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水稻能够积累比其它谷物主食高10倍以上的As浓度,这是淹水条件下水稻土As有效性增加以及As通过Si转运通道,进入水稻体内的综合结果。因此,从去除土壤As的角度出发,水稻是一种潜在的As污染水稻土的修复植物。本研究将水稻作为修复植物,探究水稻对As污染水稻土的修复潜力。第一部分在淹水条件下以水稻作为修复植物,结合梯度扩散薄膜技术(Diffusive gradients in thin-films,DGT),对水稻进行全生育期栽培,探究水稻对水稻土As的提取效果。第二部分承接第一部分的研究内容,探究在水溶性有机肥添加条件下水稻对土壤As的强化提取效果。主要研究结果如下:(1)持续淹水条件下,水稻使土壤孔隙水As以及DGT-As浓度显著下降。从淹水54天起(分蘖期开始),种水稻处理孔隙水As浓度比不种水稻处理低4.8-49.8%,不断靠近清洁对照。二维DGT-As结果表明水稻收获时水稻根际平均DGT-As浓度从非根际的274μg/L下降到118μg/L,比清洁对照低25.9%。(2)从水稻不同部位As积累量来看,水稻对水稻土As的提取主要集中于根部(包括根表铁膜),占比高达95%。为进一步探究水稻根系在实验中的重要性,将种水稻处理分为留根与去根继续淹水。实验结束时,去根处理孔隙水As浓度比留根处理低48.5%,去根处理DGT-As浓度比留根处理平均低18.7%。(3)修复后种植的水稻幼苗结果显示,种水稻去根处理水稻幼苗积累的As浓度从污染对照的109.2 mg/kg下降到53.6 mg/kg,比留根处理低29.5%,验证了水稻可以有效提取土壤As,表明水稻作为修复植物的关键在于收获时从土壤中移除水稻根系。(4)水溶性有机肥的添加可以促进微生物的繁殖,加强As还原菌的呼吸作用,使arrA基因丰度达到不添加水溶性有机肥(CK-SM)的3.9倍。在此条件下,水稻对土壤有效态As的高效提取使添加水溶性有机肥种水稻处理(SM+Rice+SOF)孔隙水总As浓度比不添加水溶性有机肥种水稻处理(SM+Rice)低34.4%。SM+Rice+SOF水稻根际DGT-As浓度比SM+Rice水稻根际低,两者的差异从分蘖期的4.4%上升到灌浆成熟期的15.7%。(5)在水溶性有机肥添加促进水稻土As释放的条件下,SM+Rice+SOF水稻提取的总As浓度比SM+Rice高35%。而增加的As浓度主要集中在根部,占比高达97.5%。这些结果表明,水稻根部提取的土壤As是水稻修复成功的关键,添加水溶性有机肥是强化水稻对水稻土As提取效果的有效措施。