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《优化土壤Eh、pH和水分管理以最小化水稻籽粒中的砷和镉的含量》

  • 来源专题：农业立体污染防治
  • 编译者： 金慧敏
  • 发布时间：2016-04-26

  • 2016年的英文期刊《环境科学与技术》第8期发表了一篇关于最小化水稻籽粒重金属含量的文章。目前，水稻籽粒中的砷和镉的含量引起人们的关注。日本的科学家开展了田间试验通过优化土壤的Eh和pH值来降低水稻籽粒砷和镉的积累。其中的水分管理包括持续的漫灌和间歇性的漫灌。通过改变土壤Eh、pH和可溶性二价铁含量可以影响土壤可溶性砷和镉的含量。3天漫灌和5天排水的间歇性灌溉可以有效的降低水稻籽粒砷和镉的积累。水稻抽穗后的3星期中，籽粒砷和镉含量分别于土壤中可溶性砷和镉的含量呈线性相关。因此，为了最小化籽粒砷和镉的含量，推荐在抽穗后3星期的土壤的Eh为-37 mV，pH为6.2。具体论文内容可访问DOI：10.1021/acs.est.5b05424

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    • 来源专题：农业立体污染防治
    • 编译者：季雪婧
    • 发布时间：2020-06-03
    • 稻田土壤中类金属砷（As）的生物利用度受砷和其他因素，诸如铁（Fe）和硫（S）微生物循环的控制，而微生物循环受稻田土壤中水份管理的影响很大。在本研究中，我们在受地质因素砷污染的土壤上种植水稻，评估水份管理如何影响砷的生物利用度。我们确定了土壤孔隙水中砷的物种形成和与其相关的微生物群落的多样性。与好氧处理相比，持续水淹增加了铁和砷的释放，增加了水稻籽粒中亚砷酸盐(As(III))和甲基化砷的浓度。在好氧处理下，水稻籽粒中无机砷和有机砷的总量比持续水淹处理下低84%和81%。在淹水的根际土壤中，Fe(III)还原细菌（(FeRB)总量增加。Fe(III)还原细菌（(FeRB)在土壤中的丰度与铁和硫的溶解相关。在量化的砷转化基因中，负责As(III)氧化的aioA基因和负责As(III)甲基化的arsM基因最为丰富。arsM的拷贝数与dsrB (异化亚硫酸还原酶β亚基)的水平呈正相关，这表明异化硫酸盐还原细菌（SRB）可能对土壤中二甲基砷酸盐(DMAs(V))的产生具有重要作用。我们的研究结果表明，根际Fe(III)还原细菌（FeRB） 和异化硫酸盐还原细菌（SRB）的减少可以降低砷的生物利用度，以及减少有氧条件下甲基化砷的产生。
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  • 《土壤石灰对CH4、N2O排放以及旱稻和水稻中镉、铅累积的影响》
    • 来源专题：农业立体污染防治
    • 编译者：季雪婧
    • 发布时间：2020-06-03
    • 考虑到日益严重的环境污染问题和灌溉水源的不足，我们开展了一项盆栽实验。栽种旱稻（Huyou2、Hanyou737）和水稻（Taigeng8、 Yixiang2292）品种，以研究土壤石灰对甲烷（CH4）和一氧化二氮（N2O）排放，以及对旱稻和水稻中镉和铅生物利用度和累积的影响。与水稻相比，旱稻土壤中甲烷（CH4）的排放减少了90%。经过白云石处理的旱稻和水稻土壤，甲烷（CH4）的排放分别减少了45%和39%；经过石灰处理的旱稻和水稻土壤，甲烷（CH4）的排放分别减少了35%和33%。经过白云石处理的旱稻和水稻土壤，一氧化二氮（N2O）的排放分别减少了44%和52%；经过石灰处理的旱稻和水稻土壤，一氧化二氮（N2O）的排放分别减少了37%和44%。在旱稻和水稻土壤中，使用白云石后，DTPA可萃取的镉分别减少了37-53% 和 43-80%；使用石灰后，镉的减少量分别为16-37% and 24-72%。在旱稻和水稻土壤中，使用白云石后，DTPA可萃取的铅分别减少了27-44% and 25-53%；使用石灰后，铅的减少量分别为16-40% and 11-42%。白云石使旱稻和水稻籽粒中镉的累积量分别降低了47-88%和62-79%；石灰使旱稻和水稻籽粒中镉的累积量分别降低了31-86% and 45-52%。白云石使旱稻和水稻籽粒中铅的累积量分别降低了58-91% and 66-78%；石灰使旱稻和水稻籽粒中铅的累积量分别降低了32-71% and 44-71%。我们的研究结果表明，石灰在土壤中的使用显著降低了土壤甲烷（CH4）和一氧化二氮（N2O）的排放，减少了稻粒中镉和铅的累积。但是，与石灰相比，白云石的效果更好。总之，该研究结果说明，在镉和铅污染的土地上可以种植旱稻且使土壤甲烷（CH4）的排放量最小化。通过使用3?g?kg−1的土壤石灰，可以使旱稻中镉和铅的毒性、累积，以及一氧化二氮（N2O）排放达到最小化，并使土壤中的养分组成得到优化。
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