中文关键词改良剂铁循环镉(Cd)根际土壤水稻 英文关键词amendmentiron (Fe) redox cyclecadmium (Cd)rhizosphere soilrice

作者	单位	E-mail
李义纯	广东省农业科学院农业资源与环境研究所, 广州 510640 仲恺农业工程学院环境科学与工程学院, 广州 510225 农业部南方植物营养与肥料重点实验室, 广州 510640 广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室, 广州 510640	ycli724@hotmail.com
王艳红	广东省农业科学院农业资源与环境研究所, 广州 510640 农业部南方植物营养与肥料重点实验室, 广州 510640 广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室, 广州 510640
唐明灯	广东省农业科学院农业资源与环境研究所, 广州 510640 农业部南方植物营养与肥料重点实验室, 广州 510640 广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室, 广州 510640
巫彬芳	广东省农业科学院农业资源与环境研究所, 广州 510640 农业部南方植物营养与肥料重点实验室, 广州 510640 广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室, 广州 510640
李林峰	广东省农业科学院农业资源与环境研究所, 广州 510640 农业部南方植物营养与肥料重点实验室, 广州 510640 广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室, 广州 510640
艾绍英	广东省农业科学院农业资源与环境研究所, 广州 510640 农业部南方植物营养与肥料重点实验室, 广州 510640 广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室, 广州 510640	yichunli@gdaas.cn
凌志祥	广东省兴宁市合水镇人民政府生态发展服务中心, 合水 514546

中文摘要 稻田镉（Cd）污染治理是我国目前农田重金属污染治理的重点和难点.铁的氧化还原过程对Cd在土壤-水稻系统中的运移发挥着极其重要的作用.从铁循环调控入手，研发阻控稻米Cd累积的钝化技术及产品，势必能为农田重金属污染治理提供新的解决途径.本研究以自主研发的改良剂为对象，通过野外田间试验，研究改良剂对Cd从根际土壤向根表铁膜迁移及在水稻不同组织器官间转运的影响，探索铁循环影响Cd在根际土壤-水稻系统中运移的机制.结果表明，改良剂施用促进了根际土壤中铁硫化物的形成，其与Cd共沉淀显著减少了分蘖期、拔节期和灌浆期根际土壤中乙酸铵浸提态Cd （NH₄Ac-Cd）的含量；成熟期排水烤田致使铁硫化物被氧化，其对Cd的释放显著增大了根际土壤中NH₄Ac-Cd的含量；铁硫化物形成减弱了Fe （Ⅱ）从根际土壤向根表的迁移能力，铁膜中铁（DCB-Fe）的含量随之减小，铁膜对Cd的吸附能力减弱导致分蘖期和灌浆期铁膜中Cd （DCB-Cd）的含量显著减小；改良剂施用有效减弱了根系对Cd的转运能力，增大了拔节期、灌浆期和成熟期Cd在根系的分布比例，而减少了拔节期、灌浆期和成熟期Cd在茎叶、以及成熟期Cd在糙米中的分布比例.本研究成果将为后期改良剂的研发及应用提供理论依据，对解决稻田Cd污染治理难题具有重要意义. 英文摘要 The remediation of cadmium (Cd) contaminated paddy soils has become an important issue in the field of remediation of agricultural soils contaminated by heavy metals. The iron (Fe) redox cycle (referring to the fluctuation of iron between the ferrous (Ⅱ) and ferric (Ⅲ) oxidation states) exhibits a unique role in the transportation of Cd in the soil-rice system. The exploration of practical remediation strategies for Cd from the perspective of the Fe redox cycle is expected to obtain some state-of-the-art technologies and products to reduce Cd accumulation in rice grains. In this study, an amendment was selected and a field experiment was carried out to investigate the effects of this amendment on Cd transportation from the rhizosphere soil to the Fe plaque, and further to different rice tissues at four different growth stages, and to highlight some possible mechanisms by which the Fe redox cycle controls Cd availability in rice paddy fields. The results showed that the amendment induced the formation of Fe sulfides, which co-precipitated with Cd, reducing the NH₄Ac-extractable Cd content in rhizosphere soils at the tillering, jointing, and filling stages; the oxidation of Fe sulfides increased the NH₄Ac-extractable Cd content in the rhizosphere soil at the maturing stage; the formation of Fe sulfides in rhizosphere soils impeded the migration of Fe(Ⅱ) from the rhizosphere soil to the root surface, decreasing the content of DCB-extractable Fe and Cd in Fe plaques at the tillering and filling stages; the amendment inhibited Cd transportation from the roots to other tissues, increasing the proportion of Cd in the roots at the jointing, filling, and maturing stages, but decreasing the proportion in the straws at the jointing, filling, and maturing stages, and in the rice grain at the maturing stage. These findings provide a theoretical basis for the exploration and application of the amendment, and have significance in the field of remediation of Cd-contaminated paddy soils.

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