結果和討論

通過(guo) WDPT 測量，所(suo)有(you)五種(zhong)土壤(rang)都(dou)具(ju)有(you)驅蟲性，具(ju)有(you)不(bu)同的 排斥程度，從輕微（5 到 60 秒）到 極（> 3600 s）驅蚊（表 1）。 最討(tao)厭的 其中包括從橙(cheng)園收集的土壤(rang) OE-128 用處理(li)過(guo)的廢水灌溉（Wallach 等人(ren)，2005 年(nian)），其中 WDPT 為 5259 秒。

1:1 提取物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)動(dong)態表面(mian)張力測量 表明達到(dao)(dao)平衡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時間(jian) γLV 從大約 15 分鐘到(dao)(dao)長達 5 小(xiao)時不(bu)(bu)等（圖 1）。 在所有情況下，都(dou)有一(yi)個(ge)相對較(jiao)快的(de)(de)(de)(de)(de)(de)初始速(su)度(du) γLV 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化，這可(ke)能是(shi)擴散受限的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，和 然后是(shi)一(yi)段長時間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)低(di)(di)利率(lv) γLV 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化。 平衡達到(dao)(dao)率(lv)低(di)(di)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時期被假定為至少兩(liang)個(ge)過程的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結果(guo)：（i）不(bu)(bu)同分子之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian)競爭 吸附位點(dian)； (ii) 表面(mian)分子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重排。 時間(jian)之(zhi)間(jian)沒有明顯(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關系 實(shi)現不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)平衡 γLV 和提取時間(jian) 土壤（圖 1）。

圖(tu) 1 1:1 提取物的(de)動態表面張力曲線。

土壤(rang)提取(qu)物(wu)的(de)(de) DOC 濃度(du)普遍(bian)增(zeng)加 隨著提取(qu)時間的(de)(de)增(zeng)加（圖 2a）。 從(cong)圖 2(a) 可以(yi)看出(chu)(chu) 可以(yi)看出(chu)(chu)，在(zai)(zai)給定的(de)(de)提取(qu)時間內釋放(fang)的(de)(de) DOC 量因土壤(rang)而異(yi)，但(dan)沒有(you) 釋放(fang)量與測得的(de)(de) WDPT 之間的(de)(de)明(ming)顯(xian)關(guan)系(xi)。 盡管 DOC 濃度(du)不同 提取(qu)物(wu)之間（多達 8 倍），平衡 γLV 值(zhi)(zhi)非常相(xiang)似(si)，總變(bian)異(yi)為(wei) 僅 3 mN m-1 (51.3–54.5 mN m-1 ; 圖 2b)，表(biao)(biao)明(ming)實際(ji)上只(zhi)有(you)一(yi)小部分(fen)(fen) DOC 有(you)貢獻 明(ming)顯(xian)降低(di)表(biao)(biao)面(mian)張力(li)。 時間上均勻(yun)的(de)(de)最(zui)終 γLV 值(zhi)(zhi)（圖 2b）也表(biao)(biao)明(ming)那些(xie)有(you)助于(yu)(yu)降低(di)表(biao)(biao)面(mian)張力(li)的(de)(de)化合物(wu)是 在(zai)(zai)最(zui)初的(de)(de) 10 分(fen)(fen)鐘(zhong)內從(cong)土壤(rang)中迅速溶解 土壤(rang)潤濕（5 分(fen)(fen)鐘(zhong)搖(yao)動加 5 分(fen)(fen)鐘(zhong)沉(chen)淀(dian)） 過(guo)濾前）。 γLV 和(he) WDPT 之間沒有(you)關(guan)系(xi) （圖 2）被發現，與最(zui)近的(de)(de)報告（Hurrass & Schaumann, 2006) 用于(yu)(yu)其他(ta)土壤(rang)。 有(you)可能(neng)在(zai)(zai)之前的(de)(de)研究 (Hurrass & Schaumann, 2006) 中，未獲得平衡 γLV 值(zhi)(zhi)，因為(wei) γLV 僅在(zai)(zai) 30 分(fen)(fen)鐘(zhong)。 值(zhi)(zhi)得一(yi)提的(de)(de)是，這些(xie)土壤(rang)提取(qu)物(wu)的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)張力(li)降低(di)幅度(du)大(da)(da)于(yu)(yu)報道的(de)(de) 分(fen)(fen)離出(chu)(chu)更高濃度(du)的(de)(de)富(fu)里(li)酸（γLV 59 mN m-1 用于(yu)(yu) 1000 mg litre-1 的(de)(de) Suwannee 河溶液 從(cong)國際(ji)腐殖質物(wu)質中提取(qu)的(de)(de)富(fu)里(li)酸 社(she)會(hui); Dinar 等人，2006 年），表(biao)(biao)明(ming)表(biao)(biao)面(mian)活性劑 在(zai)(zai)土壤(rang)中提取(qu)物(wu)比富(fu)里(li)酸更強大(da)(da)。

圖(tu)2 土(tu)壤溶解(jie)有機碳（DOC）含量（a）和表面張力（γLV）（b） 提取作為(wei)提取時間(jian)(jian)的(de)函數(shu)。 水(shui) 以(yi)秒(miao)為(wei)單位(wei)的(de)液滴穿透時間(jian)(jian) (WDPT) 是 標在(zai)面板(ban)上(shang)。

水滴(di)滲透時(shi)間(jian) (DPT)、1:1 土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)(rang)提取(qu)物、鹽(yan)(yan) 五種測試土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)(rang)上的(de)(de)(de)溶液(ye)和(he)乙醇(chun)(chun)溶液(ye)顯示在 圖(tu)(tu) 3. 可以(yi)看(kan)出 1:1 土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)(rang)提取(qu)物的(de)(de)(de) DPT (5 分鐘(zhong)、2 小(xiao)時(shi)和(he) 24 小(xiao)時(shi)摘(zhai)錄）等于(yu)或(huo)大(da)于(yu) 比(bi)所有土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)(rang)的(de)(de)(de)水 DPT。 還看(kan)到鹽(yan)(yan) 溶液(ye)（相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de) EC 和(he)相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)單價/二價陽離(li)子比(bi)例(li) 土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)(rang)提取(qu)物，但其(qi) γLV 與水相(xiang)似）具有 基本上與土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)(rang)提取(qu)物相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de) DPT。 然而，DPTs 與 γLV 和(he)鹽(yan)(yan)含量相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)乙醇(chun)(chun)溶液(ye) 土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)(rang)提取(qu)物顯著低于(yu)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)(rang)的(de)(de)(de) DPT 提取(qu)物、鹽(yan)(yan)溶液(ye)和(he)水（圖(tu)(tu) 3）。 

圖 3 液(ye)(ye)滴(di)穿透時(shi)間 (DPT) 水、1:1 土壤提(ti)取物、鹽溶液(ye)(ye)和(he)不同(tong)土壤的乙醇(chun)溶液(ye)(ye)：(a) OE-128； (b) OE-335； (c) OT-28； (d) Coastal-1； (e) 沙漠-1。 誤差線顯示標準偏差 復制滴(di)。 小寫字母給(gei)出 兩側 t 檢(jian)驗的結(jie)(jie)果。 在給(gei)定的 窗格中，不同(tong)的字母表示均值 在 P ? 0.01 顯著(zhu)差異 癌癥水平。 對于 t 檢(jian)驗，結(jie)(jie)果為 三個提(ti)取時(shi)間（5 分鐘、2 小時(shi)和(he) 24 小時(shi)）一起考(kao)慮，因為它們的 γLV 值非(fei)常相似（圖 2b）。

發現(xian)了 2:1 提取物的(de)(de)(de)可比結果。 雖然 2:1 提取物中的(de)(de)(de) DOC 濃度高于(yu) 1:1 提取物（87 對 49 毫克升- 1 沿海-1; 331 與 199 毫克升-1 Desert-1），平衡 γLV 值相(xiang)似(si)（50.7 與 51.4 mN m-1 Coastal- 1; 52.5 與 53.3 mN m-1 Desert-1)。 2:1 的(de)(de)(de) DPT 提取為(wei) 與水(shui)相(xiang)比，鹽溶液(ye)(ye)和乙(yi)醇溶液(ye)(ye)是(shi) 如圖 4 所示(shi)。可以看出，對于(yu)兩(liang)種土(tu)壤，DPT 的(de)(de)(de) 土(tu)壤提取物和鹽溶液(ye)(ye)非常相(xiang)似(si) 其他，并且(qie)明顯大于(yu)水(shui)。 乙(yi)醇的(de)(de)(de) DPT 解決方案幾(ji)乎是(shi)即時的(de)(de)(de)。

如(ru)圖 1 所示(shi)，未達到(dao)土壤(rang)提(ti)取物(wu)的(de)(de)(de) γLV 瞬間。 這意味著當一滴土壤(rang)提(ti)取物(wu) 放置在土壤(rang)表面，它可能會在達到(dao) γLV 的(de)(de)(de)最終平衡(heng)值之(zhi)前滲(shen)透(tou)。 因此，我(wo)們還進行了 將乙(yi)醇溶液(ye)制成的(de)(de)(de)實(shi)驗(yan) 給(gei)出與土壤(rang)提(ti)取物(wu)相(xiang)同的(de)(de)(de) γLV 水滴滲(shen)透(tou)，即在 γLV 大(da)于之(zhi)前實(shi)驗(yan)中的(de)(de)(de)平衡(heng)值。 在這個實(shi)驗(yan)中，乙(yi)醇混合物(wu)的(de)(de)(de) DPT 也(ye)顯著 比水的(de)(de)(de) DPT (1921 ± 15 s) 快 (519 ± 6 s)，土壤(rang) 提(ti)取物(wu) (2387 ± 6 s) 和鹽(yan)溶液(ye) (2181 ± 9 s)。

圖 3 和圖 4 中(zhong)顯(xian)示的結果(guo)表(biao)明(ming)，表(biao)面 從不同(tong)來源和排(pai)斥(chi)程度的排(pai)斥(chi)土壤(rang)(rang)中(zhong)釋(shi)放(fang)的活性(xing)物(wu)質對液滴滲透時間沒(mei)有(you)(you)影響 減(jian)少，盡管他們(men)減(jian)少了 γLV。 然而，乙(yi)醇溶液 相同(tong)的 γLV 顯(xian)著降(jiang)低 DPT。 這表(biao)明(ming) 乙(yi)醇降(jiang)低 DPT 的作(zuo)用主要是(shi)由于 γSL 或(huo) γSV 作(zuo)為與有(you)(you)機物(wu)發生化(hua)學反應(ying)的結果(guo) 覆(fu)蓋在(zai)土壤(rang)(rang)顆粒上，而不僅僅是(shi)由于減(jian)少 在(zai)廣泛(fan)假設的 γLV 中(zhong)。

圖 4 水滴滲(shen)透時間 (DPT)，2:1 w : w 2 小時 用于 Desert-1 和 沿海 1 土壤。 誤差(cha)棒(bang)顯示(shi)重(zhong)復的標準偏差(cha) 滴。 小寫字母給出了兩側(ce) t 檢(jian)驗的結果。 不同字母表示(shi)均值在 P ? 0.01 顯著性(xing)水平。

我們的(de)(de)(de)結果與(yu)廣為接受的(de)(de)(de)邏輯范式相(xiang)矛盾，即 來自(zi)土(tu)壤(rang)的(de)(de)(de)表(biao)面活(huo)(huo)性(xing)物(wu)(wu)(wu)質將(jiang)有(you)助(zhu)于潤濕 排(pai)斥(chi)土(tu)壤(rang)。 因(yin)此(ci)拒絕檢(jian)驗的(de)(de)(de)假設。 需要(yao)注意的(de)(de)(de)是，在標準 WDPT 測試條件下(xia)， 與(yu)這里(li)采用(yong)的(de)(de)(de)提(ti)取(qu)方法相(xiang)比， 水滴體積(ji)與(yu)土(tu)壤(rang)表(biao)面積(ji)之比要(yao)小得多 表(biao)面活(huo)(huo)性(xing)物(wu)(wu)(wu)質的(de)(de)(de)溶解(jie)速(su)度(du)為 預計會(hui)更慢（由于沒有(you)主動(dong)搖(yao)晃(huang)）。 因(yin)此(ci)，這些實驗給出(chu)(chu)了最大的(de)(de)(de)可能性(xing) 釋放的(de)(de)(de)表(biao)面活(huo)(huo)性(xing)化合物(wu)(wu)(wu)對 DPT 的(de)(de)(de)影響，以及(ji) 然而，沒有(you)注意到任(ren)何影響。 因(yin)此(ci)可以得出(chu)(chu)結論(lun)，如果 化學(xue)控制排(pai)斥(chi)性(xing)土(tu)壤(rang)的(de)(de)(de)潤濕動(dong)力學(xue)， 理解(jie)化學(xue)取(qu)決于固體有(you)機物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)關鍵(jian) 物(wu)(wu)(wu)質相(xiang)而不是溶解(jie)的(de)(de)(de)有(you)機物(wu)(wu)(wu)，或(huo)者， 也許還有(you)其他尚未確定的(de)(de)(de)機制。

從(cong)此處提供的(de)(de)(de)數據可以明顯(xian)看出，并非所有(you)表面(mian)(mian)(mian) 活性(xing)(xing)材料在濕潤排(pai)斥土壤的(de)(de)(de)能力方(fang)面(mian)(mian)(mian)是相同(tong)的(de)(de)(de)， 盡管具(ju)有(you)相同(tong)的(de)(de)(de)表面(mian)(mian)(mian)張力（即土壤提取物與(yu) 乙醇溶(rong)液(ye)）。 之(zhi)前(qian)也有(you)類似的(de)(de)(de)結論 在一項(xiang)關于人工(gong)表面(mian)(mian)(mian)活性(xing)(xing)劑在穩定的(de)(de)(de)排(pai)斥性(xing)(xing)土壤中的(de)(de)(de)滲透研(yan)究中（Feng 等人，2002 年）。 在該研(yan)究中，聲稱 各(ge)種表面(mian)(mian)(mian)活性(xing)(xing)劑不同(tong)程度地被土壤吸(xi)附(fu)， 吸(xi)附(fu)導致滲透表面(mian)(mian)(mian)活性(xing)(xing)劑溶(rong)液(ye)的(de)(de)(de) γLV 增加(jia)，從(cong)而減少其對接(jie)觸(chu)角的(de)(de)(de)影響(xiang)。

對于(yu)五種測(ce)試土壤中(zhong)的(de)四(si)種，鹽(yan)中(zhong)的(de)無(wu)機(ji)鹽(yan) 溶液(ye)(ye)和(he)土壤提(ti)取物(wu)似乎(hu)有(you)助(zhu)于(yu)增(zeng)加 在(zai) DPT 中(zhong)與純水(shui)相(xiang)比（圖 3、4）。 鹽(yan)可以 通過離子(zi)-水(shui)相(xiang)互作用(yong)可能會(hui)影響液(ye)(ye)滴滲透時間，從而導(dao)致(zhi)附近水(shui)的(de)強(qiang)靜電排(pai)(pai)序(xu) 分子(zi)。 然而，我們發現兩者之間沒有(you)明顯的(de)關系(xi) DPT 和(he)溶液(ye)(ye)鹽(yan)含量的(de)增(zeng)加（表示為離子(zi) 圖 5 中(zhong)的(de)強(qiang)度）。 另一種可能性是鹽(yan)會(hui)影響 結合的(de)有(you)機(ji)物(wu)分子(zi)的(de)構(gou)型(xing)是 負(fu)責(ze)排(pai)(pai)斥，導(dao)致(zhi) DPT 增(zeng)加。 這些 推測(ce)需要進(jin)一步測(ce)試，目前(qian)正(zheng)在(zai)接受 調(diao)查。

圖5 液滴(di)穿透(tou)時間(jian)（DPT）的(de)差(cha)異 鹽溶液和水，與鹽的(de)離(li)子強(qiang)度(du) 解決方案。

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