天然富硒土壤上三种蔬菜对硒的吸收与转化差异

【目的】研究对硒(Se)不同敏感性蔬菜对天然富硒土(Se≥0.4 mg/kg)中硒的吸收和转化差异,为富硒土壤生产富硒蔬菜提供理论与技术指导。【方法】以大蒜、芥菜和菠菜三种蔬菜为试验材料,在全硒含量为0.29、0.58、0.98、2.07 mg/kg的四种土壤上进行了盆栽试验(依次标记为Se0.29、Se0.58、Se0.98、Se2.07),并测定四种土壤中不同形态硒的含量。芥菜和菠菜于生长40 d、53 d、68 d和82 d后取样,测定蔬菜可食部分硒含量;于生长97 d后收获,分为根部和地上部。大蒜于生长42 d、68 d、82 d、120 d后取样,测定地上部硒含量;于生长165 d后收获,分为根部、鳞茎和叶。测定供试蔬菜总硒含量、有机硒含量,计算不同硒含量土壤上蔬菜对硒的吸收和转化系数。【结果】三种蔬菜中芥菜的生长对土壤硒最为敏感,芥菜可食部位生物量鲜重以Se0.29处理最高,菠菜和大蒜均以Se0.58处理最高,与Se2.07处理均达显著差异。三种蔬菜地上部硒含量在整个生育期总体呈现增加的趋势,不同生育期均表现为大蒜>芥菜>菠菜。收获期三种蔬菜各部位的硒含量随着土壤硒含量(0.29~2.07 mg/kg)的增加而增加,表现为Se2.07> Se0.98> Se0.58> Se0.29,Se2.07处理的菠菜地上部和地下部硒含量分别是其Se0.29处理的8.63倍和7.10倍,芥菜是12.25倍和23.29倍,Se2.07处理大蒜鳞茎和叶部硒含量是Se0.29处理的39.92倍和4.90倍;可食部位硒含量为大蒜(7.25~289μg/kg)>芥菜(1.22~14.9μg/kg)>菠菜(0.73~6.30μg/kg),均表现为地下部>地上部,Se2.07处理菠菜根部硒含量是茎叶的4.80倍,芥菜是12.06倍,大蒜是8.22倍。在富硒土壤Se0.98和Se2.07处理条件下,大蒜和芥菜能从土壤中富集硒,吸收系数是菠菜的3.06~8.47倍和1.58~5.8倍,均达到了富硒蔬菜标准(≥0.01 mg/kg)。三种蔬菜可食部位有机硒含量占总硒比例为73.5%~84.7%,并随土壤硒含量的增加而增加,其中Se2.07与Se0.29处理差异显著;蔬菜硒含量不但与土壤总硒含量相关,而且与有效态硒含量呈显著正相关。【结论】蔬菜种类和土壤硒含量均影响蔬菜硒的吸收、转化和富集。三种蔬菜对土壤硒的敏感性以芥菜最强。蔬菜硒含量和可食用部位有机硒的转化率均随着土壤硒含量的增加而增加,与土壤总硒含量和有效态硒含量呈显著正相关。富硒能力为大蒜>芥菜>菠菜,在天然富硒土壤上生长的大蒜和芥菜硒含量易达到富硒蔬菜标准,而菠菜未显示出富硒能力。因此,虽然土壤硒含量高影响了大蒜和芥菜的生长,但大蒜和芥菜具有较强的将硒转移到可食部位的能力,可作为富硒蔬菜生产。

长期施用污泥对土壤-萝卜系统重金属积累及土壤养分含量的影响

为了探究不同用量污泥长期施用后对土壤-萝卜系统中重金属及土壤养分含量的影响,采用长期定位试验,研究连续10年单施化肥(CK)以及施用不同用量(4.5、9、13.5、18 t·hm^(-2))污泥对土壤、萝卜叶(地上部)和萝卜(地下部)中重金属(Pb、Cd、Cr、Ni、Cu、Zn)累积情况及土壤pH、有机质及氮磷钾含量的影响。结果表明:连续施用10年后,单施化肥和不同用量污泥处理对萝卜产量影响不大,土壤、萝卜叶和萝卜中的Pb、Cd、Cr、Ni、Cu和Zn含量均随污泥施用量的增加而增加,且中高量和高量污泥处理中重金属的累积量较大,显著或极显著高于对照、低量和中量处理。中量以上污泥处理土壤的Pb、Cr、Ni和Cu超出了土壤环境质量国家标准;除高量污泥处理Pb超标外,其他处理萝卜的各重金属含量均未超过食品安全国家标准。与CK处理相比,长期施用不同用量污泥能提高土壤pH 0.58~0.71个单位,并显著或极显著地提高有机质、全量氮磷以及速效氮磷含量。研究表明,连续10年施用不同用量污泥,土壤和萝卜中Pb、Cd、Cr、Ni、Cu、Zn的含量随污泥用量的增加而增加,其中Pb、Ni、Cr和Cu出现超标现象,萝卜中的重金属含量除高量污泥处理中Pb超标外,其他处理均未超过食品安全国家标准。随着作物产地土壤中污泥施用年限增长或用量增加,食品安全应得到更多的重视。

不同生育期施加超细磷矿粉对水稻吸收和转运Pb、Cd的影响

为了探究水稻不同生育期施加超细磷矿粉(100 nm)对Pb-Cd污染土壤Pb、Cd吸收和转运的影响,采用盆栽试验,研究了插秧前、分蘖期和扬花期施加不同用量的超细磷矿粉对水稻稻谷产量,植株Pb、Cd的吸收转运及对土壤中Pb、Cd形态的影响。结果表明,不同生育期施加超细磷矿粉的水稻稻谷产量增加了9.70%~26.60%,显著高于对照和普通磷矿粉处理。水稻根、茎叶、稻壳和稻米中Pb、Cd含量均随超细磷矿粉用量的增加而降低。插秧前施加超细磷矿粉稻米中Pb含量显著低于对照(75.7%~79.1%)和普通磷矿粉处理(73.5%~77.3%),降低效果好于分蘖期(51.4%~69.1%)和扬花期(51.9%~61.5%);而扬花期施加稻米中Cd含量显著低于对照处理(44.3%~71.9%)和普通磷矿粉处理(44.1%~71.8%),降低效果好于插秧前(32.7%~45.8%)和分蘖期(28.2%~39.9%)。施加超细磷矿粉后稻米中Pb、Cd含量大部分低于国家食品的限量卫生标准GB 2762-2017(≤0.2 mg·kg^-1)。扬花期施加超细磷矿粉降低土壤交换态Cd的效果(16.8%~33.4%)好于插秧前(18.0%~27.8%)和分蘖期(11.8%~27.9%),插秧前施加超细磷矿粉降低土壤交换态Pb的效果(143.8%~193.3%)好于分蘖期(103.2%~183.4%)和扬花期(56.0%~160.6%)。土壤中交换态Cd、Pb含量与稻米中Cd、Pb含量呈显著正相关,相关系数分别达0.856和0.946。水稻Cd、Pb的吸收系数和初级转运系数均随超细磷矿粉用量的增加而降低,与对照差异显著。因此,超细磷矿粉可通过钝化土壤中交换态Pb、Cd,降低水稻对Pb、Cd的吸收转运,并提高稻谷产量。建议超细磷矿粉用量为2 g·kg^-1土,单独Pb污染或Cd污染的土壤可分别在种植前或生长旺期施用,而复合污染的土壤在种植前施用综合效果较佳且操作方便。