摘要:为了探明Cd污染耕地小麦籽粒降Cd的有效途径,以长期污灌造成Cd污染的石灰性土壤为研究对象,采用生物模拟试验法,选用3种土壤钝化剂(杏壳生物炭、农林废弃物生物炭和农林废弃物+钢渣生物炭)与3种叶面阻控剂(EDTA-Zn、氨基酸活力18和含Si叶面肥)构建了9种土壤钝化-叶面阻控联合降Cd体系(T1~T9),探究了9种联合体系对土壤-小麦体系中Cd迁移和累积的影响及作用机制。结果表明,与CK相比,联合体系对小麦籽粒Cd含量和累积量的降幅顺序由高到低分别为T1、T3、T2、T4、T8和T1、T2、T4、T8、T3、T7,而T5、T6和T9处理对小麦籽粒Cd含量和累积量均无显著影响,其中杏壳生物炭与EDTA-Zn组成的联合降Cd体系T1对小麦籽粒Cd含量和累积量的降低幅度最大,分别为51.06%和51.79%;同时解析了T1高效降Cd作用机制:施用杏壳生物炭(BC1)后根际土壤可交换态Cd(F1-Cd)占比与酸杆菌门RB41属相对丰度呈极著正相关,而与变形菌门的Sphingomonas属相对丰度呈极显著负相关,并且降低了菌属RB41相对丰度而增加了菌属Sphingomonas相对丰度;同时,BC1处理根际土壤pH升高使F1-Cd显著降低14.17%,碳酸盐结合态Cd和铁锰结合态Cd分别增加了10.41%和11.00%,小麦根部Cd含量和富集系数显著降低了52.04%和49.99%;叶面喷施EDTA-Zn显著降低了小麦Cd从茎叶到穗轴(成熟期)和颖壳到籽粒(灌浆期)的转运系数,降幅分别为45.45%和31.29%,最终降低了籽粒中Cd含量和累积量;综上所述,在中度Cd污染农田中,基施杏壳生物炭和叶面喷施EDTA-Zn的联合体系可有效减低小麦籽粒中Cd累积,为华北石灰性土壤地区小麦安全生产和受Cd污染耕地安全利用提供了有效技术措施。
文章目录
1 材料与方法
1.1 供试材料
1.2 试验设计
1.3 样品采集与测定
1.3.1 土壤样品的采集
1.3.2 植物样品采集
1.3.3 植物样品Cd的测定
1.3.4 土壤样品的测定
1.4 数据统计与分析
1.4.1 转运系数和富集系数
1.4.2 数据统计方法
2 结果与分析
2.1 土壤钝化-叶面阻控联合体系对小麦籽粒Cd含量和累积量的影响
2.2 土壤钝化-叶面阻控联合体系对小麦中Cd转运和富集的影响
2.2.1 成熟期小麦各部位Cd含量
2.2.2 土壤钝化-叶面阻控联合体系对小麦转运系数和富集系数的影响
2.3 施用土壤钝化剂对开花前小麦根际土壤Cd有效性的影响
2.4 土壤钝化-叶面阻控联合体系对开花后小麦根际土壤Cd有效性的影响
2.5 施用土壤钝化剂对拔节期小麦根际土壤细菌群落特征的影响
3 讨论