為降低秸稈還田引起稻田系統(tǒng)甲基汞（MeHg）升高的風(fēng)險,采用盆栽試驗,研究了添加不同長度水稻秸稈（5 cm、2 cm、粉末）條件下,在水稻整個生長期內(nèi)土壤汞的甲基化以及水稻植株各組織中MeHg的含量變化特征.結(jié)果表明,添加秸稈能顯著促進稻田土壤汞的甲基化,并能提升稻米MeHg的富集.不同長度秸稈對土壤MeHg凈增長的影響時間不同,較長秸稈能長時間內(nèi)對土壤汞的甲基化產(chǎn)生促進作用,在水稻生長后期土壤MeHg含量持續(xù)偏高,致使晚熟期稻米中MeHg質(zhì)量濃度偏高;粉碎的秸稈在土壤中能快速降解,盡管在短時間內(nèi)能引起土壤MeHg含量升高,但在水稻生長后期土壤MeHg含量明顯下降,完熟期稻米中MeHg含量也遠低于其他兩種處理方式.因此,秸稈進行粉碎處理后再還田有利于降低稻米的MeHg富集風(fēng)險. 

【文章來源】：環(huán)境化學(xué). 2019,38(07)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

水稻生長各時期分布以及生長期氣溫變化圖Fig．1Growthperiodsofriceandcorrespondingtemperaturevariation水稻秸稈為國家紫色土基地內(nèi)上年度水稻種植收獲保存的秸稈(THg:3．66μg·kg－1;MeHg:

?另外，測定空白值相對樣品含量較小，僅為0．5%—6．2%，平行樣相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(ＲSD)＜8%(n=3)．2結(jié)果與討論(Ｒesultsanddiscussion)2．1土壤中Hg的變化特征由圖2a可知，在整個水稻生長周期，各處理土壤THg質(zhì)量濃度均呈現(xiàn)了一定程度的下降趨勢．然而，添加秸稈的盆栽中，THg濃度的降低程度要弱于CK組，主要因為秸稈加入后，有機質(zhì)能夠結(jié)合土壤中Hg［21－23］，一方面減弱了Hg向植物運輸?shù)哪芰Γ硪环矫嬉步档土讼蚱渌h(huán)境介質(zhì)的轉(zhuǎn)移(如向大氣的釋放)．圖2土壤中THg(a)和MeHg(b)含量變化Fig．2VariationofTHg(a)andMeHg(b)levelsinsoil從圖2b中可看出，添加秸稈后，水稻每個生長時期的土壤MeHg含量均高于對照，主要由于秸稈腐解過程中釋放的營養(yǎng)物質(zhì)促進了微生物的活性，導(dǎo)致土壤MeHg含量升高［11-13］．并且從該圖中還可看出，土壤中MeHg濃度變化不同于THg(圖2b)，其隨著秸稈在土壤中的降解時間出現(xiàn)了先升高后下降的趨勢．其中，添加粉末秸稈處理組土壤MeHg最先出現(xiàn)最大值，然后依次是2cm和5cm處理組．CK組雖沒添加秸稈，但在揚花期，也出現(xiàn)了較小的MeHg峰值，主要因為水稻生長過程中，釋放的根系分泌物促進了根際土壤中微生物的活性或增加了土壤可利用性Hg的含量，導(dǎo)致CK組中土壤MeHg含量升高［24］．但在水稻生長后期，不同處理組土壤中MeHg濃度均呈現(xiàn)了一定程度的下降，一方面可能由于隨著時間的推移，土壤中的秸稈礦化程度逐漸升高，可釋放有機質(zhì)降低，導(dǎo)致對甲基汞生成的促進作用有所降低，另外水稻進入生殖期后對營養(yǎng)物質(zhì)的需求也有所提升，導(dǎo)致土?

秸稈還田對稻田土壤中Hg甲基化的促進作用以及持續(xù)時間，如粉末狀秸稈還田能將土壤MeHg峰值出現(xiàn)時間提前．土壤中MeHg濃度與THg濃度的比值(MeHg/THg)通常被認(rèn)為是衡量土壤Hg甲基化能力的一個重要指標(biāo)［35］．不同處理組土壤Hg甲基化能力與土壤中MeHg的質(zhì)量濃度變化趨勢基本一致，由于土壤中THg的變化幅度較小(25%—33%)，MeHg/THg的變化趨勢主要受土壤中甲基汞濃度的變化影響，因此，影響土壤MeHg含量的因素在一定程度上影響著土壤Hg甲基化能力的變化．從圖3中可看出，在水稻生長前期(拔節(jié)期以前)，不同處理中土壤Hg的甲基化能力表現(xiàn)為粉末＞2cm＞5cm＞CK．原因可能是還田水稻秸稈的長度越小，與土壤接觸面積越多，腐解速率越快，在水稻生長前期釋放的營養(yǎng)物質(zhì)、DOM等越多，對土壤Hg甲基化的促進作用也越明顯．在水稻生長末期土壤中Hg的甲基化能力為:5cm＞2cm＞粉末＞CK，可歸因于秸稈的長度越長，腐解速率越慢，碳源、氮源的釋放時間也就越長，能夠長時間地為微生物提供養(yǎng)分［32-34］，所以在水稻生長末期，秸稈長度較長的處理組，土壤Hg的甲基化能力仍能保持較高的水平．圖3土壤中MeHg/THg的含量趨勢Fig．3VariationofMeHg/THginsoil2．2水稻植株各組織中MeHg的分布特征由水稻根部MeHg的質(zhì)量濃度分布圖(圖4)可知，添加秸稈處理組的水稻根部MeHg濃度均高于CK組，說明土壤中秸稈的添加能夠促使水稻根部MeHg的累積;且不同處理中水稻根部MeHg的動態(tài)變化特征與土壤中MeHg的變化有相似的趨勢，添加秸稈的長度同樣會影響根部MeHg最大濃度的出現(xiàn)時間．研究發(fā)現(xiàn)，植物根部對土壤中

【參考文獻】：
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