植物多酚对土壤铁转化与迁移的影响

Plant polyphenols comprise a large percentage of plants, and affect soil forming processes. Epigallocatechin gallate (EGCG) is a model polyphenol in corresponding researches. As home town od tea, rapid development of tea industry lead to a large area teagarden transformed from different soil type. Ployphenols moves to soils through a variety of ways, and then affect soil process. On the basis of preliminary studies and literature search, this project will conduct soil investigation and sampling in teagarden of different tea plantation times, and then study the vertical distribution characteristics of various forms of iron, tea ployphenol and its mutual relationships. At the same time, soil cultivation experiment combined with chemical, magnetic and mineraologic method was conducted to explore the influence of polyphenol on soil mineral and the transformation characteristics of iron oxides, extraction and leaching tests in laboratory will be carried out systematically to explore the dynamic mechanism of activation and migration of iron under the impact of tea polyphenols. The project is bound to deepen our understanding of the influence of plant polyphenol on soil process, and promote the development of the pedology. So this research has important scientific significance.

植物多酚是植物体内重要的次生代谢物质，对土壤形成过程有重要影响。茶多酚中的表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）在相关研究中作为"模式"多酚使用。中国是茶的故乡，茶产业迅猛发展，茶叶种植面积大，种茶土壤类型多，多酚物质从多种途径进入土壤而影响土壤圈元素循环。本项目在前期研究及文献检索的基础上，开展土壤野外调查采样与室内指标分析，研究不同植茶年限土壤各形态铁与茶多酚的垂直分布特征及其相互关系。同时，通过室内土壤培养试验，运用土壤化学、土壤矿物学和环境磁学相结合的方法，研究茶多酚对土壤矿物的作用方式及铁形态的转化特征；通过土壤浸提与淋洗试验，开展茶多酚作用下土壤铁活化与迁移的动力学特征。本项目将深化植物多酚影响土壤形成过程的研究，推进土壤发生学的进步，具有重要的科学意义。

植物多酚是植物重要的次生代谢物质，进入土壤后可通过络合作用、质子作用和氧化还原作用等途径影响物质转化与迁移，对土壤形成过程有重要影响。中国是茶的故乡，近年来茶叶种植面积不断扩大，部分耕地土壤也转变为茶园土壤。本项目围绕植物多酚对土壤圈物质循环的作用机理，通过田间调查采样研究不同植茶年限土壤铁与酚各形态的垂直分布特征及其相互关系，通过室内培养与浸提试验研究茶多酚作用下土壤铁形态的转化特征，通过浸提与淋洗试验研究土壤铁释放与迁移的动力学特征，结果表明:.（1）茶园土壤各形态铁的垂直分布并无一致的规律，但总体表现为游离铁在土层中存在聚集现象，而活性铁和络合铁含量表层较高，向下逐渐降低；稻田改为茶园以及茶园植茶年限延长均导致土壤游离铁含量降低，而活性铁和络合铁含量升高。土壤总酚和水溶性酚含量从表层向下逐渐降低，随植茶年限延长而升高。相关分析结果表明，对于植茶3～7年的土壤，其各形态铁含量与酚类物质含量有密切关系。.（2）土壤铁形态的转化受酚类物质尤其是水溶性酚类物质的影响，茶多酚在影响土壤铁形态转化过程中既受自身浓度，又受介质pH等环境条件的影响。茶园土壤游离铁的减少可能与铁与茶多酚生成可溶性络合物并进一步被淋失有关。.（3）土壤铁的活化受植物多酚种类、浓度，土壤类型，介质pH与温度等的影响，EGCG浓度和介质温度越高，活化效应越强。.（4）土壤铁的释放过程明显地分为快、慢2个阶段，释放量随时间的延长而增加，但增加幅度越来越小，动力学特征可用双常数方程，或Elovich方程，或抛物线扩散方程描述，无法用一级动力学方程拟合。.（5）铁从黄壤中迁移的量受EGCG浓度影响较大，浓度越高，迁移量越大。.本项研究促进了人们对植物多酚在土壤发生过程中的作用的认识。