施硅对污染土壤中铬形态及其生物有效性的影响

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1、李淑仪等：施硅对污染土壤中铬形态及其生物有效性的影响231施硅对污染土壤中铬形态及其生物有效性的影响李淑仪1，林翠兰2，许建光3，蓝佩玲1，廖新荣1，王荣萍11.广东省生态环境与土壤研究所，广东广州510650；2.广东省土壤肥料总站，广东广州510500；3.广州市番禺区环境监测站，广东广州511400摘要：关于硅对蔬菜重金属生物有效性和对菜田土壤重金属铬形态影响的问题的研究目前仍嫌较少，该文采用盆栽试验结果讨论了在铬污染菜田土壤上施不同量硅对铬形态和蔬菜生物有效性的影响作用。研究表明，在铬污染条件下，施可溶性硅酸盐，与对照相比，土壤的交换态铬含量降低，而沉淀态铬和残渣态铬含量提

2、高，因而可降低铬的蔬菜生物有效性，使小白菜（Brassicachinensis）体内的铬含量明显降低。同时还可使小白菜的生物量显著提高。关键词：硅；铬；铬形态；小白菜；生物有效性中图分类号：X131.3文献标识码：A文章编号：1672-2175（2008）01-0227-05李淑仪等：施硅对污染土壤中铬形态及其生物有效性的影响231目前，土壤重金属铬污染日趋严重，铬已经成为土壤和水体重要的污染元素[1]。低浓度的铬有利于植物的生长发育[1]，但植物体内积累过量的铬，又会产生毒害作用，直接或间接的对人类健康造成危害[2-3]。因此，避免污染土壤的重金属流入水体和进入食物链，保障人类和

3、生物健康安全，实现经济社会可持续发展，已引起国际社会和环保人士的广泛关注。重金属污染而言，采用酸溶淋洗方法，在溶出重金属同时也会溶出大量营养物质，不仅导致土壤贫瘠化且还会造成二次污染；植物修复有环保的优点，但修复效率低、时间长，对农地而言还有与农作物争时争地的矛盾；目前学术上成为研究热点的螯合诱导植物修复技术，部分地弥补了单纯植物修复效率低的缺点，但该方法会耗废大量的螯合诱导药剂，投入大，不符合国情，且原本大量不可溶态的重金属，经螯合诱导药剂淋溶，会增加污染地下水的环境风险。更值得关注的是，重金属污染来源广泛，有来自污水、垃圾的，也有来自大气输送沉降，甚至农用化肥、农药及有机肥，都

4、可以导致程度不同的重金属污染。鉴于我国人多地少、人地矛盾突出，采用“绿色、环保”的植物修复来进行大规模的重金属污染耕地生态重建的可能性不大。广东土地价格昂贵，植物修复技术更难以推广。可见，重金属污染区农产品优质安全生产的施肥钝化修复技术有其重要意义和迫切性，根据有关研究结果，对植物毒性强的活性重金属含量占土壤重金属总量的比例是很低的，大部分重金属是以作物难以利用的有机结合态、碳酸盐及硅酸盐、磷酸盐以及铁、锰、铝结合态、残渣态形式存在。因此，只要开发适当的技术，使土壤重金属更多地转化成生物无效态的形态，最大限度地阻断重金属向生物有机体转移，即可达到原位钝化的目标。在目前土壤重金属铬污

5、染日趋严重，土壤修复还不是很成熟的情况下，向土壤中添加改良材料降低土壤重金属铬活性，抑制作物对土壤重金属铬的吸收，从而达到控制土壤重金属铬通过食物链对人畜产生毒害的目标，不失为一个好方法。自从1804年DeSaussure首次描述了植物体含有硅之后，大量的研究发现硅在抑制许多作物吸收重金属方面有很重要作用[4-6]，目前，硅对提高铝[7-10]和锰[11-12]毒害抗性的研究较多。但在硅抑制植物吸收重金属生物机理方面还没有形成一个统一的认识。本文主要通过小白菜（Brassicachinensis）盆栽试验，探讨施硅对土壤重金属的调控机制，为进一步研究重金属污染土壤的施肥钝化修复提供

6、资料，为开发典型重金属污染施肥钝化修复技术打下基础，从而为农地重金属污染条件下的农产品安全生产技术提供理论依据。1材料与方法1.1供试材料供试土壤：采自广州郊区增城，为水稻蔬菜轮作土壤，属无铬污染的清洁土壤，风干后过2mm筛，其土壤总Cr10.0mg·kg-1，pH4.70，有机质12.50g·kg-1，速效N、P、K分别为58.09、12.92、37.80mg·kg-1。供试肥料：用硅酸钠（Na2SiO3）作硅肥，氮、磷、钾肥分别用尿素、磷酸二氢钾、硫酸钾，全部均为分析纯。供试外源性Cr源：优级纯的Na2Cr2O7。李淑仪等：施硅对污染土壤中铬形态及其生物有效性的影响231图1盆

7、栽试验小白菜全株生物量Fig.1TotalbiomassinBrassicachinensis盆栽作物：供试小白菜（Brassicachinensis）品种为矮脚奶白，是华南主要栽培品种之一，由广州长合种子有限公司提供。1.2试验方法盆栽试验方案：试验共16个处理，为2因素4水平完全随机区组试验设计，重复4次（即4盆），每盆种6株菜，每盆装土9kg，氮、磷、钾施用量分别为N0.15g·kg-1土、P2O50.15g·kg-1土、K2O0.2g·kg-1土。硅肥以硅酸钠