共存陽(yáng)離子對(duì)土壤鎘有效性影響及其機(jī)制.pdf

1、本研究在深入了解鈣、鋅、鉀單一離子對(duì)鎘吸附、鎘植物有效性影響機(jī)制的基礎(chǔ)上，探討兩兩離子共存時(shí)對(duì)鎘吸附、鎘植物有效性的影響，進(jìn)一步揭示鎘離子間與土壤間相互作用的本質(zhì)；并為鎘污染防治時(shí)施肥的實(shí)行提供理論依據(jù)。 以鎘污染黃棕壤、赤紅壤為對(duì)象，采用平衡法、雙室法并結(jié)合常規(guī)分析方法，系統(tǒng)研究了鈣、鉀、鋅單一及共存下土壤鎘的吸附及植物有效性。結(jié)果表明：在相同離子強(qiáng)度和不同濃度下，鈣、鉀和鋅離子單一或兩兩與鎘共存，均能降低赤紅壤中鎘的吸附量

2、；明顯降低鎘的在土壤固液相的分配系數(shù)(KdCd)。其中，三種離子單一體系中降低赤紅壤鎘吸附能力的次序?yàn)閱武\＞單鉀≈單鈣；兩兩共存時(shí)降低赤紅壤鎘吸附能力的次序是鋅鉀≈鈣鋅＞鈣鉀。與單鈉體系相比，鈣、鉀、鋅共存時(shí)鎘的吸附量降低68.6-98.7％。三種離子中，鋅離子降低土壤對(duì)鎘吸附的能力最強(qiáng)；鈣、鉀和鋅離子兩兩共存時(shí)，鋅對(duì)降低赤紅壤吸附鎘的能力具有決定作用。共存離子中鋅的用量與KdCd值呈顯著負(fù)相關(guān)，二者間存在顯著的線性(n=7)或多項(xiàng)式(

3、n=16)回歸關(guān)系，表明鋅和鈣、鉀兩兩與鎘共存，鋅離子所起的作用最大。 在鎘高污染土壤上(鎘污染水平1mg·kg-1)，增加鉀用量，小油菜鎘含量升高。鉀的用量越多，促進(jìn)效果越明顯。與不施鉀肥相比，高鉀用量時(shí)，小油菜鎘含量提高6.20％-29.7％。顯示鉀與鎘共存時(shí)，土壤競(jìng)爭(zhēng)吸附作用控制鎘的植物有效性。鈣用量的高低對(duì)土壤鎘的植物有效性的影響具有相對(duì)不確定性。中鈣用量時(shí)，鈣可以降低土壤鎘的作物吸收量，較不施鈣時(shí)降低4.47％-15

4、.1％。增加鋅用量，土壤鎘的吸附作用不再是控制小油菜鎘吸收的主控因子。鋅用量的增加，小油菜體內(nèi)鎘含量明顯降低。高鋅用量時(shí)，小油菜體內(nèi)鎘含量較不施鋅肥降低28.4％-31.8％。低、高鎘污染赤紅壤上，土壤溶液中鈣/鎘比、鋅/鎘比與小油菜體內(nèi)鎘含量呈顯著相關(guān)關(guān)系。其中，鈣/鎘比的影響為正效應(yīng)；鋅/鎘比的影響為負(fù)效應(yīng)。小油菜植株鎘含量越低，其植株中鈣/鎘比、鋅/鎘比越大。在低鎘污染的赤紅壤上，鈣/鎘比對(duì)小油菜體內(nèi)鈣/鎘比的影響為負(fù)效應(yīng)；在鎘污

5、染赤紅壤上，鋅/鎘比對(duì)小油菜體內(nèi)鋅/鎘比的影響為正效應(yīng)。 在鎘高污染土壤和低污染赤紅壤上(鎘污染水平0.6mg·kg-1)，施用鈣、鉀、鋅對(duì)土壤溶液鎘含量的影響為正效應(yīng)(p＜0.05)，鋅為控制土壤溶液鎘含量的主要因素。鈣、鉀用量的減少，鋅用量的增加，小油菜體內(nèi)鎘含量明顯減少，施用鈣、鉀、鋅對(duì)土壤鎘有效性為負(fù)效應(yīng)(p＜0.05)，鋅為控制小油菜植株鎘含量的主控因子。增加鋅的比例明顯抑制土壤鎘的植物有效性。低鎘污染赤紅壤，施鈣量

6、的減少，鉀用量的增加，促進(jìn)小油菜對(duì)鎘的吸收。在高鎘污染的赤紅壤上，連續(xù)施用鈣鉀可以明顯促進(jìn)小油菜對(duì)鎘的吸收，提高土壤鎘植物有效性。 綜合以上研究結(jié)果，本研究系統(tǒng)研究證明鋅與鈣、鉀離子共存時(shí)，鋅是降低鎘的分配系數(shù)及鎘的植物有效性的主控因子；提出以土壤溶液中鈣/鎘比、鋅/鎘比作為衡量鎘有效性的指標(biāo)之一，證實(shí)了土壤溶液中鈣/鎘比、鋅/鎘比的大小控制土壤鎘有效性的高低；證實(shí)了小油菜植株鈣/鎘比、鋅/鎘比的大小能夠反映土壤鎘植物有效性的