【摘 要】
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水稻是我国主要的粮食作物之一,相比较其他谷类作物,其更易吸收土壤中的砷（As）和镉（Cd）,As/Cd含量较高的大米成为以稻米为主食人群As/Cd的主要摄入来源,因此水稻土和稻米As/Cd污染问题一直被广泛关注。土壤p H值、有机质、铁（Fe）锰（Mn）氧化物及根表铁锰氧化膜等对水稻As/Cd吸收累积有重要影响。施加有机物料不仅会改变土壤理化特性,影响着土壤As/Cd的生物有效性,还可影响水稻根表
【基金项目】
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国家重点研发计划项目:西南粮食主产区重金属和农业面源污染综合防治与修复技术示范（2018YFD0800602）；
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水稻是我国主要的粮食作物之一,相比较其他谷类作物,其更易吸收土壤中的砷（As）和镉（Cd）,As/Cd含量较高的大米成为以稻米为主食人群As/Cd的主要摄入来源,因此水稻土和稻米As/Cd污染问题一直被广泛关注。土壤p H值、有机质、铁（Fe）锰（Mn）氧化物及根表铁锰氧化膜等对水稻As/Cd吸收累积有重要影响。施加有机物料不仅会改变土壤理化特性,影响着土壤As/Cd的生物有效性,还可影响水稻根表铁锰膜的形成,调控着水稻对As/Cd的吸收累积过程。因不同种类的有机物料组成和性质差异较大,其对土壤As/Cd生物有效性和植物As/Cd吸收累积的影响也存在明显差异。但系统研究不同种类有机物料及有机无机配施对水稻土As/Cd有效性和水稻As/Cd吸收转运的影响鲜有报道。基于此,本研究以As-Cd污染黄壤性水稻土为供试土壤,设置油菜秸秆（RS）、蚕豆秸秆（BS）、泥炭（PT）、生物炭（BC）、猪粪堆肥（PM）,及PM与化肥不同比例配施处理,通过测定盆栽试验成熟期水稻土的p H、有机质（OM）、活性有机质（LOM）、有效铁（DTPA-Fe）、有效锰（DTPA-Mn）、有效砷（Na HCO3-As）和有效镉（Ca Cl2-Cd）,土壤Fe/Mn及As/Cd形态、水稻生物量、铁膜中Fe/Mn和As/Cd含量及水稻植株中As/Cd含量,研究了不同有机物料种类和有机无机配施对土壤As/Cd有效性及水稻As/Cd吸收转运的影响和潜在机制。主要结论如下:（1）除RS对土壤p H值影响不明显外,其余4种有机物料使土壤p H值显著提高。有机物料均能显著提高土壤有机质（SOM）含量,减低有效铁、有效锰及有效镉含量,对土壤有效砷的影响因物料的种类不同而不同。除油菜秸秆处理酸提取态Cd占比变化不明显外,有机物料可降低酸提取态和可还原态Cd比例,提高可氧化态和残渣态Cd比例,对As形态影响也因物料种类不同而异。有机物料均使水稻各部位生物量明显提高,显著提高了水稻根表铁锰膜中Fe/Mn含量及As/Cd含量,降低了各部位As/Cd含量,及Cd的各部位转运系数和As的茎向糙米的转运系数。糙米Cd含量和As含量分别降低了15.87%～79.45%和27.04%～82.51%,不同物料对糙米Cd含量降低效果为生物炭＞猪粪堆肥＞泥炭＞蚕豆秸秆＞油菜秸秆,对糙米As含量降低效果为生物炭＞猪粪堆肥＞蚕豆秸秆＞泥炭＞油菜秸秆,因此,降低水稻Cd/As累积效果较好的是生物炭和猪粪堆肥处理。（2）PM与化肥配施使水稻土p H值、有机质和高活性有机质含量显著提高。随着PM配施比例的增加,土壤有效铁、有效锰及有效镉含量呈先增后减的趋势,而有效砷含量呈先减后增的趋势。猪粪堆肥与化肥配施使土壤酸提取态和可还原态Cd含量比例降低,可氧化态和残渣态Cd比例提高;随猪粪堆肥施用量的增加,酸提取态和可还原态As比例先减后增,可氧化态As比例降低,残渣态As占比无明显变化。猪粪堆肥与化肥配施使水稻根表铁锰膜中Fe/Mn含量及As/Cd含量显著提高,提高幅度随猪粪堆肥施用量的增加先增后减。配施使水稻生物量显著增加,各部位As/Cd含量显著降低,各部位Cd的转运系数及As从茎向糙米的转运系数显著降低。有机无机配施使水稻糙米Cd含量和As含量分别降低了9.29%～73.14%和23.71%～75.16%,不同比例配施对糙米Cd/As含量降低效果为75%PM＞PM＞50%PM＞25%PM＞100%NPK,随猪粪堆肥配施比的增加,糙米Cd/As含量降低效果呈先增后减的趋势,降低水稻Cd/As累积效果最佳的配比是75%PM处理。（3）土壤p H值和有机质含量是影响土壤As/Cd有效性的主要因素,有效镉含量与p H值和有机质含量呈显著负相关关系,有效砷含量与p H值和有机质含量呈显著正相关关系。水稻糙米中As/Cd含量与铁锰膜中As/Cd含量呈显著负相关,说明铁锰膜促进了As/Cd的固定。有机物料及有机无机配施通过改变土壤p H值,有机质含量影响土壤As/Cd的有效性和根表铁锰膜的形成,从而对水稻As/Cd的吸收转运和籽粒As/Cd累积产生影响。
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