土壤-烟草系统中铅的迁移转化特征研究

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:caojinhe1118
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近年来,随着现代工农业的快速发展,我国土壤重金属污染日趋严重。铅是一种极具生物毒性的重金属元素,不仅降低农产品产量和品质,还可在土壤-作物-农产品中迁移。烟草是我国重要的经济作物,其对土壤铅具有较强的适应和吸收能力,导致我国部分国产香烟中铅含量较高。本研究通过盆栽试验,研究烟草铅吸收与分布和植烟土壤铅形态分布特征,探究磷和硅对土壤-烟草系统中铅迁移过程的影响,探索降低烟叶铅含量的可行措施。主要研究结果如下:(1)不同生育期烟草各器官铅含量随土壤铅浓度(0~500 mg·kg-1)的增加而升高,各器官铅含量介于13.8mg·kg-1~180.7 mg·kg-1之间。烟草对铅的吸收与转运主要在旺长-现蕾阶段,其积累量可占全生育期积累总量的44.9%~57.5%。铅在烟草各器官的含量分布为根>茎>叶,其在叶片的含量分布表现下部叶>中部叶>上部叶。CK处理时,烟草体内氯化钠提取态、醋酸提取态和盐酸提取态占总量的66.49%~72.40%根部与叶部乙醇提取态铅随铅浓度的升高显著增加。CK处理时,亚细胞组分中铅含量细胞壁>可溶部分>细胞器;随着铅处理浓度的升高,根部可溶部分的分布比例大幅升高(增加9.9~24.3个百分点),表明铅浓度的增高加剧了烟草体内铅的活性与迁移性。随生育期的后移,烟草叶部铅含量、富集系数和转移系数呈先降低后升高的趋势,可见烟草生育后期仍对铅具有较强的吸收和转运能力。(2)外源铅加入土壤后,活性较高的交换态铅、碳酸盐结合态铅和铁锰氧化物铅结合态占铅总量的60.8%~84.34%。烟草种植下的根际效应一方面促使了土壤铁锰氧化物结合态向碳酸盐结合态和可交换态转化,增加了土壤铅的有效性;同时也有部分铁锰氧化物结合态铅向有机态和残渣态转化。随烟草生育期的延后,可交换态和碳酸盐结合态铅呈下降趋势,有机态和残渣态呈上升趋势。烟草根际效应对土壤铅形态的影响主要体现在旺长期与现蕾期,在团棵期和成熟期对根际土壤铅形态分布的影响较小。(3)施磷有利于促使根际与非根际土壤可交换态铅和碳酸盐结合态铅向铁锰氧化物结合态、有机态和残渣态转化,不同施磷处理下土壤可交换态铅含量降低23.8%~46.1%,但过量施磷对降低土壤铅有效性的效果有限。施硅有利于促使土壤可交换态铅向铁锰氧化物结合态、有机态和残渣态转化,不同施硅处理下土壤可交换态铅含量降低6.0%~34.1%。磷、硅配施可使土壤可交换态铅向铁锰氧化物结合态、有机态和残渣态转化,土壤可交换态铅含量降低50.1%~50.7%,表明磷、硅配施可进一步降低土壤铅的有效性。施磷可显著降低烟叶富集系数和转运系数,分别降低了42.2%~62.5%和32.54%-40.7%。一定的施硅量(290~580 mg·kg-1 SiO2)可显著降低烟叶富集系数和转运系数,分别降低了6.3%~10.7%和14.7%~22.3%。配施磷和硅可显著降低烟叶富集系数和转运系数,分别降低了52.6%和13.8%。可见,施磷和施硅可有效降低土壤-烟草系统中铅的迁移,进而降低烟叶铅含量,其中配施磷和硅效果更佳。
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