為探究牛糞施肥對污染稻田水稻As吸收的影響,采用盆栽培養(yǎng)試驗研究了施加牛糞對土壤Fe和As的活性、水稻根表鐵膜形成及籽粒As含量的影響。實驗所用受高As礦山廢水污染土壤（As:92. 3 mg/kg）施加10%～30%的牛糞,土壤溶解性有機碳含量增加8. 41～24. 5 mg/kg,土壤孔隙水pH提高0. 14～0. 59,土壤氧化還原電位降低93. 5～174 m V,與背景土（As:18. 1 mg/kg）變化趨勢相同;施用牛糞還會活化土壤中的Fe和As,污染土壤Fe（II）、AO-Fe和HCl-As含量分別增加13. 5%～149%、35. 9%～90. 9%和70. 1%～181%,分別為背景土壤的0. 86～1. 66倍、1. 17～2. 15倍、4. 29～8. 91倍;施加牛糞能促進根表鐵膜的形成,拔節(jié)期污染土壤和背景土壤水稻根表Fe分別是其對照的1. 56～1. 96倍和2. 09～3. 07倍,根表吸附As含量是其對照的3. 04～5. 18、3. 82～4. 08倍,根表附著Fe隨牛糞的增加先增加后降低,至成熟期污染土壤水稻根表吸附Fe和As分別是背景土壤的1. ... 

【文章來源】：地球與環(huán)境. 2020,48(01)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

土壤Fe(II)和AO-Fe含量

施加牛糞會促使土壤HCl-As含量的改變，且對污染組土壤作用更明顯(圖2)。拔節(jié)期污染土壤B0的HCl-As含量為背景土壤A0的5.20倍，添加牛糞10%、20%、30%土壤HCl-As含量均增加顯著，污染組分別增加了9.45 mg/kg、15.6 mg/kg、14.1 mg/kg，背景組增量較低，分別為0.93 mg/kg、0.95 mg/kg、1.22 mg/kg。研究表明在富含有機質(zhì)的還原環(huán)境中，As化合物的溶解性增強，導致有效As的濃度提高[19];同時也說明污染土壤中外源As更容易受有機質(zhì)作用轉(zhuǎn)化為可利用態(tài)。至灌漿期，土壤HCl-As含量均顯著降低(P<0.01)，降低了86.5%～89.3%，污染組仍高于背景組;與不添加牛糞的土壤相比，添加牛糞污染組僅增加1.16～1.84mg/kg，背景組增加0.11～0.16 mg/kg，牛糞對土壤As的活化作用減弱。成熟期HCl-As含量相對趨于穩(wěn)定，污染組含量在1.32～3.70 mg/kg之間，背景組含量在0.31～0.49 mg/kg之間。牛糞對土壤As有效性的增強效果在拔節(jié)期最顯著。土壤HCl-As含量與AO-Fe含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.93,P<0.01)，說明牛糞改變土壤Fe形態(tài)的過程中間接改變著土壤As的有效性。2.3 牛糞對水稻根表鐵膜和吸附As的影響

牛糞影響水稻土壤As的可利用性及根表鐵膜的形成，進而間接影響水稻籽粒As含量。對于污染土壤，添加實驗用量的牛糞，水稻籽粒As含量平均增加109%，且隨牛糞增加呈先增加后降低的趨勢，與土壤HCl-As含量和根表吸附As含量具有相同的變化趨勢;而對于背景組土壤，添加實驗用量的牛糞，水稻籽粒As含量平均降低30.4%(圖3)。衛(wèi)生部發(fā)布的食品安全國家標準《食品中污染物限量》(GB 2762-2017)[25]對大米無機As的限量標準為0.20 mg/kg，文濤等[26]的研究表明無機As占總As的比例最低為50.0%，則在污染土壤中施加牛糞均會造成大米As含量超過食品安全標準。污染土壤組水稻籽粒As含量的增加與灌漿期土壤可利用態(tài)As含量的相對較高有關(guān)(圖2)，且牛糞的添加并未顯著增加灌漿期水稻根表DCB-Fe含量(表3);另外，添加牛糞組根表吸附As量較高，土壤B0水稻為25.9 mg/kg，添加牛糞后平均為46.5 mg/kg，根表As和Fe的物質(zhì)量比由B0的2.25×10-3增加至3.88×10-3。有研究表明根表鐵膜對As的富集量超過特定閾值后，鐵膜中的As可成為根系對As的吸收源[27]，且對土壤生物可利用As的攔截作用減弱，導致籽粒As含量升高;有研究也發(fā)現(xiàn)在高As和高有機質(zhì)的情況下，谷物中As積累量較高[9]。背景土壤組，添加牛糞后土壤HCl-As含量在灌漿期平均增加49.3%，而水稻根表DCB-Fe含量平均增加62.0%，根表As和Fe的物質(zhì)量比平均為8.70×10-4，比污染土壤組水稻根表As和Fe的物質(zhì)量比值低一個數(shù)量級，根表鐵膜攔截能力較強，背景土壤添加牛糞籽粒As含量降低�？傊芪廴靖逜s稻田應(yīng)當科學控制牛糞施用量，降低對稻米質(zhì)量的影響。3 結(jié)論

【參考文獻】：
期刊論文
[1]負載鐵生物炭對土壤-水稻系統(tǒng)As溶出特性與生物有效性的影響與機理解析[J]. 杜艷艷,王欣,謝偉城,彭渤,譚長銀,何香艷,王俠.  環(huán)境科學學報. 2017(08)
[2]長期施肥對棕壤鐵形態(tài)及其有效性的影響[J]. 劉侯俊,陳紅娜,王俊梅,周崇峻,劉小虎,楊勁峰,韓曉日.  植物營養(yǎng)與肥料學報. 2017(01)
[3]土壤微生物—腐殖質(zhì)—礦物間的胞外電子傳遞機制研究進展[J]. 吳云當,李芳柏,劉同旭.  土壤學報. 2016(02)
[4]浙江省畜禽有機肥重金屬及養(yǎng)分含量特征研究[J]. 覃麗霞,馬軍偉,孫萬春,王飛,陸宏,俞巧鋼,林輝,符建榮.  浙江農(nóng)業(yè)學報. 2015(04)
[5]稻米中總砷及無機砷含量的測定與分析[J]. 文濤,潘南萍,鐘樹良,余淑英.  糧食與食品工業(yè). 2014(05)
[6]溶解有機質(zhì)與鐵氧化物相互作用過程對重金屬再遷移的影響[J]. 張磊,宋柳霆,鄭曉笛,滕彥國,王金生.  生態(tài)學雜志. 2014(08)
[7]根表鐵膜對水稻鉛吸收轉(zhuǎn)運的影響[J]. 胡瑩,黃益宗,黃艷超,劉云霞.  生態(tài)毒理學報. 2014(01)
[8]不同生育期水稻根表鐵膜的形成及其對水稻吸收和轉(zhuǎn)運Cd的影響[J]. 胡瑩,黃益宗,黃艷超,劉云霞.  農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報. 2013(03)
[9]不同鐵形態(tài)對水稻根表鐵膜及鐵吸收的影響[J]. 傅友強,梁建平,于智衛(wèi),吳道銘,蔡昆爭,沈宏.  植物營養(yǎng)與肥料學報. 2011(05)
[10]長期不同施肥處理水稻土溶解性有機質(zhì)組分含量及其特性研究[J]. 陳武榮,劉勤,禹洪雙,王德建,曹志洪.  水土保持學報. 2010(06)

碩士論文
[1]土壤中重金屬砷、鎘、鉛、鉻、汞有效態(tài)浸提劑的研究[D]. 張傳琦.安徽農(nóng)業(yè)大學 2011



本文編號：3415636