施硅时期对轻度污染土壤中水稻累积砷的影响
发布时间：2021-10-11 00:27
采用生物模拟试验,以轻度砷污染土壤为主要对象,研究了不同时期施硅[移栽前基施（Bf）、分别在分蘖期（Ts）、拔节期（Js）、扬花期（Fs）追施]对水稻中砷累积的影响。结果表明:与不施硅CK相比,不同时期施硅水稻秸秆和籽粒的生物量均呈增加的趋势,其中拔节期追施硅显著增加了水稻秸秆和籽粒的生物量（P<0.05）,增幅分别为42.9%和103.3%;同样,与不施硅CK相比,4个施硅时期均显著降低了水稻秸秆和籽粒的砷含量（P<0.05）,其中扬花期追施硅水稻秸秆和糙米中砷含量最低,显著低于对照52.6%和67.5%,其次为拔节期;此外,拔节期和扬花期施硅土壤溶液中硅/砷摩尔比处于较高水平约300:1～1 400:1,较高的硅砷比抑制了水稻对砷的吸收和累积。综合考虑,在轻度砷污染土中,推荐在拔节期或扬花期追施100 mg SiO2/kg较为适宜。
【文章来源】：河北农业大学学报. 2020,43(04)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
施硅时期对水稻籽粒(A)和秸秆(B)生物量的影响
土壤溶液中硅和砷浓度直接关系着水稻根系对二者的吸收，因此，本研究监测了水稻整个生育期，施硅时期对土壤溶液硅、砷浓度动态变化的影响（图2、图3）。由土壤溶液中硅浓度的动态变化可知（图2），土壤溶液中硅浓度的动态变化大致呈现出先降低后升高又降低的趋势，但是无论对照还是施硅处理，在移栽后第16、33、58天土壤溶液中硅浓度变化不明显。这里值得一提的是，水稻移栽后，拔节期（Js）和扬花期（Fs）两个施硅处理的土壤溶液中硅浓度在第44天时达到最大值，分别为60 mg/L和40 mg/L，显著高于对照和其他处理，并且土壤溶液中较高浓度硅的存在势必会促进水稻的生长和发育，在一定程度上降低水稻对砷的吸收和累积。由水稻施硅不同时期对土壤溶液砷浓度的动态变化影响（图3）可知，4个施硅时期处理中土壤溶液中砷含量变化趋势基本一致，均呈现先降低后趋于平稳至砷浓度小于0.07 mg/L。不施硅的对照，在水稻移栽初期（0～8 d）土壤溶液中砷的浓度维持在较高水平（0.20～0.35 mg/L），随着移栽时间的继续延长，土壤溶液中砷浓度呈直线下降趋势，第16天后趋于稳定（0.03～0.05 mg/L）；基施硅肥（Bf）处理，土壤溶液砷浓度的变化趋势与对照相似，移栽初期砷浓度范围0.25～0.33 mg/L，而后土壤溶液中砷含量逐渐下降，与对照相比，在第16～33天之间，均高于对照，33 d之后与对照的平稳趋势基本一致；同样分蘖期（Ts）施硅处理在水稻移栽初期土壤溶液砷浓度与基施硅肥（Bf）处理基本一致，之后短暂出现降低后迅速升高，在第33天时达到0.17 mg/L，表明在分蘖期（Ts）追施硅后，硅将土壤固相的砷解吸下来进入土壤溶液，使土壤溶液中砷浓度迅速升高。由于水稻对硅、砷的吸收以及硅对土壤固相砷的解吸使硅、砷在土壤溶液中存在平衡，因而随着水稻移栽时间的延长，土壤溶液中的砷浓度逐渐下降呈现平稳趋势；但是，水稻移栽初期，拔节期（Js）和扬花期（Fs）施硅处理土壤溶液中砷浓度处于较低的水平（0.09～0.17 mg/L），在移栽第16天后趋于平稳，维持在0.02～0.05 mg/L。由此可见，整个生育期内，拔节期（Js）和扬花期（Fs）施硅处理土壤溶液中砷浓度保持在较低水平的时间最长，这与两个处理在水稻生长期出现较高的硅浓度有关，并且这也势必会影响水稻植株对砷的累积。
由水稻施硅不同时期对土壤溶液砷浓度的动态变化影响（图3）可知，4个施硅时期处理中土壤溶液中砷含量变化趋势基本一致，均呈现先降低后趋于平稳至砷浓度小于0.07 mg/L。不施硅的对照，在水稻移栽初期（0～8 d）土壤溶液中砷的浓度维持在较高水平（0.20～0.35 mg/L），随着移栽时间的继续延长，土壤溶液中砷浓度呈直线下降趋势，第16天后趋于稳定（0.03～0.05 mg/L）；基施硅肥（Bf）处理，土壤溶液砷浓度的变化趋势与对照相似，移栽初期砷浓度范围0.25～0.33 mg/L，而后土壤溶液中砷含量逐渐下降，与对照相比，在第16～33天之间，均高于对照，33 d之后与对照的平稳趋势基本一致；同样分蘖期（Ts）施硅处理在水稻移栽初期土壤溶液砷浓度与基施硅肥（Bf）处理基本一致，之后短暂出现降低后迅速升高，在第33天时达到0.17 mg/L，表明在分蘖期（Ts）追施硅后，硅将土壤固相的砷解吸下来进入土壤溶液，使土壤溶液中砷浓度迅速升高。由于水稻对硅、砷的吸收以及硅对土壤固相砷的解吸使硅、砷在土壤溶液中存在平衡，因而随着水稻移栽时间的延长，土壤溶液中的砷浓度逐渐下降呈现平稳趋势；但是，水稻移栽初期，拔节期（Js）和扬花期（Fs）施硅处理土壤溶液中砷浓度处于较低的水平（0.09～0.17 mg/L），在移栽第16天后趋于平稳，维持在0.02～0.05 mg/L。由此可见，整个生育期内，拔节期（Js）和扬花期（Fs）施硅处理土壤溶液中砷浓度保持在较低水平的时间最长，这与两个处理在水稻生长期出现较高的硅浓度有关，并且这也势必会影响水稻植株对砷的累积。结合以上水稻不同施硅时期土壤溶液中硅、砷浓度的动态变化，本研究计算了土壤溶液中Si/As摩尔比，由其动态变化表明（表1),4个施硅时期处理的土壤溶液中Si/As均呈现升高趋势，在第44天达到最大值，其中基施硅肥（Bf）和分蘖期（Ts）两种处理施硅大约在100:1～450:1，然而拔节期（Js）和扬花期（Fs）两种施硅时期Si/As竟然高达300:1～1 400:1。总之，拔节期（Js）和扬花期（Fs）施硅的水稻在整个生育期Si/As一直处于较高水平。
【参考文献】：
期刊论文
[1]半壁山金矿矿业活动区砷赋存的矿物特征及其对农田土壤砷累积的影响[J]. 温其谦,阎秀兰,申俊峰,李鸣凤. 环境科学. 2019(11)
[2]硅调控土壤—水稻中砷环境行为的研究进展[J]. 刘文菊. 河北农业大学学报. 2019(03)
[3]硅酸盐菌剂对污染土壤中砷、硅活性的影响效应研究[J]. 郑坤,耿丽平,赵全利,张敏,马宝学,廖博文,刘文菊. 水土保持学报. 2015(05)
[4]生长介质中硅/砷比对水稻吸收和转运砷的影响[J]. 孙宇,薛培英,陈苗,郑坤,王洋,刘文菊. 水土保持学报. 2015(04)
[5]不同水分条件下外源菌剂对污染水稻土中硅、砷有效性的影响[J]. 郑坤,赵全利,耿丽平,孙宇,卞凯,刘文菊. 水土保持学报. 2015(03)
[6]施硅期对砷污染土中水稻体内磷砷含量与分布的影响[J]. 李仁英,李苏霞,谢晓金,徐向华,沈孝辉,王荐,张婍,李君. 生态环境学报. 2015(06)
[7]水稻砷的吸收机理及阻控对策[J]. 赵方杰. 植物生理学报. 2014(05)
[8]外源硅和有机质对水稻土溶液中砷形态变化的影响[J]. 王钊,杨阳,崔江慧,陈正,刘文菊. 水土保持学报. 2013(02)
[9]不同时期施硅对超级稻产量和硅素吸收、利用效率的影响[J]. 龚金龙,胡雅杰,龙厚元,常勇,葛梦婕,高辉,刘艳阳,张洪程,戴其根,霍中洋,许轲,魏海燕,李德剑,沙安勤,周有炎,罗学超. 中国农业科学. 2012(08)
[10]水稻硅营养与硅肥应用效果研究进展[J]. 高玉凤,焦峰,沈巧梅. 中国农学通报. 2009(16)
博士论文
[1]土壤中镉、砷生物有效性影响因素及评价方法研究[D]. 代允超.西北农林科技大学 2018
本文编号：3429439
【文章来源】：河北农业大学学报. 2020,43(04)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
施硅时期对水稻籽粒(A)和秸秆(B)生物量的影响
土壤溶液中硅和砷浓度直接关系着水稻根系对二者的吸收，因此，本研究监测了水稻整个生育期，施硅时期对土壤溶液硅、砷浓度动态变化的影响（图2、图3）。由土壤溶液中硅浓度的动态变化可知（图2），土壤溶液中硅浓度的动态变化大致呈现出先降低后升高又降低的趋势，但是无论对照还是施硅处理，在移栽后第16、33、58天土壤溶液中硅浓度变化不明显。这里值得一提的是，水稻移栽后，拔节期（Js）和扬花期（Fs）两个施硅处理的土壤溶液中硅浓度在第44天时达到最大值，分别为60 mg/L和40 mg/L，显著高于对照和其他处理，并且土壤溶液中较高浓度硅的存在势必会促进水稻的生长和发育，在一定程度上降低水稻对砷的吸收和累积。由水稻施硅不同时期对土壤溶液砷浓度的动态变化影响（图3）可知，4个施硅时期处理中土壤溶液中砷含量变化趋势基本一致，均呈现先降低后趋于平稳至砷浓度小于0.07 mg/L。不施硅的对照，在水稻移栽初期（0～8 d）土壤溶液中砷的浓度维持在较高水平（0.20～0.35 mg/L），随着移栽时间的继续延长，土壤溶液中砷浓度呈直线下降趋势，第16天后趋于稳定（0.03～0.05 mg/L）；基施硅肥（Bf）处理，土壤溶液砷浓度的变化趋势与对照相似，移栽初期砷浓度范围0.25～0.33 mg/L，而后土壤溶液中砷含量逐渐下降，与对照相比，在第16～33天之间，均高于对照，33 d之后与对照的平稳趋势基本一致；同样分蘖期（Ts）施硅处理在水稻移栽初期土壤溶液砷浓度与基施硅肥（Bf）处理基本一致，之后短暂出现降低后迅速升高，在第33天时达到0.17 mg/L，表明在分蘖期（Ts）追施硅后，硅将土壤固相的砷解吸下来进入土壤溶液，使土壤溶液中砷浓度迅速升高。由于水稻对硅、砷的吸收以及硅对土壤固相砷的解吸使硅、砷在土壤溶液中存在平衡，因而随着水稻移栽时间的延长，土壤溶液中的砷浓度逐渐下降呈现平稳趋势；但是，水稻移栽初期，拔节期（Js）和扬花期（Fs）施硅处理土壤溶液中砷浓度处于较低的水平（0.09～0.17 mg/L），在移栽第16天后趋于平稳，维持在0.02～0.05 mg/L。由此可见，整个生育期内，拔节期（Js）和扬花期（Fs）施硅处理土壤溶液中砷浓度保持在较低水平的时间最长，这与两个处理在水稻生长期出现较高的硅浓度有关，并且这也势必会影响水稻植株对砷的累积。
由水稻施硅不同时期对土壤溶液砷浓度的动态变化影响（图3）可知，4个施硅时期处理中土壤溶液中砷含量变化趋势基本一致，均呈现先降低后趋于平稳至砷浓度小于0.07 mg/L。不施硅的对照，在水稻移栽初期（0～8 d）土壤溶液中砷的浓度维持在较高水平（0.20～0.35 mg/L），随着移栽时间的继续延长，土壤溶液中砷浓度呈直线下降趋势，第16天后趋于稳定（0.03～0.05 mg/L）；基施硅肥（Bf）处理，土壤溶液砷浓度的变化趋势与对照相似，移栽初期砷浓度范围0.25～0.33 mg/L，而后土壤溶液中砷含量逐渐下降，与对照相比，在第16～33天之间，均高于对照，33 d之后与对照的平稳趋势基本一致；同样分蘖期（Ts）施硅处理在水稻移栽初期土壤溶液砷浓度与基施硅肥（Bf）处理基本一致，之后短暂出现降低后迅速升高，在第33天时达到0.17 mg/L，表明在分蘖期（Ts）追施硅后，硅将土壤固相的砷解吸下来进入土壤溶液，使土壤溶液中砷浓度迅速升高。由于水稻对硅、砷的吸收以及硅对土壤固相砷的解吸使硅、砷在土壤溶液中存在平衡，因而随着水稻移栽时间的延长，土壤溶液中的砷浓度逐渐下降呈现平稳趋势；但是，水稻移栽初期，拔节期（Js）和扬花期（Fs）施硅处理土壤溶液中砷浓度处于较低的水平（0.09～0.17 mg/L），在移栽第16天后趋于平稳，维持在0.02～0.05 mg/L。由此可见，整个生育期内，拔节期（Js）和扬花期（Fs）施硅处理土壤溶液中砷浓度保持在较低水平的时间最长，这与两个处理在水稻生长期出现较高的硅浓度有关，并且这也势必会影响水稻植株对砷的累积。结合以上水稻不同施硅时期土壤溶液中硅、砷浓度的动态变化，本研究计算了土壤溶液中Si/As摩尔比，由其动态变化表明（表1),4个施硅时期处理的土壤溶液中Si/As均呈现升高趋势，在第44天达到最大值，其中基施硅肥（Bf）和分蘖期（Ts）两种处理施硅大约在100:1～450:1，然而拔节期（Js）和扬花期（Fs）两种施硅时期Si/As竟然高达300:1～1 400:1。总之，拔节期（Js）和扬花期（Fs）施硅的水稻在整个生育期Si/As一直处于较高水平。
【参考文献】：
期刊论文
[1]半壁山金矿矿业活动区砷赋存的矿物特征及其对农田土壤砷累积的影响[J]. 温其谦,阎秀兰,申俊峰,李鸣凤. 环境科学. 2019(11)
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[5]不同水分条件下外源菌剂对污染水稻土中硅、砷有效性的影响[J]. 郑坤,赵全利,耿丽平,孙宇,卞凯,刘文菊. 水土保持学报. 2015(03)
[6]施硅期对砷污染土中水稻体内磷砷含量与分布的影响[J]. 李仁英,李苏霞,谢晓金,徐向华,沈孝辉,王荐,张婍,李君. 生态环境学报. 2015(06)
[7]水稻砷的吸收机理及阻控对策[J]. 赵方杰. 植物生理学报. 2014(05)
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[9]不同时期施硅对超级稻产量和硅素吸收、利用效率的影响[J]. 龚金龙,胡雅杰,龙厚元,常勇,葛梦婕,高辉,刘艳阳,张洪程,戴其根,霍中洋,许轲,魏海燕,李德剑,沙安勤,周有炎,罗学超. 中国农业科学. 2012(08)
[10]水稻硅营养与硅肥应用效果研究进展[J]. 高玉凤,焦峰,沈巧梅. 中国农学通报. 2009(16)
博士论文
[1]土壤中镉、砷生物有效性影响因素及评价方法研究[D]. 代允超.西北农林科技大学 2018
本文编号：3429439
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nzwlw/3429439.html
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