不同土壤pH对红壤稻田镉形态及水稻镉积累影响.doc

不同土壤pH对红壤稻田镉形态及水稻镉积累影响 　　摘要通过盆栽试验，研究不同土壤pH （ pH 为 4.0，5.0，6.0，7.0和8.0 ） 对红壤稻田土壤Cd形态及水稻根、秸秆、稻壳和糙米Cd累积的影响.结果表明：（1）随着土壤pH的升高，土壤弱酸提取态Cd含量逐渐降低，由 584%降低到28.7%.土壤残渣态Cd含量逐渐上升，由 12.3%上升到35.5%.（2）调节土壤pH后，土壤Cd有效态含量随土壤pH的升高显著降低，与土壤pH 4.0的处理相比，土壤pH 8.0处理的有效态Cd含量下降了62.1%.（3）水稻不同部位Cd含量随土壤pH的升高呈下降趋势，与土壤pH 4.0的处理相比，土壤pH 6.0的水稻根、秸秆、稻壳分别下降了77.9%，66.5%和54.8%.试验条件下，综合考虑土壤pH、水稻籽粒重量及水稻不同部位Cd含量，南方红壤稻田土壤pH的调节参考值为6.0.研究结果可为我国南方Cd污染酸性土壤的修复和水稻安全生产提供参考依据. 关键词红壤稻田；盆栽试验；土壤酸碱性；镉 中图分类号X53文献标识码A文章编2017 随着工业的发展以及农业生产现代化水平的提高，高强度的人类活动，如工业“三废”的大量排放、化肥和农药的不合理使用，造成土壤重金属污染，尤其是Cd污染日益严重[13].土壤重金属全量是评价重金属污染环境效应的重要指标，但由于重金属在不同土壤条件下的生物有效性不同，这一评价指标存在一定的局限性 [46].重金属在土壤中的赋存形态及各形态所占比例是决定土壤重金属生物有效性的关键.土壤理化性质的变化是影响土壤重金属形态变化的重要因素.在影响重金属赋存形态的众多土壤理化性质中，土壤pH是重要的影响因素之一[79]，关于土壤pH对重金属形态影响已有相关研究，杨忠芳[10]等关于土壤pH值的变化对Cd赋存形态影响的研究表明，土壤Cd的不同形态含量随pH的变化而变化，其中碳酸盐结合态和铁锰氧化态Cd含量随土壤pH升高而增加，有机结合态Cd含量随土壤pH升高而增加，但后者变化幅度不大；此外，关于酸性土壤施加调理剂调节土壤pH的研究也有不少，但对调理剂施加量和施加方式没有统一的规范和要求，也没有一个可供参考的土壤pH调节的目标值[1113].本研究通过人为调节南方红壤稻田土壤pH，老化，稳定后种植水稻，分析不同土壤pH对土壤Cd形态及水稻各部位Cd含量的影响，以期找出适合南方Cd污染稻田土壤pH调节的目标值，为我国南方Cd污染酸性土壤的修复和水稻安全生产提供参考依据. 1材料与方法 1.1供试土壤 供试土壤采自湖南省湘潭市湘潭县梅林镇飞龙村（27°44′4.2″～27°44′9.6″N，112°56′18.8″～112°57′4.0″E），海拔50米左右.成土母质为第四纪红色黏土，土壤类型为水耕人为土.耕作制度为一年两熟，冬季农田休耕.采集表层土壤（0～20 cm），风干过10目（1.98 mm）尼龙筛，混合均匀，供盆栽试验用.供试土壤主要性质见表1. 1.2试验设计 称取供试土壤装于塑料盆中，每盆4.50 kg. 分别加入分析纯FeSO47H2O和CaO使上述土壤的pH值调节至4.0，5.0，6.0，7.0和8.0共5个梯度，每个梯度设9个重复，共45盆.土壤稳定时间约为3个月，期间不定期监测pH值，根据每次pH测定结果，计算FeSO47H2O和CaO添加量；2个月后，所有处理土壤pH值变化较小，趋于稳定，继续老化一个月.pH调节期间，土壤保持湿润，未淹水.水稻播种前施入基肥（尿素、磷酸二氢钾，施用量分别为每盆4.50 g和3.00 g）.播种时各处理土壤 pH 值见表2，每一水稻品种土壤pH呈现显著差异（p 　　本研究检测过程所用试剂均为优级纯，重金属含量用原子吸收分光光度计（PinAAcle 900T）测定. 试验数据采用Excel 2007与SPSS 19.0等软件进行处理. 2结果与分析 2.1水稻生长过程中土壤pH的变化 表3是水稻不同生长期土壤pH测定结果，从结果可以看出，在水稻的生长过程中，土壤pH值在不断变化.分蘖期，3个水稻品种不同pH处理均呈现显著差异（p0.05），且抽穗期至收获期土壤pH变化不大.土壤pH 4.0的处理到水稻抽穗期土壤pH上升到51左右，上升了约1.1个pH单位.土壤pH 5.0的处理到水稻抽穗期上升到5.7左右，上升了约0.7个pH单位.土壤pH为6.0的处理在水稻生长过程中pH无明显变化.而土壤pH值为7.0和8.0的处理到水稻收获时土壤pH分别下降了0.5和1.0个pH单位.这说明南方红壤稻田具有较强的缓冲性. 2.2.1调节土壤pH对Cd形态的影响通过土