟400 mg/kg处理的玉米根和茎、叶干物重降低，与对照有明显差异；氟对黄棕壤玉米干物重影响大于潮土，氟对玉米根干物重影响大于茎叶，根冠比随着氟加入量增加而减小。实验观察，高氟处理土壤板结、根系穿插困难、水分运动受阻可能是影响玉米根系干物重的主要原因。 

(4)氟对玉米吸钾量影响较大。加入氟浓度高于400 mg/kg时，氟对玉米钾吸收产生明显抑制。加入氟1 000 mg/kg，潮土玉米含钾量与对照相比减少了43.7%，黄棕壤玉米减少了41.9%。潮土玉米吸钾量与对照相比减少了59.7%，黄棕壤玉米吸钾量减少了50.9 %。

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本文主要内容来自于：于群英1，李粉茹1，慈 恩2

(1.安徽科技学院资环系，安徽凤阳233100；2.中国科学院南京土壤研究所。南京210008)

中国分类号：$153l S154 文献标识码：A 文章编号：1009-2242(2007)03—0103-05

版权归属于原作者。

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