不同性质硅肥影响土壤生物有效态镉砷的主要因素

为研究硅肥影响土壤中生物有效态镉(Cd)和砷(As)的主要因素,选择不同性质的3种碱性硅肥[Na_(2)SiO_(3)、 CaSiO_(3)与ASSF (pH 9~11)]和一种弱酸偏中性可溶硅肥(NSSF,pH 5~6)并通过添加不同用量硅肥(25~800 mg·kg^(-1),以Si计)开展室内土盆试验,淹水共育21 d后对土壤基本理化性质进行检测,同时利用薄膜扩散梯度(DGT)提取土壤生物有效态Cd和As.结果表明,不同性质硅肥施用对土壤基本理化性质的影响差异显著,具体来说:3种碱性硅肥均显著提升土壤pH值(P<0.05),其中Na_(2)SiO_(3)提升土壤pH能力最强;而NSSF的施用则显著降低土壤pH值但提升了土壤Eh值(P<0.05),每单位质量(mg) Si添加量的NSSF可使土壤pH下降0.001 7个单位;在Si添加量达到400 mg·kg^(-1)后,3种碱性硅肥和NSSF土壤pH和Eh变化都趋于平缓.4种不同性质硅肥提升土壤有效硅含量能力为:NSSF>Na_(2)SiO_(3)>ASSF>CaSiO_(3).3种碱性硅肥可显著降低土壤DGT-Cd浓度而提高土壤DGT-As浓度(P<0.05),但是在CaSiO_(3)添加量为100 mg·kg^(-1)(以Si计)时,可以在显著降土壤DGT-Cd浓度的同时(降低约50.89%)又不引起DGT-As浓度大幅度上升;而NSSF使得土壤DGT-As浓度显著降低,土壤DGT-Cd浓度显著增加(P<0.05),Si添加量为400 mg·kg^(-1)时,土壤DGT-As浓度基本达到稳定状态,降As率达85.87%.对影响DGT-Cd和DGT-As浓度因素进行相关性分析,发现土壤pH是影响DGT-Cd浓度和DGT-As浓度的主要因素,其次是土壤Eh;土壤有效硅与土壤有效磷本身对土壤Cd和As生物有效性影响可忽略不计;施用碱性硅肥当土壤pH为6.5~7.0时,土壤DGT-Cd浓度基本达到最低值;而施用NSSF使得土壤pH为5~5.5时,DGT-As浓度基本达到最低值.明确硅肥降低土壤中生物有效态Cd和As主要影响因素对确保农业绿色发展以及促进粮食安全生产有重要的指导意义.

连续施硅对双季稻镉硅累积效应的影响

为研究硅肥对土壤镉生物有效性以及双季稻对镉硅积累的影响,在稻田土壤镉较高[ω(总Cd)为1.03 mg·kg^(-1)]污染条件下,开展双季稻连续基施硅肥180 kg·hm^(-2)(以SiO_(2)计)的田间定位试验.结果表明,双季稻田连续施用硅肥能够增加土壤有效硅含量,增幅为108.1%~275.0%,同时提高土壤1.15~1.33个pH单位,施用硅肥早、晚稻土壤DTPA-Cd含量降幅分别为12.3%和15.9%,差异达显著水平;施硅促进了土壤镉向稳定形态的转化,土壤可交换态EXC-Cd含量降幅为2.6%~5.1%,QW处理降低达显著水平;施硅肥处理,碳酸盐结合态CAR-Cd含量降低,降幅为8.6%~24.9%,显著增加了铁锰氧化态FMO-Cd含量,增加了土壤有机结合态OR-Cd含量,增幅为2.3%~12.8%,残渣态RES-Cd含量增幅为2.3%~6.0%;连续施硅肥降低了水稻对镉的积累,早稻根、茎叶和稻米平均降幅分别为38.4%、 49.7%和50.9%,晚稻根、茎叶和稻米平均降幅分别为30.6%、 34.4%和39.2%;硅处理显著降低了水稻根吸收系数(AF_(土/根)),降幅为25.5%~49.6%,同时降低了水稻根向茎叶的转运系数(T_(根/茎叶)),降幅为13.5%~52.6%,差异显著,早、晚稻稻米镉富集系数(BAF)分别平均降低6.0%和8.0%,其中粉末状硅肥对降低水稻镉吸收效果最佳.综上表明硅肥能够降低水稻对镉的吸收积累,然而硅肥持续性降镉效应不明显.