加剧酸化对土壤有效态Cd和水稻的影响

【目的】通过引用酸化材料加剧土壤酸化,探究Cd污染土壤酸化后,土壤pH值改变对土壤中Cd活性及水稻产量、质量的影响,为Cd污染土壤的修复治理提供理论支撑。【方法】开展土壤培养试验,分析Cd污染土壤施用酸化材料后土壤pH值及有效态Cd含量的动态变化,探究土壤pH变化对Cd活性的影响;开展水稻盆栽试验,分析土壤酸化后水稻生物量、产量及其构成因素、水稻植株及稻米Cd含量的变化,探究土壤pH降低对水稻产量、质量的影响。【结果】施用酸化材料能精准降低土壤pH,使试验土壤形成一定的pH梯度。土壤pH值降低0.33、0.67个单位,土壤有效态Cd含量分别增加0.04、0.07 mg/kg,增幅达21.05%、36.84%,土壤有效态Cd和土壤pH之间呈显著的负相关关系。土壤pH降低导致水稻生长受到抑制,植株瘦弱,与对照相比,pH 4.77、5.11处理的水稻地上部生物量分别降低9.61%、2.48%。水稻有效穂数、穗实粒数、结实率随土壤pH降低而减少,导致pH 4.77、5.11处理的水稻产量较对照减少11.58%、1.74%。土壤酸化致使重金属活化,导致水稻植株及稻米对Cd的富集能力增强,pH 4.77、5.11处理植株Cd含量较对照分别增加87.52%、1.13%,稻米Cd含量较对照分别增加134.55%、165.45%。【结论】土壤pH影响Cd的形态,土壤酸化使Cd的生物有效性增加,土壤有效态Cd和土壤pH之间呈显著的负相关关系。土壤酸化使水稻生长受阻,地上部生物量降低,成穗数与实粒数减少,产量降低,同时亦加剧土壤Cd活性,使水稻对Cd的吸收和富集能力增强,被重金属污染的风险也相应增加。