中文关键词岩溶区Cd生物有效性Fe-Mn结核土壤-作物系统 英文关键词karst areacadmiumbioavailabilityFe-Mn nodulessoil-crop system

作者	单位	E-mail
马宏宏	中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所, 廊坊 065000 中国地质调查局土地质量地球化学调查评价研究中心, 廊坊 065000 中国地质科学院地球表层碳-汞地球化学循环重点实验室, 廊坊 065000	mahonghong@igge.cn
彭敏	中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所, 廊坊 065000 中国地质调查局土地质量地球化学调查评价研究中心, 廊坊 065000 中国地质科学院地球表层碳-汞地球化学循环重点实验室, 廊坊 065000	pengmin@igge.cn
郭飞	中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所, 廊坊 065000 中国地质调查局土地质量地球化学调查评价研究中心, 廊坊 065000 中国地质科学院地球表层碳-汞地球化学循环重点实验室, 廊坊 065000
刘飞	中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所, 廊坊 065000 中国地质调查局土地质量地球化学调查评价研究中心, 廊坊 065000 中国地质科学院地球表层碳-汞地球化学循环重点实验室, 廊坊 065000
唐世琪	中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所, 廊坊 065000 中国地质调查局土地质量地球化学调查评价研究中心, 廊坊 065000 中国地质科学院地球表层碳-汞地球化学循环重点实验室, 廊坊 065000
杨峥	中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所, 廊坊 065000 中国地质调查局土地质量地球化学调查评价研究中心, 廊坊 065000 中国地质科学院地球表层碳-汞地球化学循环重点实验室, 廊坊 065000
张富贵	中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所, 廊坊 065000 中国地质调查局土地质量地球化学调查评价研究中心, 廊坊 065000 中国地质科学院地球表层碳-汞地球化学循环重点实验室, 廊坊 065000
周亚龙	中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所, 廊坊 065000 中国地质调查局土地质量地球化学调查评价研究中心, 廊坊 065000 中国地质科学院地球表层碳-汞地球化学循环重点实验室, 廊坊 065000
杨柯	中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所, 廊坊 065000 中国地质调查局土地质量地球化学调查评价研究中心, 廊坊 065000 中国地质科学院地球表层碳-汞地球化学循环重点实验室, 廊坊 065000
李括	中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所, 廊坊 065000 中国地质调查局土地质量地球化学调查评价研究中心, 廊坊 065000 中国地质科学院地球表层碳-汞地球化学循环重点实验室, 廊坊 065000
刘秀金	中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所, 廊坊 065000 中国地质调查局土地质量地球化学调查评价研究中心, 廊坊 065000 中国地质科学院地球表层碳-汞地球化学循环重点实验室, 廊坊 065000	liuxiujin@igge.cn

中文摘要 为揭示岩溶区农田土壤-作物系统Cd迁移富集主要影响因素，选择广西典型岩溶区根系土-水稻籽实Cd含量及土壤pH值、有机质（OM）、氧化物含量和质地数据，通过Spearman相关性分析和主成分分析（PCA），开展了土壤理化性质对土壤和水稻籽实Cd含量的影响研究.结果表明，相比于全国土壤背景基准值，研究区土壤中总氧化铁（TFe₂O₃）、三氧化二铝（Al₂O₃）和氧化锰（MnO）相对富集，平均含量分别为20.2%、19.0%和0.2%，且区内广泛发育Fe-Mn结核；而二氧化硅（SiO₂）相对亏损，平均含量为41.0%，呈现出典型的"脱硅富铝铁"特征，表明研究区土壤经历了较强烈的风化淋溶作用.相关性分析结果显示，土壤TFe₂O₃和MnO含量分别与土壤总Cd含量和残渣态Cd百分比呈显著的正相关性，与有效态Cd含量、水稻籽实Cd含量和Cd的生物富集系数（BCF）呈显著的负相关性.PCA分析结果也显示，土壤TFe₂O₃和MnO含量是影响土壤-作物系统Cd迁移富集的主要因素，而土壤pH值、OM和Al₂O₃含量等影响程度较小，SiO₂含量和土壤质地间接地影响土壤-作物系统Cd的迁移富集.综合研究认为，土壤在交替氧化和还原条件下所形成的新生体Fe-Mn结核对Cd具有较强的吸附和固定作用，导致Cd在残渣态中相对富集，降低了土壤Cd的活动性，因此Fe-Mn结核是研究区土壤Cd生物有效性的主要影响因素. 英文摘要 To understand the main factors influencing the translocation and accumulation of cadmium (Cd) in soil-crop systems in typical karst areas, 68 sets of paddy soil and rice grain samples were collected in Guangxi Province. These were used to analyze Cd concentrations and soil properties (pH, organic matter (OM) content, oxide content, and texture). Spearman's correlation coefficients and principal component analysis (PCA) were used to examine the effects of soil properties on Cd concentrations and identify the main influencing factors. The studied soils were highly enriched in iron oxide (TFe₂O₃), aluminum oxide (Al₂O₃), and manganese oxide (MnO) compared to background levels, with average concentrations of 20.2%, 19.0%, and 0.2%, respectively. However, the soils are relatively depleted in silica (SiO₂), with an average concentration of 41.0%. The soils are strongly weathered and leached in study area, giving rise to rich occurrences of Fe-Mn nodules. The concentrations of TFe₂O₃ and MnO in the study soils were significantly correlated with soil Cd, rice seed Cd, and the Cd bioconcentration factor (BCF). The PCA analysis further showed that TFe₂O₃ and MnO in soils were the main factors affecting the migration and enrichment of Cd while soil pH, OM, and Al₂O₃ had less of an influence. Furthermore, SiO₂ and soil texture indirectly affected the migration and enrichment of Cd. It is suggested that the Fe-Mn nodules effectively adsorb and immobilize Cd in the study area soils, acting as a heavy metal scavenger that reduced the biological accessibility of Cd.

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