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湖南师范大学自然科学学报2024年第01期:钝化剂对湘中稻田土壤Cd有效性及水稻Cd积累的影响

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作者:杨佳;曹雪莹;谭长银;蔡润众;程学宇;刘路路;黄硕霈;

单位:湖南师范大学地理科学学院;长沙学院乡村振兴研究院;

摘要:为了揭示不同钝化剂对湘中地区不同程度Cd污染土壤Cd有效性及水稻Cd积累的影响,筛选出适合湘中地区中轻度Cd污染农田安全利用的钝化材料,采用盆栽和大田两种试验方式,分别研究了巯基化海泡石(SGP)、海泡石复合材料(ISS)、铁改性木本泥炭(IMP)和生物有机肥(OF)4种钝化材料对中度和轻度Cd污染土壤pH值、土壤有机质、土壤Cd形态、土壤有效态Cd含量以及不同时期水稻各部位Cd含量的影响。研究结果表明:1)在盆栽试验中:与CK相比,施用钝化剂的处理,在水稻分蘖期、灌浆期与成熟期,土壤有效态Cd含量分别降低1.59%~25.40%,3.57%~26.79%和15.67%~37.32%;与CK相比,水稻成熟期弱酸提取态Cd含量降低了4.29%~7.27%,可氧化态Cd含量提高了6.86%~11.00%;水稻根系、茎和稻壳中Cd含量分别降低26.45%~44.34%,35.79%~59.01%和21.24%~45.36%;2)在大田试验中:与CK相比,在水稻分蘖期与灌浆期,ISS和OF处理土壤pH值提高了约0.3个pH单位;水稻灌浆期与成熟期土壤有效态Cd含量分别降低15.11%~35.95%和27.19%~49.24%;水稻根系、茎叶和糙米中Cd含量分别降低61.29%~84.86%,41.00%~84.42%和26.47%~85.29%;水稻根—茎、茎—壳转运系数分别为0.18~0.31和0.32~1.11。研究结果表明,施用SGP、IMP和ISS处理均可显著降低中轻度Cd污染土壤的有效态Cd含量,影响水稻各部位对Cd的转运吸收,从而降低植株对土壤Cd的吸收和积累,使Cd在叶片中富集而减少在稻米中的积累。ISS处理可显著提高土壤pH值。

关键词:复合材料;;Cd;;水稻;;有效性;;吸收转运;;赋存形态

基金资助:国家自然科学基金青年基金项目(42107018);; 湖南省科技厅创新型省份建设专项经费资助项目(2020NK2001);; 湖南省自然科学基金青年基金项目(2021JJ40630)