黃土高原農(nóng)田土壤Cd和P形態(tài)分級及生物有效性研究.pdf

1、以黃土高原自北向南12個0～20cm耕層土壤為供試土樣，以小麥為供試作物，通過室內(nèi)分析和盆栽試驗，在測定Cd、P在不同土壤中的形態(tài)分布特征及其影響因素的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究了Cd、P在植株體分布、以及添加Cd對植物生長、光合熒光參數(shù)等的影響，初步揭示黃土高原Cd、P的生物有效性。通過研究，獲得以下主要結(jié)論： 1.黃土高原主要農(nóng)田土壤中P、Cd形態(tài)分布特征 黃土高原供試土壤各形態(tài)P含量總體分布特征為：HCl-P>Residua

2、l-P>NaHCO3-Po>NaHCO3一Pi>NaOH-Po>NaOH-Pi>H2O-P，以HCl-P和Residual-P為主，二者共占全P含量的88.33％。土壤P含量總體分布為：南高北低。 黃土高原土壤各形態(tài)Cd含量自北向南均呈不同程度的增加趨勢。種植小麥后，盡管土壤中全Cd含量明顯下降，但Cd形態(tài)由以鐵錳氧化態(tài)和有機結(jié)合態(tài)為主，轉(zhuǎn)化為以交換態(tài)、鐵錳氧化態(tài)及碳酸鹽結(jié)合態(tài)為主，說明栽培小麥后會導(dǎo)致黃土高原土壤Cd活性增加，

3、潛在危害更大。 2.添加外源Cd后土壤-小麥體系中P、Cd的形態(tài)分布 在小麥拔節(jié)期，與對照相比，添加外源Cd后小麥莖葉及根系中P含量及累積量均顯著下降，Cd對小麥莖葉及根系P含量及累積量均表現(xiàn)出顯著的抑制作用。對照處理中，小麥根系中Cd含量大于莖葉；而添加外源Cd后，小麥莖葉中Cd含量卻大于根系，其機理還有待進一步研究。當結(jié)合生物量，用累積量評價時，無論添加Cd處理與否，Cd累積量均表現(xiàn)為莖葉>根系。添加外源Cd使盆栽試

4、驗土壤中Cd形態(tài)發(fā)生顯著變化，主要表現(xiàn)為土壤中活性最大的交換態(tài)Cd含量及占全Cd百分含量顯著增加。 3.添加外源Cd對小麥生物學(xué)特征及光合熒光參數(shù)的影響 添加外源Cd后，各供試土樣小麥生長均受到極顯著抑制(P<0.01)，表現(xiàn)為葉片失綠，植株矮化，地上部及根系生物量降低，分蘗數(shù)減少。添加外源Cd處理，導(dǎo)致小麥拔節(jié)期葉片葉綠素含量指標值(SPAD值)極顯著降低(P<0.01)；Cd對小麥SPAD值的影響隨著生育期推進抑制作

5、用逐漸加強。 添加外源Cd對不同供試土壤小麥分蘗期光合速率(Pn)、胞間CO2濃度(Ci)、氣孔導(dǎo)度(Gs)和蒸騰速率(Tr)的影響缺乏規(guī)律性，但到拔節(jié)期，Cd對Pn、Ci、Gs、Tr均產(chǎn)生明顯的抑制作用。說明Cd對小麥葉片光合參數(shù)的影響因生育期和供試土壤不同而異，但總體上隨生育期推進對其抑制增強。 添加外源Cd后葉片最大熒光產(chǎn)量(Fm)值明顯降低，說明Cd對葉片F(xiàn)m表現(xiàn)出明顯抑制作用，小麥分蘗期及拔節(jié)前期葉片初始熒光(

6、Fo)值明顯降低，Cd對葉片F(xiàn)o表現(xiàn)出明顯的抑制作用。到拔節(jié)后期，抑制作用逐漸減弱，表現(xiàn)出完全相反的兩種情況。說明Cd對小麥的Fm和Fo的抑制作用隨生育期推進，呈逐漸減弱趨勢。Cd對小麥葉片F(xiàn)v/Fm及Fv/Fo值的影響與對Fo影響不同，在拔節(jié)后期表現(xiàn)出明顯抑制作用。 4.黃土高原主要農(nóng)田土壤中P、Cd形態(tài)與土壤理化性質(zhì)及生物有效性 供試土壤全P及各形態(tài)P含量與全氮相關(guān)性均達到顯著水平(P<0.05)，其中NaOH-Pi

7、、NaOH-Po、HCL-P及全P含量與全氮達極顯著相關(guān)性(P<0.01)。全P及各形態(tài)P含量與C/N、pH及砂粒呈負相關(guān)關(guān)系。除NaOH-Pi和NaOH-Po外，其它各形態(tài)P及全P與粘粒也具有一定程度的負相關(guān)性。土壤有效P除與NaOH—Po和Residual-P相關(guān)性不顯著外，與其它各形態(tài)P及全P含量相關(guān)性均達到極顯著水平(P<0.01)。多元和逐步回歸分析得出各形態(tài)P對有效P貢獻順序為：H2O-P>NaOH-Pi>NaHCO3-Po

8、>NaOH-Po>Residual-P>HCl-P>NaHCO3-Pi。H2O-P對有效P的作用遠遠大于其它各形態(tài)P，其生物有效性最高，是最有效的P源。 供試土壤碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd含量與全氮、有效P含量呈顯著相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)Cd及全Cd含量與全氮、有效P含量呈極顯著相關(guān)關(guān)系(P<0.01)。鐵錳氧化態(tài)Cd含量與粉砂粒含量呈顯著正相關(guān)，而碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)Cd及全Cd含量與砂粒、粘粒含量均呈