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土壤—植物系统中镉磷交互作用研究

徐祥英  
【摘要】: 交互作用普遍存在于土壤和植物中,当一个因素对试验指标的效应与另一个 因素有关时,就称它们之间存在交互作用,交互作用可分拮抗作用和协同作用两 种。拮抗作用是指两个或多个因素结合的效应小于它们各自单独效应之和,即一 个因素的存在抑制或拮抗另一个因素对试验指标的效应,协同作用则是两个或多 个因素结合的的效应大于各自单独效应之和,即一个因素的存在促进另一个因素 对试验指标的效应。交互作用对土壤圈中物质循环有重要影响,对维护环境物 质生态平衡,消除污染物对土壤、植物乃至人类毒害等也有重要意义。 镉是环境中的一种剧毒重金属元素,其在土壤中的本底值较低(0.01mg/kg —2mg/kg),平均值为0.35mg/kg,富镉土壤只出现于人类生活区或含镉矿物带。 镉对动物有很强的毒性作用,二十世纪六十年代发生在日本富山县神通川流域的 “骨痛病”,就是由于人们食用了含镉量高的镉米而造成骨骼软化,直至死亡, 给人类带来了极大的危害,成为震惊世界的“八大公害”事件之一。由此也引起 了科学工作者对镉的高度重视,对其开展了广泛深入的研究。土壤中镉污染主要 来源于废水、废气、废渣及污泥的使用。有色金属冶炼厂冶炼含镉矿物排放的烟 尘含镉量高达2360mg/kg,金属湿法冶炼排放的废水含镉也达几个mg/L,冶炼金 属后的矿渣在堆放中也会释放出镉离子。此外,污水灌溉也是镉污染的重要原因, 据统计,我国污水灌溉面积已达 130多万 hm’,估计由于污水灌溉而使农田受到 重金属污染的面积占污灌区总面积的2%—5%,其中又以镉、汞最严重。 磷是植物生长发育所必需的大量营养元素之一,它不仅是植物体内许多重要 化合物的组分,而且还以多种途径参与植物体内的各种代谢过程,在人类赖以生 存的土壤—植物—动物生态系统中起着不可替代的作用。早在19世纪初期,李 比希就坚持施用磷肥,后来Sprengle又将磷最终确定为植物的必需营养元素, 由此以来,磷在农业生产中的地位日益突出,农作物的大幅增产总是伴随着磷肥 的大量投人,磷肥的增产效果已为全世界普遍证明。 以往在对钢污染土壤进行治理时,常用的方法有客土法或施改良剂,近年 来,人们逐渐对施肥调控植物吸收重金属产生兴趣,并开展了一些研究,获得了 部分成果。但前人的研究多把注意力放在不同肥料对植物吸收重金属的比较上, 或是研究某种化肥与几种元素的交互作用上,较少有专门进行重金属元素与养分 元素交互效应的研究报道。本文在前人工作的基础上,选取对人类有较大毒害作 用的重金属元素钢,以及植物生长所必需的大量元素磷,研究此二者在土壤一植 物系统中的交互效应,并尝试对锅磷交互作用的机制从土壤科学角度给出解释。 重庆是紫色土广泛分布的地区,因此本研究选取了灰棕紫泥土属的紫黄泥、 大眼泥、半砂半泥和红棕紫泥土属的红石骨子土作为盆栽供试土壤,以重庆地区 的大众蔬菜葛芭和空心菜作为盆栽供试植物。在吸附一解吸试验中选取了理化性 质差异很大的紫黄泥、泥夹石骨子土、走砂大土、黄棕壤、黄壤、新积土、红 壤、石灰岩土八种土壤为供试土壤。 本研究分三部分进行,第一部分是盆栽试验,研究锅磷交互作用在不同土 壤、不同植物上的效应;第二部分是钢形态模拟试验,研究镐磷交互作用对银在 土壤中形态分配的影响;第三部分是吸附一解吸试验,研究辐磷交互作用对土壤 胶体吸附锅磷的影响,并进行钢磷交互作用的机制探讨。 第一季盆栽试验为中性紫色土(大眼泥)上锅磷交互作用对葛筐的效应研 究,采用两因素完全设计,钢取 0、l、3、5、10、30mg八g六个水平,磷取 0、 50、100、200mg/km四个水平,计 24个处理,每处理重复三次。第二季盆栽试 验为紫色土上锅磷交互作用对空心菜的效应研究,采用乙分 X 3’正交表,镐取 0、 l、3、5、10、30ms八s六个水平,磷取 0、50、100mm/kg三个水平,土壤取酸 化紫色上(紫黄泥)、中性紫色土(大眼泥)、石灰性紫色土(红石骨子土)三个 水平,计18个处理,每处理重复三次。第三季盆栽试验为紫色土上铜磷交互作 用对葛筐的效应研究,采用三因素带交互作用列的正交设计表L;《’,重点考察铜 磷交互作用对植物的效应,辐取 0、5、30gg八g三个水平,磷取 0、50、100ms/ks 三个水平,土壤取酸化紫色土(紫黄泥)、中性紫色土(半砂半泥)、石灰性紫色 土(红石骨子土)三个水平,共计27个处理,每处理重复三次。 土壤全辐以 HNO3—HCI—HCIO4消化,植株全钢以 HCIO4一HZOZ 消 化,吸待测液10ml于25ml容量瓶中,加Zml ZMKI溶液,加0.2克抗坏血酸, 准确加人sml甲基异丁基甲酮,剧烈振荡,荤取


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