蚯蚓粪对镉在土壤-水稻系统中迁移转化影响
发布时间：2020-12-24 02:43
为降低稻米中镉（Cd）含量,探究了牛粪源蚯蚓粪对水稻不同时期Cd吸收积累的影响。选取中性水稻土,采用盆栽试验,对牛粪源蚯蚓粪添加下水稻生长过程中土壤氧化还原电位（Eh）、pH和土壤Cd形态的变化规律及水稻重金属Cd积累量进行测定分析。结果表明:相较于对照（不添加蚯蚓粪）,施加蚯蚓粪使水稻土壤Eh显著降低,显著降低水稻分蘖期土壤pH值,进入抽穗扬花期后无显著影响;蚯蚓粪的添加改变了土壤Cd的赋存形态,在分蘖期除低添加量6.3 g C·kg-1土外均显著降低环境活性态Cd含量,且添加量越大降幅越大,在水稻抽穗扬花期仅高添加量41.3 g C·kg-1土有显著降低效果,在完熟期各处理组均显著降低其含量;施加蚯蚓粪能显著降低水稻糙米中Cd的含量,蚯蚓粪施用量6.3 g C·kg-1土下糙米Cd含量降低48.08%,施用量达16.3 g C·kg-1土时糙米Cd含量降至0.157 mg·kg-1,符合国家稻米Cd控制标准,继续增加施用量后糙米Cd含量无显著差异。对于水稻植株,蚯蚓粪在41...
【文章来源】：农业环境科学学报. 2020年08期 北大核心
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
不同生育期水稻各器官中Cd含量
从图1可以看出，淹水后，各试验组土壤Eh急剧下降，水稻分蘖期间CK、T1、T2、T3和T4处理组分别降低了71、154、164、142 mV和87 mV，至分蘖末期（水稻移栽后第28 d)T1～T4处理组Eh均低于-150mV，显著低于CK组，且各处理组间也存在显著差异。水稻分蘖期结束后，各处理组Eh相对稳定，而CK组呈持续下降趋势。与CK组相比水稻抽穗扬花期T1～T4处理组均显著降低土壤Eh，但在中高蚯蚓粪添加量T2～T4处理组间无显著差异。随着水稻的生长，各处理组Eh始终显著低于CK组，但组间差异性消失。总体来看，T1、T2、T3、T4处理组土壤Eh平均值分别为-192.7、-221.0、-224.5、-226.3 mV，均显著低于CK组，表明外源添加蚯蚓粪显著降低了土壤Eh，但各处理组间降低效果无显著差异。2.2 蚯蚓粪对水稻土壤Cd形态的影响
蚯蚓粪对水稻土壤Cd形态的影响如图2所示。在水稻完整生育期内，各试验组水稻土壤中Cd的存在形态均表现为可交换态>可还原态>可氧化态>残渣态。CK组可还原态和可氧化态Cd含量随着水稻生长均呈现下降趋势，降幅为71.4%和33.2%，可交换态呈先小幅下降后升高的变化趋势，总体增加了35.42%，残渣态Cd则增加了138.2%。T1～T4处理组可还原态Cd含量随水稻生长而下降，与CK组趋势相同。T1～T4处理组残渣态Cd含量在抽穗扬花期达到最高，随着水稻进入完熟期其含量有小幅度降低，总体与CK组相同呈上升趋势。可交换态Cd含量在T1处理组下降3.7%，远小于CK组；在T2～T4处理组分别上升了12.2%、28.2%和49.1%，其中T2处理组在抽穗扬花期可交换态Cd含量有小幅下降（7.03%）。T1～T4处理组可氧化态Cd含量随水稻生长而增加，这种变化趋势在T3处理组表现最为显著，其增幅达到了44.9%。蚯蚓粪在水稻不同生长期对水稻土壤Cd形态的作用效果不同。在水稻分蘖期，与CK组相比可交换态及可还原态Cd均表现出“低促高抑”，即T1处理土壤可交换态及可还原态Cd含量显著高于CK组，T2～T4处理组则显著低于CK组。T2～T4处理组可氧化态Cd含量较CK组均有降低，但T2～T4处理组间无显著差异。残渣态Cd含量各试验组间均无显著差异。在水稻抽穗扬花期，蚯蚓粪对水稻土壤可交换态及可还原态Cd的影响相似，即在低添加量下无显著影响，在高添加量（T4处理组）下显著降低其含量。T1～T4处理组可氧化态Cd含量与CK组相比均显著降低，但4个处理组间无显著差异。残渣态Cd含量仅在T4处理组下表现为显著增加，其余处理组均与CK组无显著差异。在水稻完熟期，蚯蚓粪对水稻土壤Cd形态影响效果显著。与CK组相比，T1～T4处理组可还原态及可氧化态Cd含量均显著升高（T2处理组下可氧化态Cd除外），可氧化态及残渣态Cd含量均显著降低。可交换态Cd含量在T1～T4处理组间无显著差异；可氧化态Cd含量在T1处理时增加效果最为明显，T2～T4处理组间无显著差异；与CK组相比，可还原态Cd含量随蚯蚓粪添加量的增加而显著升高；残渣态Cd含量的变化趋势与可还原态Cd相反，各处理组较CK组均显著降低，且添加量越小其降低效果越强。
【参考文献】：
期刊论文
[1]连续4 a施有机肥降低紫泥田镉活性与稻米镉含量[J]. 薛毅,尹泽润,盛浩,马颢榴,周清,宋达清,张杨珠. 环境科学. 2020(04)
[2]三种有机物料组成性质及其对土壤Cd形态与水稻Cd含量的影响[J]. 刘高云,柏宏成,叶碧莹,魏世强. 农业环境科学学报. 2019(08)
[3]施用生物有机肥对红壤水稻土中重金属及微生物量的影响[J]. 郭碧林,陈效民,景峰,杨之江,刘巍,罗遥,喻清鑫,徐艳玲,温馨,胡世民. 土壤通报. 2019(04)
[4]蚯蚓粪在农业生产中的应用研究进展[J]. 刘大伟,陈井生,王芳,张艳菊. 湖北农业科学. 2019(14)
[5]农田土壤镉污染现状与修复技术[J]. 彭炜东. 云南化工. 2019(03)
[6]改良剂连续施用对农田水稻Cd吸收的影响[J]. 冉洪珍,郭朝晖,肖细元,史磊,封文利. 中国环境科学. 2019(03)
[7]蚓粪及其生物炭农用对土壤-蔬菜系统中Cu/Zn阻控效应差异[J]. 徐慧婷,吕纪康,张炜文,杜文慧,傅巨阳,陈菲菲,王峰,朱维琴. 杭州师范大学学报(自然科学版). 2019(02)
[8]有机肥对水稻产量、品质及土壤特性的影响研究进展[J]. 王元元,李超,刘思超,杨晶,唐利忠,屠乃美,易镇邪. 中国稻米. 2019(01)
[9]无机-有机复配材料对Cd污染土壤的修复效应[J]. 纪艺凝,王农,徐应明,王润珑,孙约兵. 环境化学. 2017(11)
[10]玉米秸秆生物炭对稻田土壤砷、镉形态的影响[J]. 张燕,铁柏清,刘孝利,张淼,叶长城,彭鸥,许蒙. 环境科学学报. 2018(02)
博士论文
[1]有机物对土壤镉生物有效性的影响及机理[D]. 陕红.中国农业科学院 2009
硕士论文
[1]有机物料对水稻土铁形态及水稻镉吸收的影响[D]. 汪月.西南大学 2019
[2]不同水分管理模式对镉在水稻植株体内迁移与累积的影响[D]. 田桃.中南林业科技大学 2017
[3]外源水溶性有机物在土壤中的动态及其对重金属环境行为的影响[D]. 周璟.扬州大学 2012
[4]红壤性水稻土铁氧化物的分异特征与固碳机制[D]. 王莹.南京农业大学 2012
[5]连续施用有机肥对冬小麦和高粱吸收重金属的影响[D]. 张琴.贵州大学 2009
本文编号：2934821
【文章来源】：农业环境科学学报. 2020年08期 北大核心
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
不同生育期水稻各器官中Cd含量
从图1可以看出，淹水后，各试验组土壤Eh急剧下降，水稻分蘖期间CK、T1、T2、T3和T4处理组分别降低了71、154、164、142 mV和87 mV，至分蘖末期（水稻移栽后第28 d)T1～T4处理组Eh均低于-150mV，显著低于CK组，且各处理组间也存在显著差异。水稻分蘖期结束后，各处理组Eh相对稳定，而CK组呈持续下降趋势。与CK组相比水稻抽穗扬花期T1～T4处理组均显著降低土壤Eh，但在中高蚯蚓粪添加量T2～T4处理组间无显著差异。随着水稻的生长，各处理组Eh始终显著低于CK组，但组间差异性消失。总体来看，T1、T2、T3、T4处理组土壤Eh平均值分别为-192.7、-221.0、-224.5、-226.3 mV，均显著低于CK组，表明外源添加蚯蚓粪显著降低了土壤Eh，但各处理组间降低效果无显著差异。2.2 蚯蚓粪对水稻土壤Cd形态的影响
蚯蚓粪对水稻土壤Cd形态的影响如图2所示。在水稻完整生育期内，各试验组水稻土壤中Cd的存在形态均表现为可交换态>可还原态>可氧化态>残渣态。CK组可还原态和可氧化态Cd含量随着水稻生长均呈现下降趋势，降幅为71.4%和33.2%，可交换态呈先小幅下降后升高的变化趋势，总体增加了35.42%，残渣态Cd则增加了138.2%。T1～T4处理组可还原态Cd含量随水稻生长而下降，与CK组趋势相同。T1～T4处理组残渣态Cd含量在抽穗扬花期达到最高，随着水稻进入完熟期其含量有小幅度降低，总体与CK组相同呈上升趋势。可交换态Cd含量在T1处理组下降3.7%，远小于CK组；在T2～T4处理组分别上升了12.2%、28.2%和49.1%，其中T2处理组在抽穗扬花期可交换态Cd含量有小幅下降（7.03%）。T1～T4处理组可氧化态Cd含量随水稻生长而增加，这种变化趋势在T3处理组表现最为显著，其增幅达到了44.9%。蚯蚓粪在水稻不同生长期对水稻土壤Cd形态的作用效果不同。在水稻分蘖期，与CK组相比可交换态及可还原态Cd均表现出“低促高抑”，即T1处理土壤可交换态及可还原态Cd含量显著高于CK组，T2～T4处理组则显著低于CK组。T2～T4处理组可氧化态Cd含量较CK组均有降低，但T2～T4处理组间无显著差异。残渣态Cd含量各试验组间均无显著差异。在水稻抽穗扬花期，蚯蚓粪对水稻土壤可交换态及可还原态Cd的影响相似，即在低添加量下无显著影响，在高添加量（T4处理组）下显著降低其含量。T1～T4处理组可氧化态Cd含量与CK组相比均显著降低，但4个处理组间无显著差异。残渣态Cd含量仅在T4处理组下表现为显著增加，其余处理组均与CK组无显著差异。在水稻完熟期，蚯蚓粪对水稻土壤Cd形态影响效果显著。与CK组相比，T1～T4处理组可还原态及可氧化态Cd含量均显著升高（T2处理组下可氧化态Cd除外），可氧化态及残渣态Cd含量均显著降低。可交换态Cd含量在T1～T4处理组间无显著差异；可氧化态Cd含量在T1处理时增加效果最为明显，T2～T4处理组间无显著差异；与CK组相比，可还原态Cd含量随蚯蚓粪添加量的增加而显著升高；残渣态Cd含量的变化趋势与可还原态Cd相反，各处理组较CK组均显著降低，且添加量越小其降低效果越强。
【参考文献】：
期刊论文
[1]连续4 a施有机肥降低紫泥田镉活性与稻米镉含量[J]. 薛毅,尹泽润,盛浩,马颢榴,周清,宋达清,张杨珠. 环境科学. 2020(04)
[2]三种有机物料组成性质及其对土壤Cd形态与水稻Cd含量的影响[J]. 刘高云,柏宏成,叶碧莹,魏世强. 农业环境科学学报. 2019(08)
[3]施用生物有机肥对红壤水稻土中重金属及微生物量的影响[J]. 郭碧林,陈效民,景峰,杨之江,刘巍,罗遥,喻清鑫,徐艳玲,温馨,胡世民. 土壤通报. 2019(04)
[4]蚯蚓粪在农业生产中的应用研究进展[J]. 刘大伟,陈井生,王芳,张艳菊. 湖北农业科学. 2019(14)
[5]农田土壤镉污染现状与修复技术[J]. 彭炜东. 云南化工. 2019(03)
[6]改良剂连续施用对农田水稻Cd吸收的影响[J]. 冉洪珍,郭朝晖,肖细元,史磊,封文利. 中国环境科学. 2019(03)
[7]蚓粪及其生物炭农用对土壤-蔬菜系统中Cu/Zn阻控效应差异[J]. 徐慧婷,吕纪康,张炜文,杜文慧,傅巨阳,陈菲菲,王峰,朱维琴. 杭州师范大学学报(自然科学版). 2019(02)
[8]有机肥对水稻产量、品质及土壤特性的影响研究进展[J]. 王元元,李超,刘思超,杨晶,唐利忠,屠乃美,易镇邪. 中国稻米. 2019(01)
[9]无机-有机复配材料对Cd污染土壤的修复效应[J]. 纪艺凝,王农,徐应明,王润珑,孙约兵. 环境化学. 2017(11)
[10]玉米秸秆生物炭对稻田土壤砷、镉形态的影响[J]. 张燕,铁柏清,刘孝利,张淼,叶长城,彭鸥,许蒙. 环境科学学报. 2018(02)
博士论文
[1]有机物对土壤镉生物有效性的影响及机理[D]. 陕红.中国农业科学院 2009
硕士论文
[1]有机物料对水稻土铁形态及水稻镉吸收的影响[D]. 汪月.西南大学 2019
[2]不同水分管理模式对镉在水稻植株体内迁移与累积的影响[D]. 田桃.中南林业科技大学 2017
[3]外源水溶性有机物在土壤中的动态及其对重金属环境行为的影响[D]. 周璟.扬州大学 2012
[4]红壤性水稻土铁氧化物的分异特征与固碳机制[D]. 王莹.南京农业大学 2012
[5]连续施用有机肥对冬小麦和高粱吸收重金属的影响[D]. 张琴.贵州大学 2009
本文编号：2934821
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