砷在土壤-水稻中的迁移规律及其影响因素的研究

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本研究分别于2008年、2009年早稻成熟期采集了珠江三角洲区域和韶关铅锌矿区周边水稻(Oryza sativa L.)植株的根系、秸秆、稻谷和对应的耕层土壤(0~15cm)样品;并通过土壤人为添加不同剂量的As(50mgAs·kg-1土和100mgAs·kg-1土)的不同品种水稻盆栽试验,分析了土壤和水稻根、秸秆、糙米中砷含量,采用单因子污染指数法进行土壤污染评价,研究了砷在水稻各部位的分布规律、不同水稻品种砷积累的差异及其影响因素。结果表明:   珠三角农业区土壤中砷含量变幅为1.83~48.8mg·kg-1,平均值为12.2 mg·kg-1,供试土壤已经受到一定程度的砷污染,但糙米砷含量均未超过砷限量卫生标准(GB4810-94);培杂泰丰的糙米砷含量显著高于华航丝苗。   矿区周边稻田土壤砷含量差异较大,变幅为3.73~120mg·kg-1,平均值为30.4mg·kg-1,其中凡口铅锌矿周边稻田土壤变幅为3.73~20.0 mg·kg-1,部分土壤受到砷污染;乐昌铅锌矿周边稻田土壤变幅为53.7~120 mg·kg-1,土壤砷污染严重。糙米中的砷含量均未超过砷限量卫生标准。采集的水稻品种中天优10号和汕优162的砷积累能力较强,汕优82的砷积累能力较弱。汕优82的秸秆锰、磷、硅及根表砷的含量高于其它品种。   盆栽试验中土壤未添加砷处理杂交稻各部位的砷含量均大于常规稻,秸秆和糙米中砷含量差异达到显著水平,美香占2号砷积累能力低于其它品种,天优122的砷积累能力高于其它品种;其秸秆锰、磷、硅的总含量及根表铁、锰含量也较低。加砷处理后(50mgAs·kg-1土)丰优丝苗、汕优122的糙米砷含量超过了国家食品卫生标准。人为施加100mg·kg-1砷处理的常规稻、杂交稻均未能正常生长。   稻根中砷的含量显著大于秸秆和糙米,砷在水稻各部位中的分布为根表>根部>秸秆>颖壳>糙米。水稻根表铁锰膜中砷含量随着根表铁、锰含量的增加而增加,水稻根表形成的铁锰膜能有效阻止土壤砷迁移至水稻糙米;糙米中砷累积量随根表铁、锰含量、秸秆中硅、磷、锰含量的增加而减少;根表铁、锰含量、秸秆磷、硅含量均随着土壤游离铁锰、有效磷硅含量的增加而增加;不同品种水稻的根表铁、锰、砷和秸秆锰、磷、硅之间其含量存在差异。因此可以通过合理增加土壤铁、锰、磷、硅的含量结合喷施含这几种元素的叶面肥料、选择砷累积较低的水稻品种等农业措施来降低糙米对砷的积累。
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