不同氮肥处理对水稻吸收累积汞的影响及其机制研究

发布时间：2020-06-06 23:30

【摘要】：汞(Mercury,Hg)作为一种有毒有害的人体非必需元素,自20世纪以来就备受人们关注。2014年《土壤重金属污染公报》显示我国土壤汞污染十分严重,誉有“中国汞都”的贵州万山汞矿在其开采与冶炼活动过程产生大量的废水、废渣及废气,已经对农田生态系统造成严重的破坏。汞矿区稻田土壤汞尤其甲基汞污染问题突出,食用汞污染稻米已成汞矿区居民甲基汞暴露的主要途径,积极探索汞污染土壤的治理方法迫在眉睫。氮素作为水稻生长过程中十分重要的影响因子,不仅与水稻的产量有关,同时对水稻吸收累积重金属离子也有一定的影响,又是农民使用改良土壤性状的常用农艺措施。因此,积极探索不同种类氮肥施用后对水稻吸收累积汞尤其甲基汞的影响研究,对寻求汞矿区稻田土壤汞污染的调控方法,具有重要的理论依据和现实意义。本论文依据上述研究背景,选择万山五坑(WK)汞矿区汞污染土壤开展露天盆栽试验,设置10种处理组:空白对照(CK)、全尿素肥以低、正常、高施用量按生长期3次添加(CNL、CNM、CNH)、全尿素作基肥、分蘖肥、穗粒肥1次性添加(CN1、CN2、CN3)、尿素+硝酸钙+硫酸铵按生长期3次添加、作分蘖肥、穗粒肥1次性添加(CNN3、NN2、NN3),探究氮肥的不同用量、不同时期及不同种类对水稻吸收累积汞的影响研究。结合露天实验结果开展模拟实验,设置4种处理组:全尿素、尿素+硝酸钙、尿素+硫酸铵、尿素+硝酸钙+硫酸铵作穗粒肥1次性添加(NS、NO、NH、NOH),探究不同氮肥处理下土壤中理化性质及其形态汞的动态变化特征,共同解析不同氮肥处理下水稻吸收累积汞的机制研究,得到以下结论:(1)不同氮肥处理对水稻生物量的研究结果显示:相对于空白处理CK,添加氮肥能够促进水稻生物量的生长。在高生物量组中,混合施用氮肥处理组其结实率更高,NN2、NN3、CNN3处理的结实率分别较CNM增加2%、3%及9%。表明三种氮肥混施对水稻生物量的促进作用较单一种类施肥更好。(2)不同氮肥处理对水稻总汞含量的研究结果显示:在低生物量处理中,高施肥量处理(CNH)的稻米总汞含量最高,较CK增长了40%。在高生物量组中,与常规施肥(CNM)相比,CN1、NN2、NN3、CNN3处理均能降低水稻对汞的吸收累积,但对水稻各部位的降低效果不同,CNN3处理下水稻叶中总汞含量较CNM降低39%,NN3处理下稻米中总汞含量较CNM降低了49%。(3)不同氮肥处理对水稻甲基汞的研究结果显示:在低生物量处理组中,CN2处理下的稻米甲基汞浓度较空白处理CK升高105%。在高生物量组中,与常规施肥(CNM)相比,在分蘖期进行氮肥添加的NN2处理各部位甲基汞含量均显著升高,而在穗粒期进行氮肥添加的NN3处理下稻米中甲基汞含量降低32%。同时发现甲基汞表现趋势与总汞不同。(4)模拟试验结果显示:施入氮肥后对土壤理化性质产生影响,EC值的趋势表现为NOHNHNONS,pH值的趋势表现为NSNONHNOH。同时,土壤形态汞中富里酸态汞含量表现为NOHNHNONS;胡敏酸态汞含量表现为NOHNONSNH;强络合态汞含量表现为NONSNOHNH;硫化物态汞含量表现为NSNHNONOH。综上所述,三种氮肥(尿素+硝酸钙+硫酸铵)混合在穗粒期(NN3)进行施用时不仅能够最大程度地促进水稻生物量及结实率的增长,同时该处理下水稻吸收累积汞含量最低,这种施肥方式可考虑作为降低汞矿区农田污染的最适氮肥施用农艺措施。模拟实验表明(尿素+硝酸钙+硫酸铵)混合在穗粒期(NOH)能够改变土壤的理化性质,控制EC和pH在一定范围内影响了汞的迁移转化,表现为土壤中易被转移吸收的富里酸态和胡敏酸态汞含量减少而易被固定的强络合态和硫化物态汞含量增多,可能减少水稻对土壤中汞的吸收累积。
【图文】：

概况,氮肥,干燥处,动植物残体

图 2-1-1 研究区域概况图Fig 2-1-1 Overview map of research area 试验设计及样品采集.1 实验材料）氮肥购置本试验使用尿素、硫酸铵肥和硝酸钙肥，三种氮肥中总氮含量分别为、11%。）供试土壤供试土壤来自万山汞矿区五坑（WK）受大规模炼汞影响后 Hg 严重污染。采集 0-20 cm 的表层土壤，剔除土样中沙石和动植物残体后，平铺于上于野外阴凉干燥处自然风干 3-4 天，压碎后过筛（10 目），，再分别装
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X503.231;S511

【参考文献】