稻草、紫云英用量及配比对酸性土壤砷、镉有效性的影响及其在水稻中的应用

摘要

有机质是影响土壤重金属活性的重要因素，秸秆还田和绿肥翻压是目前提升土壤有机质的主要方式。论文通过土壤模拟培养试验，研究添加稻草、紫云英对酸性土壤砷、镉有效性及形态变化的影响，筛选出能有效地降低酸性土壤砷、镉毒性的稻草、紫云英用量及其配比。在此基础上进行水稻盆栽试验，验证添加稻草和/或紫云英对酸性土壤砷、镉有效性及水稻各部位中砷、镉含量的影响。主要研究结果如下:
　　 1、不同培养时期取土样分析结果表明:稻草、紫云英单独使用以及二者配合均能降低酸性土壤有效镉的含量。与对照相比，稻草、紫云英单独使用以及二者配合使用显著降低交换态镉的含量，增加氧化物结合态、紧有机结合态和残渣态镉的含量，且单独添加紫云英的效果最明显，3个培养时期表现一致。随着培养时间的延长，各处理交换态和松有机结合态镉占总镉的比例呈先降低后升高的趋势，而残渣态和紧有机结合态镉占总镉的比例呈逐渐降低的趋势。与培养40 d相比，单独添加紫云英处理在培养120 d时的交换态镉占总镉的比例增加了约13％，增加的幅度显著低于其他处理;残渣态镉占总镉的比例降低了约12％，降低的幅度显著低于其他处理。
　　 2、紫云英、稻草单独以及配合施用均能降低酸性土壤中砷的有效性。随着培养时间的延长，活性较高的松结合态砷的含量下降，Ca-As和有机结合态砷的含量呈上升的趋势，且单独添加紫云英处理的低活性态砷所占的比例大于其他处理。说明可以通过添加紫云英降低酸性土壤中砷的有效性，但效果不如镉明显。
　　 3、水稻盆栽试验研究结果表明:与对照相比，添加稻草和/或紫云英显著增加水稻有效分蘖数和产量，降低砷、镉对水稻的毒害。添加稻草和/或紫云英在淹水以及干湿交替环境下均能显著降低水稻各部位的镉含量，但是在干湿交替环境下降低的幅度更大。从降低稻米中镉含量来看，淹水环境下单独添加紫云英的效果最好，稻米中镉含量下降了70％左右;干湿交替环境下稻草和紫云英配合使用的效果更好，稻米中镉含量下降了80％，但干湿交替环境下所有处理的稻米镉含量均明显高于相应的淹水处理。淹水且单独添加紫云英处理的稻米镉含量为0.16 mgkg-1，显著低于其他处理，且低于我国食品镉限量标准。
　　 4、对于砷而言，淹水环境下，水稻茎秆中的砷含量变化为As+G≥As+S≥As+G+S＞CK+As70，颖壳中砷含量变化为为As+G+S＞ As+G≥As+S＞CK+As70，稻米中砷含量变化为As+S≥As+G≥CK+As70≥ As+G+S;在干湿交替环境下，水稻茎秆中的砷含量为CK+As70＞ As+G≥ As+S≥As+G+S，颖壳中砷含量为As+G≥As+G+S≥As+S≥CK+As70，稻米中砷含量为As+S＞ CK+As70≥As+G≥As+G+S。
　　 研究表明，可以稻草还田、绿肥（紫云英）翻压以及二者配合来降低酸性土壤镉的有效性，缓解镉对水稻生长、产量以及食品安全性的影响;但不利于降低酸性土壤上砷污染对水稻生长的影响。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1 土壤砷、镉的危害

1．1 砷、镉污染对人体的危害

1．2 砷、镉污染对植物的影响

2 土壤砷、镉来源及其在土壤中赋存形态

2．1 土壤砷、镉来源

2．2 土壤砷、镉污染现状

2．3 土壤砷、镉的赋存形态

3 土壤砷、镉生物有效性的影响因素

3．1 土壤质地与类型对土壤砷、镉生物有效性的影响

3．2 主要农艺措施对重金属有效性的影响

4 研究目的与意义

5 研究内容

6 技术路线

第二章 添加稻草、紫云英对酸性土壤砷、镉有效性影响

1 材料与方法

1．1 试验材料

1．2 试验设计

1．3 样品制备与分析方法

1．4 数据分析处理

2 结果与分析

2．1 稻草、紫云英用量及配比对酸性土壤pH和速效磷的影响

2．2 稻草、紫云英用量及配比对酸性土壤砷有效性的影响

2．3 稻草、紫云英用量及配比对酸性土壤镉有效性的影响

3 讨论

3．1 添加有机物料对酸性土壤砷有效性的影响

3．2 添加有机物料对酸性土壤镉有效性的影响

第三章 稻草、紫云英用量及配比对酸性土壤砷、镉污染条件下水稻生长的影响

1 材料与方法

1．1 试验材料

1．2 试验设计

1．3 样品的制备及分析方法

1．4 数据分析处理

2 结果与分析

2．1 稻草、紫云英用量及配比对水稻农艺性状的影响

2．3 稻草、紫云英用量及配比对水稻不同部位砷含量的影响

2．4 稻草、紫云英用量就配比对水稻不同部位镉含量的影响

3 讨论

3．1 稻草、紫云英用量及配比对水稻生长的影响

3．2 稻草、紫云英用量及配比对水稻中砷、镉含量的影响

第四章 主要结果与研究展望

4．1 主要结果

4．2 研究展望

参考文献

致谢