楊笑宇 游少鴻 楊佳節(jié) 傅永臻 葉延超 羅相萍

摘要：通過(guò)試驗(yàn)，研究了在中度Cd污染偏酸性土壤中分不同實(shí)驗(yàn)處理下的修復(fù)效果以及水稻對(duì)Cd的富集效應(yīng)。結(jié)果表明：五種不同的修復(fù)措施都對(duì)土壤的理化性質(zhì)產(chǎn)生了一定的影響，其中pH值均升高，且最高可以達(dá)到2個(gè)以上的單位;且P4+Si的修復(fù)措施最佳，大大降低了Cd在土壤中的活性。相較對(duì)照組的作物稻米中Cd含量降低最大達(dá)到21.39%。

關(guān)鍵詞：土壤;鎘;低積累作物

中圖分類號(hào)：X833 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）05-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.05.070

Study on the effect of various effective states of Si on the growth of low accumulation rice under different levels of Cd Stress

Yang Xiaoyu，You Shaohong，Yang Jiajie，F(xiàn)u Yongzhen，Ye Yanchao，Luo Xiangping

（College of Environmental Science and Engineering of Guilin University of Technology，Guilin Guangxi 541006，China）

Abstract：Through experiments，the effects of different treatments on the remediation of moderate Cd Polluted acid soil and the enrichment of CD by rice were studied.The results showed that：five different remediation measures had a certain impact on the physical and chemical properties of soil，in which the pH value increased，and the highest can reach more than 2 units; and P4 + Si remediation measures were the best， greatly reducing the activity of Cd in the soil.Compared with the control group， the maximum reduction of Cd content in rice was 21.39%.

Key words：Soil;Cadmium;Low accumulation crops

由于廣西具有典型的喀斯特巖溶地貌，其巖石中母巖碳酸鹽巖在成土過(guò)程中發(fā)生淋溶，使得重金屬極易富集，便造成土壤中重金屬背景值偏高。水稻作為廣西的第一大糧食作物，也成了最易富集Cd的農(nóng)作物之一。與其他土地利用方式相比，水田土壤Cd超標(biāo)更容易帶來(lái)健康風(fēng)險(xiǎn)。目前，大多數(shù)學(xué)者都在圍繞單一植物或作物進(jìn)行富集性土壤實(shí)驗(yàn)，僅從植物的角度來(lái)研究土壤的修復(fù)方向效率有限，對(duì)于大規(guī)?；蛘吒逤d污染農(nóng)田的修復(fù)效果存在一定的局限性，因此研究出更高效更適應(yīng)于應(yīng)對(duì)大面積Cd污染農(nóng)田土壤的聯(lián)合修復(fù)手段成為亟須解決的問(wèn)題。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域背景

大田實(shí)驗(yàn)于2018年在廣西壯族自治區(qū)桂林市灌陽(yáng)縣文市鎮(zhèn)立口坪村選定的試驗(yàn)田進(jìn)行。該實(shí)驗(yàn)點(diǎn)位于該村莊水源附近，村莊住宅區(qū)附近有一關(guān)閉多年的洗礦廠，水源流經(jīng)此廠到試驗(yàn)田，存在一定污染情況且Cd污染問(wèn)題較突出，存在農(nóng)田輕中度Cd污染均勻分布的現(xiàn)象。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料

供試土壤為水稻田土壤，亞類為淹育型水稻土。成土母質(zhì)為多種（主要以花崗巖和砂頁(yè)巖為主）。廣西水稻土主要分布在江河沖積階地、平原和三角洲及盆地、山間谷地、濱海灘地等。根據(jù)土壤中水的補(bǔ)給和移動(dòng)的形式不同，主要分為淹育、潴育、潛育和咸酸4種水稻土。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)設(shè)計(jì)預(yù)先溫室內(nèi)進(jìn)行盆栽實(shí)驗(yàn)，種植水稻的器具為陶瓷盆，器具中土壤質(zhì)量為10kg/盆，一共16盆，采用直接播種水稻的方式進(jìn)行適時(shí)的施肥和澆灌，根據(jù)水稻生長(zhǎng)周期及時(shí)地進(jìn)行間苗與定苗，以保證水稻生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)保持一致。實(shí)驗(yàn)設(shè)4種處理：

（1）對(duì)照組CK：傳統(tǒng)施肥，選擇普通復(fù)合肥，后期噴施清水;

（2）P1處理：傳統(tǒng)施肥+基施硅肥，在插秧前3～5d翻土施加;

（3）P2處理：傳統(tǒng)施肥+葉面噴施硅肥，葉面肥于水稻孕穗期和抽穗期分別噴1次，劑量濃度為3.3g/L，以作物葉片正背面沾滿霧滴為宜，選擇下午4～5點(diǎn)鐘，晴天噴施;

（4）P3處理：傳統(tǒng)施肥+基施硅肥+葉面噴施硅肥，基施硅肥按（2）葉面肥按（4）的操作進(jìn)行，盆栽用土選用大田中Cd含量在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中風(fēng)險(xiǎn)值內(nèi)的土壤。

2 結(jié)果與數(shù)據(jù)

2.1 不同鈍化劑施用處理組對(duì)土壤pH的影響

通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得知，本試驗(yàn)中土壤pH值與土壤中的有效態(tài)Cd含量之間存在相關(guān)關(guān)系，pH值的變化是影響Cd在土壤中運(yùn)輸遷移的重要因素。

2.2 不同鈍化劑施用處理組對(duì)土壤中Cd的有效態(tài)含量的影響

基施硅肥、葉面硅肥的施用都能夠起到降低重金屬污染土壤有效態(tài)Cd含量的顯著作用。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，基施硅肥與葉面硅肥配施下有效態(tài)Cd含量的減少程度要明顯強(qiáng)于單一硅肥施用的效果，由此，我們可以認(rèn)為兩種硅肥的配施能夠更好地起到鈍化土壤中Cd的作用，能夠更有利于固定土壤中的Cd，從而有利于減少土壤Cd向水稻植株中的轉(zhuǎn)移。

2.3 不同施肥處理組對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響

當(dāng)基施硅肥的施用量為20kg/667m2時(shí)，相比對(duì)照組土壤速效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)的增幅為-25.4%、6.65%、48.3%;當(dāng)葉面硅肥的施用量為0.4kg/667m2時(shí)，相比對(duì)照組土壤速效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)的含量增幅為30.87%、28.77%、-44.2%;當(dāng)基施硅肥的施用量為10kg/667m2時(shí)，同時(shí)配飾硅肥的施用量為0.15kg/667m2時(shí)，相比對(duì)照組土壤速效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)的含量增幅為34.84%、23.13%、79.06%。

3 討論

本試驗(yàn)從硅肥、葉面硅肥以及前后者配施3個(gè)處理角度表明，鈍化劑的施用有效抑制了污染土壤中Cd的生物有效性以及水稻各個(gè)部位對(duì)Cd的累積，尤其是對(duì)地上部分的影響，對(duì)根到莖轉(zhuǎn)運(yùn)的抑制明顯，且對(duì)稻米中Cd累積的抑制明顯，這進(jìn)一步證實(shí)了低積累作物的自我解毒機(jī)制，即可以通過(guò)自身生理生化活動(dòng)來(lái)影響對(duì)Cd的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)，間接增強(qiáng)了作物本身對(duì)重金屬污染環(huán)境下的耐受生長(zhǎng)力，自我優(yōu)化了對(duì)重金屬的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)，保證了作物可食用部分的最低污染影響。

4 結(jié)論

（1）硅肥在Cd污染土壤-水稻種植體系中對(duì)Cd在土壤、水稻中的遷移和分配有著良好的阻控作用，并且多種硅肥配施的效果要優(yōu)于單施的效果;（2）綜合來(lái)看，兩種硅肥共同配施對(duì)土壤的優(yōu)化效果要更加偏向于積極的一面，在配施濃度增加時(shí)土壤中多種理化物質(zhì)含量同時(shí)增加的數(shù)據(jù)走向上來(lái)看，這也印證了這一方式的優(yōu)勢(shì)，重要的是通過(guò)測(cè)定來(lái)看，此處理背景下土壤中堿解氮含量沒(méi)有較大的變化，所以是可以值得推薦優(yōu)選的一種硅肥修復(fù)途徑;（3）對(duì)供試的Cd污染土壤施用5kg/667m2的基施硅肥聯(lián)合0.1kg/667m2的葉面硅肥，可以保證在該污染條件下的XX品種低積累水稻的稻米中Cd含量低于國(guó)家限量指標(biāo)（GB2762-2012），符合國(guó)家食用安全標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2020-03-27

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然基金項(xiàng)目（51868010）、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2018YFD0800704）、廣西自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2018GXNSFAA138202）

作者簡(jiǎn)介：楊笑宇（1994-），男，漢族，碩士，研究方向?yàn)橹亟饘傥廴拘迯?fù)。

通訊作者：游少鴻（1978-），男，漢族，博士，教授，研究方向?yàn)橹亟饘傥廴拘迯?fù)、水環(huán)境技術(shù)與裝備等。