论文部分内容阅读
铁氧化物是土壤的重要组成部分,对重金属具有较强的吸附作用,而作物的磷变化适应行为不仅影响根际磷活性而且可能影响铁氧化物结合态Cd的生物有效性。本试验以高累积Cd菜心品种新西兰701芽柳叶菜心王为供试作物,以添加0.4 mg·kg-1铁氧化物结合态Cd的石英砂为基质,分别以K2HPO4、Fe-P、Al-P、Ca-P为唯一磷源,研究菜心活化、吸收不同形态P和铁氧化物结合态Cd的差异,以期为从施肥管理上减少作物Cd累积提供理论依据。主要结果如下:(1)以土壤常见的铁氧化物针铁矿、纤铁矿、磁赤铁矿为研究对象,采用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、比表面积等技术方法对吸附Cd前后的三种铁氧化物定性和表面特征分析,确定人工合成的三种铁氧化物分别为针铁矿、纤铁矿、磁赤铁矿,且Cd吸附试验并未改变其晶型结构。(2)通过三种铁氧化物吸附Cd试验发现针铁矿吸附的EDTA提取态Cd以及总量Cd最大,纤铁矿次之,磁赤铁矿最小。满足盆栽试验石英砂Cd含量为0.4mg·kg-1,则需要往500g石英砂中分别添加针铁矿0.06g、纤铁矿1.77g、磁赤铁矿2.50g。因此认为纤铁矿Cd吸附能力较强且具有试验操作性,为较理想的试验材料。(3)提高根际K2HPO4的含量,可促进菜心生长,增加菜心各部分对P的累积并降低其根系对Cd的吸收。根际存在大量游离态P,可能与纤铁矿吸附的Cd形成活性较低的磷酸镉或纤铁矿-磷-镉的三元络合物,从而降低游离态Cd、P的比例,减少菜心对纤铁矿结合态Cd的吸收。(4)菜心对难溶磷的活化能力依次为Fe-P>Al-P>Ca-P。与Al-P和Ca-P相比,Fe-P处理条件下菜心各部分具有较高的生物量、磷累积量、根际生物可利用态磷量,Cd在菜心与根际环境的处理间差异与磷表现一致。菜心在活化难溶磷的同时将Cd从纤铁矿上释放。(5)菜心根系分泌物的种类和数量随着根际K2HPO4的含量增加而增加。难溶磷处理组中,大多数根系分泌物的数量变化趋势一致:Fe-P>Al-P>Ca-P。菜心分泌有机酸种类最多,对分泌物总量贡献均在40%以上。根系有机物的分泌与菜心活化、吸收磷及纤铁矿结合态Cd有密切关系。因此,建议在Cd轻度污染耕地使用K2HPO4为磷肥,促进植物的生长的同时降低Cd的累积,且为了减少作物体内重金属的累积应尽量避免使用Fe-P。