发布时间：2023-02-16

农作物种植过程中，土壤微量营养元素对作物产量至关重要。锌（Zn）是植物生长过程中必需的营养元素，在地球化学循环过程中扮演着重要角色。土地利用方式的改变，如农田废弃，是影响土壤中Zn地球化学循环的重要因子。

针对以上研究背景，中国地质大学（北京）科学研究院表生环境与水文地球化学实验室韩贵琳教授课题组在泰国Mun河流域，对4种不同土地利用类型（包括水稻田，废弃1, 3, 5年水稻田）的土壤剖面进行系统采样，并利用非传统稳定同位素技术，分析了农业土地利用变化前后Zn的迁移转化特征。研究成果以“Land-use conversion controls on the mobility of Zn in paddy soils revealed by stable Zn isotopes”为题，发表于国际知名刊物《Science of the Total Environment》，课题组郑晓笛博士后为第一作者，导师韩贵琳教授为通讯作者。取得的主要进展如下：

风化过程中，相比废弃水稻田（NPL）Zn丢失进入河流（τ_Zn^int: -0.81~-0.24），水稻田（PL）出现Zn轻微富集现象（τ_Zn^int: 0.04）。相比水稻田（Δ⁶⁶Zn_parent-soil: −0.29‰），种植终止后，废弃水稻土壤的风化过程将会有更多的⁶⁶Zn被带进河流（Δ⁶⁶Zn_parent-soil: −0.26‰~−0.47‰）。水稻收割后的根部降解作用可能是导致水稻田（PL δ⁶⁶Zn: 0.14 ‰）及短期废弃水稻田（1~2年，NPL1 δ⁶⁶Zn: 0.18 ‰）表层重Zn富集的主要原因。同时，相比废弃水稻田，水稻田中较高的Zn含量，可能与受水稻田人工及季节性淹水条件影响的Zn再释放以及Fe-SOM-metal(loid)s三元体系Zn的高吸附有关。

本研究对比了同一研究区域水稻田废弃前后的锌同位素值，发现了对于不同土地利用方式的土壤，锌同位素具有显著的差异，这表明了锌同位素在土壤风化过程中营养物质循环的应用方面有着巨大的潜力。

图1  泰国Mun河流域水稻田，废弃水稻田（1, 3, 5年）土壤剖面的Zn含量及Zn同位素值

图2 不同类型土壤整合τ_Zn与Zn同位素值图（a）及泰国Mun流域的Zn同位素分馏机制示意图（b）

论文信息：Zheng Xiaodi, Han Guilin*, Liang Bin, Zhu Guangyou (2023). Land-use conversion controls on the mobility of Zn in paddy soils revealed by stable Zn isotopes, Science of the Total Environment, 870:161945.

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.161945