污染稻田水分管理对水稻吸收积累镉的影响及其作用机理

摘要

Cd污染稻田通过长期淹水灌溉能显著降低稻米中Cd含量.利用Cd污染水稻土的盆栽试验,结合水稻根表氧化铁膜特征的分析,研究了不同水分管理对水稻吸收积累镉的影响及其作用机理.结果表明,随着稻田淹水程度(时间和水量)的提高,水稻根表氧化铁膜所吸附的还原态Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)显著增加,潮泥田和黄泥田长期淹水灌溉处理的水稻根膜中的Fe(Ⅱ)分别比湿润灌溉处理增加了12.6倍(p＜0.01)和8.5倍(p＜0.01);不同水分管理的水稻根膜氧化铁(Fe(Ⅲ))含量的变化与根膜Fe(Ⅱ)表现极显著的相关性,但两者均与水稻根膜Cd呈极显著的负相关,其中,2种土壤长期淹水的水稻根膜Fe(Ⅲ)分别比湿润灌溉增加了1.5倍(p＜0.01)和1.0倍(p＜0.01),根膜吸附的Cd含量分别较湿润灌溉降低了77.9%(p＜0.01)和50.3%(p＜0.01);长期淹水处理导致水稻根系、茎叶、糙米中的Cd含量均极显著低于相应的湿润灌溉处理,2种土壤长期淹水的糙米平均Cd含量比间歇灌溉的下降了41.3%,比湿润灌溉的下降了70.7%(p＜0.01);不同水分管理的水稻糙米Cd含量与根膜Cd含量呈极显著正相关,与根膜Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)呈极显著负相关.综合分析认为,Cd污染酸性稻田在长期淹水的还原条件下Fe2+等金属离子与Cd2+的竞争吸附作用以及S2-和Cd2+的共沉淀作用加强,因而使得土壤中Cd的生物有效性明显降低.