稻田土壤重金属赋存形态_运移规律及灌溉的影响

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1.重金属在土壤_水稻系统中的迁移转化规律研究

1.重金属在土壤_水稻系统中的迁移转化规律研究

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重金属在水稻土中的形态分布 (图 $) , 不同种类重金属多以 莫争等 9:;研究表明
壤有机和无机胶体的种类、 含量等的差异, 可引起土 壤中重金属存在形态的变化,从而影响重金属在土 壤中的迁移以及作物对重金属的吸收、 富集。
残渣态赋存于土壤中,其中以 25 元素尤为突出, 残 渣态含量均占总量的 -/< ; 有机态、 铁锰氧化态和碳 酸盐态含量优于交换态和水溶态。这种重金属各形 态分布在整个水稻生长期间不是一成不变的,呈随 时间变化 特 征 , 但变化的幅度较小 (只 有 => 元 素 不 同形态浓度变化相对较大) 。因此, 可以认为水稻 生长期间土壤处于相对稳定状态。当外源重金属 进入土壤环境以后,各形态浓度随时间延续有不 同的变化趋势。 可溶态重金属浓度迅速下降, 交 换态和碳酸盐结合态先微弱上升再迅速下降, 铁 锰氧化态在烤田期上升至最大值然后迅速下降、 成熟期又微弱上升, 有机态重金属不断上升, 残渣 态重金属变化不大。
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氧化还原性 土壤中存在着多种多样的无机和有机的氧化还
原性物质,氧化还原便成了土壤中一种基本的化学 和生物化学过程。以改变离子的价态而影响着土壤 中无机物和有机物的存在形态、 迁移转化, 因而使氧 化还原电位AB成为影响重金属行为的关键因子。据 有人实测, 水田土壤大致为 :""C!"" %D。这时土壤 处于还原状态, 有机质体系起着重要作用。 李俊莉等 的研究认为, 重金属进入土壤环境时, 可溶态存于土 壤溶液中,在还原条件下, E!.使之以难溶硫化物形 式沉积,或使难溶的重金属氢氧化物转化为更难溶 的硫化物。 在强还原环境中, 土壤中的硫化合物便会 在微生物细菌分解作用下, 生成 @!E 和金属硫化物, 如01!F、 2G!F等便转化成难溶性的 01E、 2GE存在于土 壤中, 导致土壤溶液中01!F、 2G!F的浓度降低。

几种重金属污染对水稻的影响

几种重金属污染对水稻的影响

几种重金属污染对水稻的影响随着工农业生产的发展,重金属对土壤和农作物的污染问题越来越严重。

所谓重金属一般是指比重在5以上的金属,有金、汞等45种[1],而从环境污染方面所说的重金属主要指汞、镉、铅、铬和类金属砷等生物毒性显著的重金属。

天然水中都含有一些重金属,但含量较低,对人类、动物及其它生物不会引起中毒现象。

但污水中含量过高就会造成土壤和农作物的重金属污染,甚至造成大面积农田毁坏。

重金属过多而产生的污染有三种,即:大气污染型、水质污染型和土壤污染型。

其中以水污染型较为普遍。

《中国环境公报》的数据表明,2002年我国污水排放总量为439.5亿吨,重金属排放量为1823吨。

李恋卿(2002)的研究表明,太湖地区的镉积累速率为0.3-3ug.(Kg.a)-1,年污染通量为08-10X10-3Kg(hm2.A)-1[2]。

由于重金属污染具有生物放大作用、微量毒性效应、隐蔽性和滞后性、累积性和复合性等特点,且农作物直接参与食物链循环,因此重金属在农作物中的积累势必影响到人类健康与安全。

水稻是我国大面积栽培的粮食作物。

重金属对人类有潜在性的危害作用,在生物体内可以富集,并把它转化为毒性更大的金属化合物,从而对人类造成更大的危害。

过量的重金属在水稻的根、茎、叶以及籽粒中大量积累,不仅影响水稻产量、品质及整个农田生态系统,并可通过食物链危及动物和人类的健康。

因此,研究重金属污染不仅对水稻生产具有指导作用,而且对环境治理,为无公害稻米的生产技术创新提供科学依据和工程化基础,具有重要的理论意义和实用价值。

本文就国内外重金属对水稻影响的研究现状进行概述。

1 重金属污染水稻的效应1.1 镉(Cd)的效应土壤中Cd的污染,主要来自矿山、冶炼、污水灌溉与污泥的施用等。

低浓度的Cd对水稻幼苗表现出一定的生长促进作用[3],杨春刚(2005)研究,低浓度的Cd处理土壤时,能提高水稻叶片生长速度、增加比叶重、缩短生育期、增加结实率、穗长、二次枝梗数、穗重和单茎重[4]。

水稻对重金属镉和铅的吸收和运转及栽培环境的影响研究

水稻对重金属镉和铅的吸收和运转及栽培环境的影响研究

水稻对重金属镉和铅的吸收和运转及栽培环境的影响研究一、本文概述本文旨在深入研究水稻对重金属镉(Cd)和铅(Pb)的吸收和运转机制,以及栽培环境对这些过程的影响。

水稻作为全球最重要的粮食作物之一,其生长环境中的重金属污染问题日益引起人们的关注。

镉和铅是两种常见的重金属污染物,它们在水稻田中的积累和转运对水稻的生长、产量和品质产生显著影响,同时也对人类健康构成潜在威胁。

因此,探究水稻对这两种重金属的吸收、转运机制以及环境因子对这些过程的影响,对于保障水稻安全生产、降低重金属污染风险具有重要的理论和实践意义。

本文将从水稻对重金属镉和铅的吸收和转运机制入手,分析水稻根部对重金属的吸收、茎部对重金属的转运以及籽粒对重金属的积累等过程。

本文还将探讨土壤pH、土壤有机质、灌溉水质等栽培环境因素对水稻重金属吸收和转运的影响。

通过综合分析这些因素,本文旨在为减少水稻对重金属的吸收和积累提供理论依据,为水稻安全生产和重金属污染防治提供科学指导。

二、水稻对重金属镉和铅的吸收机制水稻作为一种重要的粮食作物,其对环境中重金属的吸收和转运机制一直是环境科学和农业科学研究的重要课题。

特别是镉(Cd)和铅(Pb)这两种常见的重金属,由于其在环境中的广泛存在和潜在的生态风险,对水稻生长和产量构成严重威胁。

因此,研究水稻对重金属镉和铅的吸收机制,对于理解重金属在水稻体内的分布、积累和转运规律,以及优化水稻种植技术和降低重金属污染风险具有重要的理论和实践意义。

重金属镉和铅在水稻体内的吸收主要发生在根部。

根系通过主动运输或被动扩散的方式,将土壤中的重金属离子吸收进入根细胞。

其中,主动运输通常涉及到特定的转运蛋白,这些转运蛋白能够识别并转运重金属离子。

被动扩散则是指重金属离子顺浓度梯度进入根细胞,这一过程通常不需要额外的能量供应。

吸收进入根细胞的重金属离子,一部分会被细胞内的螯合剂(如谷胱甘肽、植物螯合肽等)结合,形成稳定的络合物,从而降低其对细胞的毒性。

土壤重金属污染对农作物生长与安全影响分析

土壤重金属污染对农作物生长与安全影响分析

土壤重金属污染对农作物生长与安全影响分析概述:土壤是农作物生长的基础,然而由于工业污染、农药使用以及冶炼废料等人类活动的影响,土壤重金属污染已成为严重问题。

土壤中的重金属污染不仅会影响农作物的生长和产量,还对人体健康构成潜在威胁。

本文将就土壤重金属污染对农作物生长和安全的影响进行分析。

一、重金属污染对农作物生长的影响:1. 毒害作用:重金属污染会导致土壤中重金属含量的升高,在一定范围内,这些重金属在农作物体内积累,抑制了作物的营养吸收和生长发育。

例如,镉(Cd)可以阻碍植物的营养元素摄取,以及氮代谢和叶绿素合成,从而降低农作物的产量和品质。

2. 铁、锌和锰竞争:过量的重金属如锌(Zn)和镉(Cd)可与植物所需的铁(Fe)和锰(Mn)竞争,使植物无法充分吸收所需的微量元素,从而导致养分不平衡和生长受限。

3. 毒理效应:某些重金属如铅(Pb)、汞(Hg)和铬(Cr)可以导致植物的光合作用受到抑制,干扰植物细胞的结构和功能,从而影响作物生长和发育。

二、重金属污染对农作物食品安全的影响:1. 积累与转化:土壤中的重金属通过农业系统进入人们的膳食链。

农作物在生长过程中会吸收土壤中的重金属,因此,重金属会在农作物中积累,并通过进食作为食物被人体摄入。

而某些重金属如铅和镉在人体体内会积累,并对心脏、肾脏、神经系统等器官造成慢性毒性效应。

2. 食品安全:重金属污染会对食物的安全性产生严重影响。

例如,食用过量含镉的农产品可能导致慢性镉中毒,而长期摄入含铬超标的食物会增加患肿瘤的风险。

因此,重金属污染成为当今食品安全的重要问题之一。

3. 法规和监测:为了保护公众的健康,许多国家和组织已经制定了相关标准和法规,对食品中的重金属含量进行监测和限制,确保食品安全。

农民应加强对土壤重金属污染的监测,合理使用农药和化肥,并采取有效的土壤修复措施来减少土壤重金属的含量。

三、减轻污染对农作物的影响:1. 农作物选择:选择对重金属抗性较强的农作物品种,以减少重金属积累和对作物生长的抑制作用。

重金属在土壤-水稻系统中的迁移转化规律研究

重金属在土壤-水稻系统中的迁移转化规律研究

重金属在土壤-水稻系统中的迁移转化规律研究
随着工业化和城市化的加速发展,土壤污染问题越来越引起人们的关注。

其中,重金属污染是最为严重的一种土壤污染类型之一,越来越成为一个全球性的环境问题。

重金属在土壤-水稻系统中的迁移转化规律研究,对于评估土壤质量、保障人类健康以及优化农业生产具有重要意义。

重金属在土壤中的形态可分为不同的情况,主要包括可交换态、碳酸盐结合态、有机物结合态、铁锰氧化沉淀态等几种形态。

其中,可交换态的重金属是最活泼的一种形态,容易随着水分运动而向植物根部迁移,造成土壤-水稻系统中的污染。

因此,重金属在土壤中存在的形态对于土壤-水稻系统中重金属的迁移转化有着重要的影响。

随着土壤酸化、氧化还原条件的变化,重金属的形态容易发生转化。

在土壤中,重金属的迁移受到土壤孔隙结构、水文地质条件、降水情况以及滴灌等因素的影响。

此外,水稻的生长阶段、生产方式、水田土壤的管理和施肥等因素也对重金属的迁移转化有着重要的影响。

在水稻种植过程中,相关的农业生产措施能够显著减少土壤中重金属的积累和迁移,从而降低水稻的重金属污染风险。

对于重金属在土壤-水稻系统中的迁移转化规律研究,需要使用一些现代化的分析技术和实验手段,例如全谱分析、原子吸收光谱、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)等。

这些方法可以准确快速地分析土壤和水稻中的重金属含量和形态,并对重金属的运移途径和转化机制进行探究,为制定重金属控制和治理策略提供科学依据。

总之,重金属在土壤-水稻系统中的迁移转化规律研究是一个非常重要的领域。

准确掌握重金属的迁移转化规律,为保护水稻生长环境提供科学基础,对于维护土壤生态环境和人类健康至关重要。

江汉平原水稻中重金属元素累积效应及迁移运转特征

江汉平原水稻中重金属元素累积效应及迁移运转特征

江汉平原水稻中重金属元素累积效应及迁移运转特征江汉平原是我国重要的水稻产区之一,而水稻中重金属元素的累积效应及迁移运转特征是该地区农业生产的重要问题之一。

本文将从水稻中重金属元素的来源、累积效应及迁移运转特征等方面展开探讨。

一、江汉平原水稻中重金属元素的来源江汉平原地处长江中游地区,历经长期的工业化进程和城市化发展,大量的工业废水和生活污水不同程度地影响了该地区的土壤质量。

工业排放和农业生产过程中的化肥、农药等也导致了土壤中重金属元素的积累。

这些重金属元素在土壤中形成了一定的污染,通过土壤-植物系统进入到水稻植株中。

水稻生长过程中,土壤中的重金属元素会随着水分和养分的吸收被植物吸收进入根部,然后逐渐向上运输,最终积累在水稻植株的地上部分(如茎、叶、籽谷等)或地下部分(根系)中。

这种累积效应会导致水稻植株中重金属元素的含量不断增加,长期大量摄入含有重金属的水稻产品会对人体健康造成潜在的风险。

三、水稻中重金属元素的迁移运转特征水稻植株中重金属元素的迁移运转特征主要表现在不同部位之间、不同生长阶段之间以及不同条件下的变化。

一般来说,水稻植株的地上部分比地下部分更容易积累重金属元素,而叶片和茎部相对籽谷和根系含量更高。

重金属元素在水稻生长的不同阶段也会表现出不同的迁移运转特征,如在播种期、生长期、开花期、成熟期等,重金属元素的含量和分布也会有所不同。

为减少江汉平原水稻中重金属元素的累积效应和迁移运转特征,应采取有效措施,如科学施肥、合理用水、选择抗性品种、改良种植技术、选择合适的土壤修复材料等。

合理科学施肥,减少化肥和农药的使用量,降低土壤中重金属元素的积累量。

合理用水,避免过分灌溉造成土壤中重金属元素向上运输。

选择抗性品种,在品种选育中优先选择对重金属元素敏感度低的水稻品种,减轻重金属元素对水稻的影响。

改良种植技术,采用精准施肥、覆盖稻茬、间作种植等措施,有效减少土壤和植株中重金属元素的累积效应和迁移运转特征。

重金属污染对水稻生长的影响及其机制研究

重金属污染对水稻生长的影响及其机制研究

重金属污染对水稻生长的影响及其机制研究近年来,随着工业化等人类活动的不断发展,自然环境也遭受了前所未有的破坏。

其中,重金属污染是环境问题中的一大难题。

重金属具有毒性较强且不容易降解的特点,进入土壤和水体后,容易被水稻这种灵敏之物吸收,从而影响水稻生长,甚至危害人类健康。

针对这种情况,科学家们开展了一系列的研究,通过分析重金属在水稻中的积累机制和影响生长机制,来减轻其对自然环境和人类健康的危害。

水稻是全球最大的粮食作物之一,更是中国等亚洲国家的重要粮食作物。

然而,由于人类的活动,水稻生长环境中含有的重金属元素也越来越多。

重金属的污染不仅会破坏水稻生长环境中的微生物群落,也会通过根部进入水稻体内,堆积在植物器官内,影响其生长发育、产量和品质。

重金属元素对水稻生长发育的影响重金属污染会直接影响水稻的生长发育。

比如,与频繁使用化学肥料相比,长期使用含有铅、镉等重金属元素的化肥,易使水稻体内铅、镉等元素积累过多,产生毒害作用,影响水稻根系、幼芽等特征,进而抑制水稻生长发育。

此外,重金属元素还会影响水稻叶片的光合作用和植株的抗性。

重金属元素在水稻中的积累机制重金属元素积累在水稻体内的机制是多样的。

首先,重金属元素与肥料、污泥等直接联系,被带入水稻生长环境中,其中包括栽培土壤、施肥、灌溉、排放等。

其次,重金属元素还会通过水体污染,被吸收到秸秆、稻壳和水稻植株中。

最后,土壤微生物造成的生物地球化学过程也是重金属元素在水稻体内积累的重要原因。

之所以这种过程会对重金属元素累积起作用,是因为微生物可以增强重金属元素与根系间的接触,并更容易地在水稻体内聚集。

重金属元素影响水稻生长的机制重金属元素影响水稻生长的机制是多样的。

首先,重金属元素可以抑制水稻根部吸收养分的能力,进而影响水稻的营养代谢,造成枯死现象。

其次,重金属元素的积累过程容易造成机体内的重金属元素与抗氧化系统的不良兼容。

在这种情况下,重金属元素可以激发水稻产生更多的自由基分子,从而影响其代谢、内部结构和细胞系统的正常生长。

江汉平原水稻中重金属元素累积效应及迁移运转特征

江汉平原水稻中重金属元素累积效应及迁移运转特征

江汉平原水稻中重金属元素累积效应及迁移运转特征江汉平原是中国主要的水稻种植区之一,而重金属元素的污染对水稻的生长发育和食品安全带来了不可忽视的影响。

本文对江汉平原水稻中重金属元素的累积效应及迁移运转特征进行探讨。

一、重金属元素的来源和污染状况重金属元素是指密度大于5 g/cm3的金属元素,具有毒性和生物积累性,包括铅、镉、铬、汞、砷等。

重金属元素的污染主要来自人类活动,如燃煤、矿山开采、电子废弃物等。

江汉平原是中国著名的农业区域,重金属元素的污染主要来自灌溉水、土壤和气溶胶。

研究表明,江汉平原水稻种植区铅、镉、砷等重金属元素的污染较为严重,其中以镉的污染最为突出。

该地区的废水中镉、铅等重金属元素含量高于国家标准,土壤中镉、铅、砷等重金属元素的含量也高于国家二级限值。

重金属元素在水稻中的累积效应是指重金属元素在水稻生长过程中从土壤、水体、气态污染物中吸收,并逐渐积累在水稻不同器官中的过程。

这种累积效应会对水稻的生长发育、品质和人体健康产生危害。

研究表明,江汉平原水稻中的镉、铅、砷等重金属元素可以通过根系进入水稻,也可以经由空气和水蒸气进入植株。

水稻对不同重金属元素的吸收具有差异性,镉和汞可以积累在水稻中的各个部位,包括根、茎和叶,而铅和砷则主要积累在根部和叶片。

水稻中不同器官对重金属元素的累积能力也不同,根、茎、叶和籽实对重金属元素的吸收能力依次降低。

三、重金属元素的迁移运转特征重金属元素在水稻中的迁移运转特征包括根-茎-叶的分配、不同器官的转移和分配、以及膳食摄入对重金属元素摄入的影响等。

为了减少江汉平原水稻中的重金属元素污染,可以采取以下措施:1. 加强废水和废气的处理,严格控制重金属元素的排放量。

2. 深入研究土壤中重金属元素的迁移和转化特征,发展环境友好型的水稻栽培技术。

3. 通过土壤改良和肥料管理等措施,降低土壤中重金属元素的含量。

4. 选育优质、耐污染的水稻品种,减少重金属元素在水稻中的累积。

水稻重金属镉的吸收、转运和积累特性研究

水稻重金属镉的吸收、转运和积累特性研究

水稻重金属镉的吸收、转运和积累特性研究一、本文概述随着工业化和城市化的快速发展,重金属污染问题日益严重,其中镉(Cd)作为一种常见的重金属污染物,对环境和生物安全构成了严重威胁。

水稻作为全球一半以上人口的主食来源,其对重金属镉的吸收、转运和积累特性研究具有重要意义。

本文旨在深入探讨水稻对重金属镉的吸收、转运和积累机制,以期为降低稻米中镉含量、保障粮食安全提供理论依据。

文章首先介绍了重金属镉的来源、分布及其对环境和生物的危害,特别是对水稻生长和稻米品质的影响。

随后,综述了国内外关于水稻对镉吸收、转运和积累的研究现状,包括水稻对镉的吸收机制、转运途径、积累部位以及影响因素等方面。

在此基础上,文章重点分析了水稻根系对镉的吸收过程、镉在水稻体内的转运途径和机制,以及镉在稻米中的积累规律和影响因素。

通过综合分析已有研究成果,文章提出了降低稻米中镉含量的可能途径和措施,包括改良水稻品种、优化种植环境、调整施肥方式等。

本文的研究对于深入了解水稻对重金属镉的吸收、转运和积累特性,揭示稻米中镉含量形成的机理,以及制定有效的稻米镉污染防控措施具有重要的理论和实践意义。

本文的研究也有助于推动水稻重金属污染防控技术的创新和发展,为保障粮食安全和生态环境安全提供有力支撑。

二、水稻对重金属镉的吸收特性水稻作为重要的粮食作物,其对重金属镉(Cd)的吸收特性一直是环境科学和农业科学研究的重要课题。

Cd是一种非必需且有毒的重金属元素,其在环境中的积累会对水稻生长产生负面影响,进而威胁到人类健康。

因此,研究水稻对Cd的吸收特性对于控制水稻中的Cd含量、保证稻米安全具有重要意义。

水稻对Cd的吸收主要通过根系进行,根系能够直接与土壤中的Cd接触并吸收。

Cd进入根系后,一方面可以通过木质部运输到地上部,另一方面也可以通过韧皮部进行再分配。

水稻对Cd的吸收受到多种因素的影响,包括土壤中的Cd浓度、土壤pH值、土壤质地、水稻品种以及水稻生长阶段等。

江汉平原水稻中重金属元素累积效应及迁移运转特征

江汉平原水稻中重金属元素累积效应及迁移运转特征

江汉平原水稻中重金属元素累积效应及迁移运转特征江汉平原是中国主要的农业区之一,以其丰富的水资源和优越的自然条件而闻名。

水稻是江汉平原的主要粮食作物,对于当地的农业经济起着重要的作用。

随着工业化和城市化的发展,江汉平原的土壤中重金属元素的含量逐渐增加,引发了人们对水稻中重金属元素累积效应及迁移运转特征的关注。

一、重金属元素的污染来源江汉平原的工业化和城市化进程加剧了土壤中重金属元素的积累,主要包括镉、铅、铬、汞等重金属元素。

重金属元素主要来源于工业废水、废渣、机动车尾气等,通过大气降尘、水体输运、土壤累积等途径进入水稻生长的土壤中。

重金属元素的长期积累不仅污染了土壤环境,也通过水稻的吸收和富集影响到了人体健康。

三、重金属元素在水稻中的迁移运转特征一旦重金属元素被水稻吸收,它们会随着水稻的生长过程进行迁移运转。

在水稻的生长过程中,重金属元素主要富集在水稻的根系和地下茎部,而在地上部分的富集程度相对较低。

特别是在水稻的收获期,重金属元素更容易富集在水稻的籽粒中。

不同的重金属元素在水稻中的迁移运转特征也存在差异,铅、镉等重金属元素更容易富集在水稻的籽粒中,而铬、汞则更容易富集在水稻的根系和地下茎部。

四、减轻水稻中重金属元素的累积效应针对江汉平原水稻中重金属元素的累积效应及迁移运转特征,一些措施可以采取以减轻重金属元素对水稻的影响。

加强土壤的修复和污染防治工作,通过植物修复、土壤酸化和有机物添加等方法降低土壤中重金属元素的含量。

选择合适的水稻品种进行种植,例如耐镉的水稻品种能够减少重金属元素的富集。

科学合理的施肥和农药使用也能够减少重金属元素的迁移运转,降低其对水稻的影响。

江汉平原水稻中重金属元素的累积效应及迁移运转特征对于当地的农业生产和环境保护具有重要的意义。

加强对重金属元素污染的监测和防治,选择合适的水稻种植品种,采取合理的土壤修复和施肥措施,可以减轻重金属元素对水稻的影响,保障农产品质量和农业生产的持续发展。

江汉平原水稻中重金属元素累积效应及迁移运转特征

江汉平原水稻中重金属元素累积效应及迁移运转特征

江汉平原水稻中重金属元素累积效应及迁移运转特征江汉平原是中国的一个重要农业区域,其水稻产量在全国范围内具有重要影响力。

由于长期的工业化和城市化进程,江汉平原的土壤中存在着大量的重金属元素,这对于水稻的生长和品质构成了一定的威胁。

本文将对江汉平原水稻中重金属元素的累积效应及迁移运转特征进行探讨。

我们需要了解江汉平原水稻中重金属元素的累积效应。

研究表明,江汉平原的一些地区存在着土壤重金属污染的问题,其中水稻田的土壤中也会富集有机镍、镉等重金属元素。

这些重金属元素会通过水稻的吸收和转运途径积累在水稻植株的不同组织器官中,最终进入人类的食物链。

尤其是在烟火工业发达的城市周边地区,由于大量的工业废水和废气排放,土壤重金属污染问题尤为突出。

我们需要探讨江汉平原水稻中重金属元素的迁移运转特征。

研究发现,土壤中的重金属元素在水稻生长过程中会被植物根系吸收,然后通过植物的根、茎、叶等组织器官迁移运转。

水稻的生长发育阶段和生长环境也会对重金属元素的迁移运转产生影响。

水稻的根系吸收重金属元素的能力受土壤pH值、有机质含量等因素的影响,而水稻的幼苗期和成熟期对重金属元素的吸收和迁移也存在着差异。

江汉平原水稻中重金属元素的累积效应及迁移运转特征是一个复杂且值得关注的问题。

为了保障水稻生长的安全和水稻产品的质量,我们需要采取有效的措施减少土壤重金属的污染,同时也需要关注水稻对于重金属元素的吸收、转运和运转特征,从而制定合理的种植和管理策略,保障江汉平原水稻的安全生产和品质。

通过加强科研工作,我们可以不断深入研究水稻中重金属元素的积累效应及迁移运转特征,为江汉平原的农业生产和土壤环境保护提供科学依据和技术支持。

重金属污染对土壤农作物的影响

重金属污染对土壤农作物的影响

重金属污染对土壤农作物的影响随着现代化进程的加快,工业化和城市化发展迅速,重金属污染问题日益严重。

重金属污染对土壤和农作物产生了巨大的影响,引发了人们对食品安全和环境健康的担忧。

重金属是一类密度较高的金属元素,如铅、镉、汞等。

它们具有毒性和潜在的危害性,即使在微量下也可能对生态环境和人体健康造成损害。

重金属通常源自工业废水、农药、肥料、燃煤等。

这些污染物通过土壤吸附或植物吸收进入了农田系统,造成土壤污染和农产品的污染。

首先,重金属污染对土壤的影响是显著的。

土壤是农作物生长的基础,其质量直接关系到农作物的产量和质量。

重金属在土壤中的富集会破坏土壤结构,影响土壤的保水性和通气性。

一方面,重金属会抑制土壤微生物的活性,干扰土壤生态系统的正常运转。

另一方面,重金属积累在土壤中会导致土壤酸碱度的改变,影响土壤中营养元素的有效性,从而影响植物的生长和发育。

其次,重金属污染对农作物的影响也非常严重。

重金属从土壤中进入植物体内,可以通过根部吸收和叶片吸附两种方式。

一旦重金属进入植物体内,会累积在植物的各个部位,如根茎、叶片和果实中。

重金属的积累可能导致植物生长发育异常,叶片萎黄、畸形,根部生长受阻等。

此外,重金属可能还会干扰植物的光合作用和呼吸作用,影响植物的营养物质合成和能量代谢。

因此,重金属污染会对农作物产量和品质产生直接的负面影响。

重金属污染对土壤农作物的影响不仅仅局限于农田内部,还可能通过食物链进入人类体内,对人体健康产生危害。

人类通过食用受污染的农产品,摄入了大量的重金属。

某些重金属元素,如铅和镉,会在人体内蓄积并引发一系列健康问题。

铅会对神经系统和造血系统产生毒性影响,导致儿童智力发育不良和成年人的血红蛋白合成障碍。

镉是一种致癌物质,长期摄入会增加患肾脏疾病和骨质疏松症的风险。

因此,重金属污染对人类健康的潜在威胁不容忽视。

为了减轻重金属污染对土壤农作物的影响,我们需要采取有效的措施。

首先,工业企业要加强环保意识,采用先进的废水处理技术,减少或避免重金属污染物的排放。

重金属污染对水稻生长及粮食品质的影响研究

重金属污染对水稻生长及粮食品质的影响研究

重金属污染对水稻生长及粮食品质的影响研究近年来,重金属污染已经成为了环境保护和人类健康的重要议题之一。

据统计,全球约有3亿人受到重金属污染的影响,而重金属污染对农业生产也有着不小的影响。

特别是对于水稻这种重要的粮食作物,重金属污染可能会影响其生长和粮食品质,给农业生产带来巨大的影响。

水稻是许多亚洲国家的主要粮食作物,包括中国在内。

重金属污染对水稻生长的影响是由于其在灌溉、施肥和田间管理等环节中过量使用劣质肥料和化学物质而产生的。

重金属在土壤中长期积累,会对水稻生长产生不良影响。

例如,铅、镉、汞等重金属,会堵塞细胞壁上的孔隙,影响水稻的光合作用和气体交换,降低光合效率。

同时,重金属会干扰水稻吸收营养,如水稻吸收铁的能力。

这些都会直接导致水稻植株发育不良,减少水稻的产量和生长速度。

除了对水稻生长有不良影响外,重金属污染也可能会对水稻的粮食品质产生影响。

前人的研究表明,重金属在水稻种籽、稻米中的富集往往会导致水稻粮食中金属含量过高。

铅和镉等重金属超标对于人体健康具有慢性毒性和致癌性,长期食用重金属污染的水稻,会对人体健康造成潜在危害。

另外,超量的重金属含量也会导致水稻的口感和风味发生变化,影响到稻米的市场价值和消费者的需求。

针对这些问题,目前,一些国家已经开始积极探索解决方案。

一种方法是通过改进农作物种植方式和管理方法,减少重金属污染的产生。

比如,农民可以使用有机肥料,减少或避免使用化学肥料和农药,这样可以保证所种植的水稻不受到化学污染的影响。

另外,有些农业科技企业正在研发各种新型环保肥料和化学剂,为农民提供更安全和健康的选择。

另一方面,也有相关的学者从化学、生物、环境等多个领域展开基础研究,以更准确地了解重金属污染对水稻生长的影响和重金属的富集机制。

例如,通过研究水稻体内的非编码RNA的调控机制,分析水稻对于重金属的响应机制,为开发重金属抗性水稻提供科学依据和技术支持。

重金属污染对水稻生长和粮食品质的影响是一个系统性的问题,需要多方的参与和积极的探索。

中水灌溉下重金属在土壤中的垂直迁移及其对地下水的污染风险

中水灌溉下重金属在土壤中的垂直迁移及其对地下水的污染风险

中水灌溉下重金属在土壤中的垂直迁移及其对地下水的污染风险中水灌溉下重金属在土壤中的垂直迁移及其对地下水的污染风险近年来,随着工业化的不断推进以及人口快速增长,水资源的供给短缺已成为全球面临的重大挑战之一。

在这样的背景下,中水灌溉作为一种可持续利用水资源的方法,受到了广泛的关注和应用。

然而,中水灌溉的水质问题也引起了广泛的关注。

特别是,重金属的存在以及其对地下水的污染风险已成为中水灌溉的重要研究领域之一。

重金属是一类有毒物质,其在环境中的存在主要来源于工业废水、农药和化肥等因素。

在中水灌溉过程中,重金属可能会通过灌溉水进入土壤,并随后发生垂直迁移到地下水层。

这种垂直迁移的过程可能会对地下水造成污染风险。

首先,土壤是承载水分和养分的重要介质,其化学性质对于重金属的吸附和迁移起着至关重要的作用。

某些土壤具有较高的可抗性和吸附能力,可以有效地吸附重金属,降低其垂直迁移的风险。

然而,一些土壤中存在的污染物可能会降低土壤的吸附能力,使重金属更容易迁移到地下水层中。

其次,中水灌溉的水质问题也与土壤表面积和土壤渗透特性有关。

中水灌溉系统中的水分在土壤中的传输受到土壤的孔隙结构和土壤颗粒之间的间隙大小的影响。

如果土壤颗粒之间的空隙较大,灌溉水更容易通过土壤颗粒间的空隙渗透进入地下水层,从而增加了重金属的迁移风险。

此外,重金属的迁移也受到土壤pH值、有机质含量以及降雨量等因素的影响。

酸性土壤通常会导致重金属的释放,增加其向地下水层的迁移风险。

而土壤中的有机质含量较高时,可能会与重金属形成稳定的络合物,从而减少其垂直迁移的风险。

综上所述,中水灌溉下重金属在土壤中的垂直迁移会对地下水造成污染风险。

为了减少重金属的迁移风险,可以采取一些措施,如选用具有良好吸附能力的土壤材料,控制土壤的pH值和有机质含量等。

此外,定期对中水质量进行监测也是减少重金属迁移风险的有效手段。

对于地下水资源的保护,需要综合考虑水质治理与水资源管理的方案,并加强相关法规政策的制定与执行,以确保中水灌溉的可持续发展综上所述,中水灌溉下重金属在土壤中的垂直迁移会增加地下水的污染风险。

重金属污染对水稻生长的影响分析

重金属污染对水稻生长的影响分析

重金属污染对水稻生长的影响分析水稻作为世界三大粮食作物之一,生产量和消费量都非常巨大。

但是,近年来,随着经济的发展和工业的扩张,水稻面临严重的重金属污染问题,这不仅威胁着人类的健康,也影响着水稻产量和品质。

在这篇文章中,我们会着重分析重金属污染对水稻生长的影响,并探讨一些解决办法。

一、重金属污染对水稻的影响1. 影响水稻生长及发育重金属污染对水稻的生长和发育会带来负面影响,主要表现在水稻根部和叶片的生长明显减缓,叶面积变小,严重时会产生萎蔫、枯死等现象。

这是因为重金属在土壤中积累过多,超过水稻可忍受的范围,进而堵塞了水稻根部的细胞孔隙,阻碍了水的吸收和植物养分的吸收和转运,抑制酶系统的活性,干扰了花粉的发生和胚珠的受精,影响感光物质的生产和作用等多个层面的影响。

2. 影响水稻品质水稻中的重金属污染还会导致谷壳和胚芽的品质下降,与一般水稻相比,重金属超标的水稻中含有更多的吡啶、铜、镉等重金属元素,污染的水稻有可能造成安全隐患,长期摄入过多的重金属会严重危害人体健康。

二、重金属污染的来源与治理方法重金属污染主要来源于工业污染、垃圾堆积、农业化肥等。

如何治理重金属污染,降低水稻生长的影响呢?以下是一些治理方法:1. 植物修复技术植物修复技术是近年来被广泛使用的一种治理重金属污染的方法,它的主要原理是利用植物对污染物的吸收和代谢作用,将重金属从土壤中摄取出来。

大部分草本植物和一些植物如一些水藻、细菌等均能在特定环境下富集和抵抗重金属的毒害,将被吸收的重金属转移至其体内的不生命组分中。

因此,科学家们研究出了一些适合修复土壤中重金属的植物品种,例如铜绿微囊藻、油松等,它们能很好地修复重金属污染的土地。

2. 土壤微生物技术土壤微生物技术是通过利用土壤内固有的微生物来降解重金属,达到减少土壤重金属含量的目的。

典型的应用方法是微藻、细菌与水稻共生,土壤微生物技术的运用为重金属超标污染提供了一种新的控制技术。

3. 人工修复技术人工修复是利用人工力量进行修复。

重金属污染对水稻生长发育和稻米品质影响研究

重金属污染对水稻生长发育和稻米品质影响研究

2020.03种植技术地育秧的水分影响较大,需要注意进行人工调节,适时补充秧厢水分。

4 秧田管理秧田管理要注意“膜、水、肥、病虫害”几个问题。

“膜”指的是秧田覆盖的塑膜,主要是防止晴天出现高温烧苗。

秧苗进入一叶一心后,抗高温的性能下降,加上晴天易导致膜内温度过高,需要在晴天早上9点左右,将秧厢两头的塑膜揭开,进行通风降温。

如果秧厢较长,还需要增加揭膜的长度,可以揭起秧厢的中段,乃至全部揭去。

到插秧前一周,应该将塑膜全部揭去练苗。

由于阳光对塑膜有较强的老化作用,应该将塑膜全部揭去后稍微洗一洗泥土、叠好,避光保存。

育秧期间,要保证秧苗的水分需要。

旱育秧苗要避免苗床表土层的结壳、卷叶现象发生。

湿润育秧应该保证厢面有浅水,厢沟满沟水。

旱育秧在插秧前1天,应灌一次大水,达到厢面湿润、厢沟有水浸出,以软化土壤,利于起秧。

湿润育秧则应在插秧前一周,保持厢面的水层。

在整个育秧期间,可以用施尿素促进秧苗生长。

湿润育秧施肥时要保证厢面有3~5cm深的水层,应在秧叶露水干了之后施用。

旱育秧则主要是结合病虫防治,喷施0.1%的尿素和1%的磷酸二氢钾溶液。

在秧田期间,稻田主要虫害有稻蓟马、二化螟等害虫,主要病害有苗稻瘟等病害,应该根据病虫情况,在当地农业技术人员指导下进行防治。

在插秧前1-3天,可以施一次防治当地主要病虫的农药,增强秧苗的防病虫性能。

重金属污染不仅会对植物内部成分形成破坏,导致植物正常生长受到干扰,同时还会在人体食用带有污染的产品后,对人体健康形成威胁,是不可忽视的污染问题。

为更好展开重金属污染问题的防治,深入研究重金属污染对水稻生长所产生的影响,将会对后续防治方案制定产生积极作用。

通过大量研究发现,重金属对于水稻生长发育所产生的影响和表现,主要集中在以下几个方面:1 重金属对水稻生长发育的影响1.1 生长影响虽然重金属并不是稻米生长必要元素,但其还是会在生长过程中吸收一部分的重金属,会经由根系吸收后,到各个器官组织中实施分配。

重金属污染对水稻生长发育的影响研究

重金属污染对水稻生长发育的影响研究

重金属污染对水稻生长发育的影响研究随着人口和经济的增长,工业化进程正在不断加速,城市化不断推进,人们的生活和生产活动产生的废水、废气等各种排放物对周围环境构成影响,其中对水资源的污染成为一个严重的问题。

而地球上最珍贵的水资源,水稻生长发育对重金属的响应一直以来备受关注。

重金属是水稻和其他植物生长中的重要环境因素,但是过量或不当的应用会对水稻生长发育产生负面影响。

研究发现,镉、铅、汞等重金属是水稻生长中最为关键的污染因素之一。

当重金属浓度超过了植物自身承受的极限,就会对水稻的营养吸收和物理性质造成严重的危害。

例如铜被证实会影响水稻根系的形态,影响植物对营养元素的吸收。

锰是植物生长的必要元素之一,但当其浓度过高时,会抑制氧化还原反应,导致植物的根系生长受到严重影响。

镉的危害更为严重,会影响水稻生长发育的各个方面。

土壤中如果含有高浓度的镉,就会影响水稻吸收铁、锰、钙等必要元素,从而影响水稻的养分吸收、生长发育、产量和品质。

不仅如此,镉还会影响水稻的表观遗传学和代谢,因此,研究重金属污染对水稻的影响是必要的。

重金属在水稻生长中的毒性是复杂多样的。

一方面,重金属污染给水稻带来了直接的毒性,但另一方面也会通过不同的影响途径潜移默化地改变土壤、水体中氧化还原条件和物质的活性等物化特性,进而影响微生物的生长和代谢。

由此可见,研究重金属污染对水稻生长发育的影响不仅仅是防控单一因素的问题,更是要通过多学科交叉融合的方式,探索出尽量完善的解决方案。

那么,我们应该怎样有效地控制重金属污染,保证水稻的安全生长呢?首先,要加强重金属的监测,及时掌握土壤和水源中重金属含量的变化趋势,及时排除重金属污染的风险。

其次,要加强对重金属污染源的管控,严格限制农业生产、工业生产等废水、废气等排放行为,进行有效地污染物的净化处理。

最后,要注意土地的保护和利用,合理规划土地的使用,选择合适的土壤纳污和纳油观测点,确保土壤的健康状况。

同时,也要加强重金属污染修复和治理技术的研究和发展,根据不同的污染情况选择合适的处理方式,保证土地和水源的安全。

重金属在土壤-水稻体系中的分布、变化及迁移规律分析

重金属在土壤-水稻体系中的分布、变化及迁移规律分析

重金属在土壤-水稻体系中的分布、变化及迁移规律分析
以佛山市南海区小塘镇和高明区杨梅镇的标准农田为研究对象,分析重金属在土壤和水稻植株不同部位的分布及其随时间变化、迁移规律.结果表明:重金属被水稻吸收以后,多数仍滞留在土壤里,只有少量向地上部分迁移.重金属在水稻植株不同部位的质量分数分布由大到小的次序为:根→茎→籽→叶.水稻地上部分中4种重金属元素分布由大到小的次序是:Zn→Cu→Pb→Cd.水稻分蘖期重金属在根、茎和叶的积累量达到最大,随着时间的延续,在根部积累的重金属就越来越少,茎和叶积累的重金属在拔节期降至最小,随后又慢慢上升.4种重金属在水稻植株中的迁移能力由大到小依次为:Cd→Zn→Cu→Pb,但也有个别情况是Cu 的迁移能力大于Zn.。

土壤-水稻体系中污染重金属的迁移及其对水稻的影响

土壤-水稻体系中污染重金属的迁移及其对水稻的影响

土壤-水稻体系中污染重金属的迁移及其对水稻的影响
郑春荣;陈怀满
【期刊名称】《环境科学学报》
【年(卷),期】1990(10)2
【摘要】在温室条件下通过水稻盆栽试验,研究了植物对添加Pb、Cd、Cu、Zn 等重金属的吸收.结果表明,供试元素的迁移受本身的性质、交互作用、添加量以及土壤吸持强度所影响.植物对Pb、Cd、Cu、Zn的吸收系数与用等温吸附方程所表示的土壤吸附强度和金属元素的第一级水解常数值有关.离子冲量与稻谷产量的关系表明,它有可能作为一种污染总量控制指标,反映了总量控制中“有效态”的重要性.
【总页数】8页(P145-152)
【关键词】水稻;重金属;土壤;污染;离子冲量
【作者】郑春荣;陈怀满
【作者单位】中国科学院南京土壤研究所
【正文语种】中文
【中图分类】X530.323.1
【相关文献】
1.重金属在土壤-水稻体系中的分布、变化及迁移规律分析 [J], 关共凑;徐颂;黄金国
2.中轻度砷污染土壤-水稻体系中砷迁移行为研究 [J], 薛培英;刘文菊;刘会玲;段桂
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3.铜,砷在水稻—土壤体系中的迁移及其对水稻影响的研究 [J], 陈树元;许立凡
4.土壤-水稻体系中的重金属污染及其控制 [J], 程旺大;姚海根;吴伟;张国平
5.重金属污染土壤中Cd、Cr、Pb元素向水稻的迁移累积研究 [J], 陈慧茹;董亚玲;王琦;刘斌美;吴跃进;王钰
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Chemical Forms and Migration of Soil Heavy Metals in Paddy and Effects of Irrigation QIAO Zhen-fang et al ( State Key Laboratory of Hydrology-Water Resources and Hydraulic Engineering,Hohai University,Nanjing,Jiangsu 210098) Abstract The chemical speciation of heavy metals and its factors,heavy metals aborted and accumulated by rice plants,soil heavy metals migration and its factors were reviewed. Efficient irrigation led to huge changes in paddy soil environment,which would contribute to metals binding forms and its migration in soil-plant system. Migration and conversion of heavy metals in rice paddy with different irrigation should be further studied. Key words Heavy metal; Chemical forms; Migration; Paddy; Water-saving irrigation
土壤重金属污染在各国均有发生,是世界各国普遍关注 的环境问题之一。它不仅通过径流和淋洗作用恶化水环境, 而且通过食物链传递与富集等途径危及人类的生命和健康 等[1]。近年来,粮食作物尤其是水稻的重金属污染在世界各 国引起广泛关注。水稻对土壤重金属的吸收、分布和富集取 决于其有效性和运移能力[2]。灌溉模式的改变导致稻田土 壤理化性质、水稻生长规律等一系列变化,引起重金属在土 壤中的运移、赋存形态、生物有效性以及水稻吸收分布富集 等发生变化,使得重金属在作物吸收、渗漏淋失和地表径流 等方面产生差异[3 -4]。因此,重金属在土壤中的运移及其赋 存形态的研究,将为揭示不同灌溉的水稻对土壤重金属的吸 收、分布、富集规律及其机理提供依据。 1 土壤重金属赋存形态及其影响因素
土壤重金属与土壤中不同物质产生氧化 - 还原、吸附 - 解吸、沉淀 - 溶解、酸 - 碱等理化和生物反应过程,改变 其赋存形态,影响其运移和转化方式,改变其生物有效性。 1. 1 土壤重金属赋存形态 土壤重金属赋存形态最具代表 性的是 Tessier 等提出的连续萃取法[5]。它将沉积物或土壤 中重金属元素分为可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结 合态、有机物结合态、残渣态。各种形态在水中的溶解度不 同,其中可交换态和碳酸盐结合态与土壤结合较弱,在酸性 条件下易被释放,有较强的可移动性和毒性; 铁锰氧化物结 合态和有机结合态的活性、毒性居中,铁锰氧化物结合态在 还原条件下易溶解释放,有机结合态在氧化状态下易分解释 放; 残渣态的活性、毒性最小[6 -7]。稻田土壤重金属绝大部 分以残渣态存在于土壤中,有机态、铁锰氧化物结合态和碳 酸盐结合态含量一般大于可交换态。研究表明,水稻土 Cd、 Cr 残渣态含量分别占 43. 3% 和 89. 0% ,Cd 的铁锰氧化物结 合态含量占 26. 2% ,可交换态和碳酸盐结合态含量等 稻田土壤重金属赋存形态·运移规律及灌溉的影响
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的改变。 1. 2. 3 其他。土壤微生物种群、根际分泌物、改良剂以及冻 融作用等因素影响重金属在土壤中的赋存形态。土壤微生 物通过影响重金属的溶解、生物吸附、富集以及氧化还原性 来改变重金属的赋存形态。微生物通过氧化还原不但可以 把一些重金属离子还原成沉淀,而且可以把一些重金属离子 还原成可溶性的或挥发性的形态。研究表明,某种嗜重金属 菌能有效地吸收土壤中的重金属,利用菌根可以吸收和固定 重金属[18 -19]。根际分泌物也会影响土壤重金属的赋存形 态。有机酸可与 Cd、Fe、Zn 等重金属螯合,形成溶解性和移 动性强的复合物。与非根际土壤相比,小麦、大豆和玉米的 根际交换态 Cu 含量明显增加[20]。土壤中添加改良剂可调 节土壤 pH,促使重金属元素多以重金属沉淀物的形式存在, 如向土壤添加石灰能降低土壤中可溶态 Cr 浓度[21]。 2 水稻植株重金属吸收、分布及富集
9. 7% 和14. 8%[8]。 1. 2 影响因素 土壤重金属的赋存形态及其形态分布直接 决定了其有效性,而影响重金属赋存形态的因素多而复杂, 主要有土壤理化性质、有机质和微生物等影响因素。 1. 2. 1 土壤理化性质。土壤 pH 和氧化还原电位是影响重 金属赋存形态的主要因素。在还原条件下大部分重金属生 成难溶的硫化物,在氧化条件下重金属溶解态和交换态含量 增加[9]。土壤 pH 主要通过影响重金属化合物在土壤中的溶 解度来影响重金属的赋存形态。在碱性土壤中,多数重金属 以难溶的氢氧化物、碳酸盐和磷酸盐的形式存在,使得土壤 溶液中重金属离子浓度较低。土壤中交换态重金属含量随 pH 升高而减少,且降幅较大,碳酸盐结合态和铁锰氧化物结 合态重金属含量与 pH 均呈正相关。土壤 pH 下降 0. 38,土 壤 Cu 的 有 效 态 含 量 上 升 1. 95 mg / kg,上 升 幅 度 达 61. 51%[10]。水稻节水灌溉技术可提高稻田土壤氧化还原电 位 120% ~ 200%[11],必然引起土壤重金属赋存形态及其有 效性的变化。相关定量研究还有待开展。 1. 2. 2 有机质。土壤有机质通过影响重金属的赋存形态和 土壤颗粒对其的吸附能力来影响重金属的运移和生物有效 性。通常,有机质含量高的土壤对重金属的吸附能力高[12], 但有机质对不同重金属元素形态转化的影响存在差异。腐 殖酸能明显降低土壤中 Pb 的交换态、碳酸盐结合态和铁锰 氧化物结合态的含量,而有机结合态和残渣态的 Pb 含量则 明显提高[13]。向潮土中添加稻草和紫云英可促进外源 Cu 向紧有机结合态和不定形铁结合态转化,而对 Cd 的影响与 Cu 刚好相反,使 Cd 的生物活性增加[14]。对于有机质含量是 否影响重金属在土壤中的赋存形态,有不同的观点。朱娥婉 等认为,土壤中各种元素的含量都与有机质含量呈正相关, 但重金属各组分占全量的比例与有机质含量的关系并不密 切[15]。武少兴等认为,垂直土层剖面水溶态 Se 的含量与有 机质含量变化趋势一致[16]。稻田适度的水分调控加速土壤 有机质的分解[17]、稻田土壤有机质含量的下降、溶解性有机 碳含量增加,必然导致稻田土壤重金属赋存形态及其有效性
重金属富集则在拔节期出现最小值,随后有稍微上升的趋 势[23,26,34]。在相同条件下,水稻对重金属元素的富集不仅在 种间和种 内 存 在 差 异,而 且 在 同 一 品 种 不 同 部 位 存 在 差 异[30,32,35]。水稻根吸收重金属元素在向地上器官运输的过 程中,前一器官对重金属元素的富集能力会影响后一器官对 其的富集。刘建国等认为,水稻同一品种不同器官间 Pb 含 量呈正相关,相关性多为极显著或显著水平[27]。随灌溉及 其他生产措施进入土壤的重金属被土壤以不同的形式截留 固定,增加水稻植株对重金属的富集。已有研究表明,在我 国部分地区市售大米 10% 存在 Cr 超标[36]。 3 土壤重金属运移及其影响因素 3. 1 重金属在土壤中的运移 重金属在土壤中发生一系列 物理化学反应,使得进入土壤的重金属主要积累在 0 ~ 30 cm 耕作层,随着土壤深度的增加,重金属含量迅速减少[37]。除 汞受热易挥发进入大气外,大部分重金属元素滞留在土壤 中,土壤中的重金属易被植物吸收富集。进入大气的重金属 可通过重力、干湿沉降的作用重新回到土壤中,而土壤重金 属通过降雨淋溶渗透或地表径流等方式进入地下水等。重 金属的淋溶强度是评价其被淋溶渗透程度的主要指标。它 主要取决于淋溶液的 pH、土壤风化程度以及重金属元素种 类。张祥雨等研究认为,淋溶液的酸碱性对不同重金属元素 淋溶量的影响不同,Cd、Cr 淋溶量随着淋溶液 pH 的升高而 增加,Cu、Mn 和 Pb 的淋溶量则减小; 不同风化程度的煤矸石 在淋溶过程中重金属元素的淋溶量不同,Cd、Cr、Pb 淋溶量 与矸石风化程度的关系为弱 < 强 < 中,Cu、Mn 淋溶量与风化 程度的关系为强 < 弱 < 中[38]。
基金项目 作者简介
收稿日期
国家自然科学基金重点项目( 50839002 ) ; 水文水资源与水 利工程科学国家重点实验室自主研究项目( 2010585112) 。 乔振芳( 1985 - ) ,女,陕西神木人,硕士研究生,从事节水灌 溉理论与 新 技 术 研 究,* 通 讯 作 者,E-mail: xj2481 @ hhu. edu. cn。 2011-03-07
210098; 2. 河海大学水利水电学院,江苏南京 210098; 3. 江苏省昆山市水利技术推广站,江苏昆山 215300)
摘要 简述土壤重金属赋存形态及影响因素,水稻植株对土壤重金属的吸收、分布和富集,以及土壤重金属运移及其影响因素的研究进 展。针对不同灌溉导致的稻田土壤环境和水稻生长吸收功能等差异,提出不同灌溉模式下稻田重金属迁移转化规律有待研究的问题。 关键词 重金属; 赋存形态; 运移; 稻田; 节水灌溉 中图分类号 X 131. 3 文献标识码 A 文章编号 0517 - 6611( 2011) 16 - 09698 - 03
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2011,39(16) :9698 - 9700,9702
责任编辑 刘月娟 责任校对 李岩
稻田土壤重金属赋存形态·运移规律及灌溉的影响
乔振芳1,2 ,彭世彰1 ,徐俊增1,2* ,高晓丽1,2 ,宋 靖3 ( 1. 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京
水稻植株对重金属的吸收、分布和富集既受重金属赋存 形态、浓度及重金属种类、重金属共存情况、土壤理化性质和肥 料施用等因素的影响,又受自身遗传特性的影响[22 -27]。 2. 1 水稻植株重金属吸收 在相同条件下,不同的水稻品 种及同一品种的不同器官因外部形态和内部结构的差异, 吸收重金属的生理生化机制不同。因此,不同水稻品种对 重金属的吸收能力存在较大差异,且因生育阶段、器官的改 变而改变。李坤权研究表明,水稻品种之间 Cd 积累总量、 积累浓度及日积累量均存在 0. 05 水平显著性差异,且这种 差异与品种类型、器官及生育期密切相关[25]。水稻不同器 官对重金属吸收的优先顺序不同。水稻籽实对重金属 Cd 的吸收优先于 Cr、As 和 Hg; 水稻根对重金属 As 的吸收优 先于 Hg 和 Cd[28 - 30]。稻米 Cd 含量比茎叶含量高[28]。水稻 各生育期伤流液中 Cr 含量动态变化大小顺序为: 分蘖期、幼 穗发育期、抽穗扬花期、灌浆成熟期[31]。水稻植株对重金属 元素的吸收在营养生长阶段体现出主动吸收的特征。节水 灌溉的水分调控导致水稻根系活性及其吸收能力发生变化, 水稻扎根深度、根数、根的吸附面积增加,根系活力增强。这 些变化是否会促进水稻植株对重金属吸收,有待深入研究。 2. 2 水稻植株重金属分布 重金属在水稻植株体内的分布 受重金属种类及其共存情况、水稻品种、器官及生育期等因 素的影响。土 壤 中 重 金 属 被 水 稻 吸 收 以 后,主 要 集 中 在 根 部,只有少量向地上部分迁移。在新陈代谢旺盛的器官蓄积 量较多,而营养储存器官蓄积量则较少,一般在水稻植株不 同器官 的 质 量 分 数 由 大 到 小 的 次 序 为: 根 > 茎 > 穗 > 叶[25 -26]。不同的重金属在水稻植株体内各器官的分布规律 也有所不同。王广林等研究表明,水稻植株中 Cu 的分布规 律是根 > 茎叶 > 籽粒,Zn 的分布则是茎叶 > 根 > 籽粒[32]。 水稻根吸收重金属元素后因其种性的不同在植株器官分布 存在差异。周鸿凯等研究认为,9311 根和糙米中 Cd 含量明 显高于嘉-48 和嘉-51[33]。 2. 3 水稻植株重金属富集 重金属在水稻植株不同部位富 集是一个动态变化的过程。一般,在分蘖期水稻根、茎、叶中 重金属出现富集峰值,此后随时间的推移,根、叶的重金属富 集呈下降趋势,在拔节期后叶片重金属含量趋于稳定,茎中
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