施锰对水稻镉吸收和积累的影响研究
摘要
稻米镉污染治理是我国急需解决的重大粮食安全问题。本文通过大田试验,研究了锰肥(硫酸锰、螯合锰、碳酸锰)对土壤理化性质及镉在土壤-水稻系统中迁移转运规律的影响,探讨利用锰肥及其与赤泥配施治理稻米镉污染的可行性,并分析锰肥对土壤理化性质、土壤酶活性的影响,探析其生态安全性及作用机理。主要研究结果如下:(1)在重度重金属复合污染土壤上,研究锰肥种类及其施肥方式对镉在土壤-水稻系统中迁移规律的影响。结果表明,锰肥能阻隔土壤中的Cd进入水稻,并使水稻根、茎、叶、谷壳、糙米中Cd含量均有降低趋势。其中三种锰肥效果大小关系为:硫酸锰>螯合锰>碳酸锰,三种施肥方式效果大小关系为:TMn+YMn>TMn>YMn>CK。与CK相比,经过土壤改良和叶面阻控后,糙米中的Cd的降低率达到9.72%44.04%之间,糙米中Mn含量增加了17.92%89.93%之间;水稻产量方面,与CK相比,三种锰肥对水稻产量均有一定的增产效果,其中以硫酸锰的土壤改良+叶面阻控效果最佳,使水稻增产了14.15%。结果表明,仅用锰肥作为改良剂来降镉,虽然对土壤中重金属进入水稻体内有一定的阻隔效果,但糙米中的Cd含量仍然在国家标准(0.2 mg·kg-1)以上。(2)选用大田试验效果最佳的硫酸锰和赤泥做配施试验,种植Y2优1号水稻品种,通过大田试验,研究重金属污染土壤在锰肥和赤泥配施处理后,对水稻成熟期根、茎、叶、谷壳、糙米五大部位Cd含量的变化影响。与CK相比,水稻各部位中Cd含量均有所下降,以糙米中Cd含量为例,赤泥和锰肥处理后,糙米中Cd的降低率为20.83%63.54%,分析其原因可能为:赤泥能够提高土壤的pH,降低了土壤中Cd的游离态,从而使得水稻吸收积累Cd得到减少;由于锰与镉之间存在极强的拮抗作用,土壤中锰含量的增加会导致镉的减少。与CK相比,水稻各部位Cd含量大小关系为:根>茎>叶>谷壳>糙米,从水稻各器官迁移转运率来看,其中茎—叶的转运率最大,达到60.42%65.34%,说明了Cd在向上运输的过程中,很大一部分是被输送到叶部中,其余的Cd则被运输到谷壳和糙米中。综上所述,赤泥和锰肥配施能够对土壤-水稻体系中Cd起到良好的阻隔作用。(3)为了研究三种锰肥处理后对农田土壤肥力状况影响,通过对土壤中pH、有机质、土壤酶等理化性质参数的测定。结果表明,三种锰肥对根际土壤pH有降低效果,降低幅度在0.91%23.23%之间;对根际土壤有机质含量,除硫酸锰处理外,碳酸锰和螯合锰处理均对土壤有机质有增加效果;对根际土壤脲酶活性、蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性均有增加效果,表现在生育期内表现为先升高再降低趋势。展开▼
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