氮肥对水稻吸收累积汞及其分配的影响研究
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摘要
选择万山汞矿区汞污染土壤为研究对象,采用露天盆栽试验,设置5种处理组:全尿素肥按生长期3次添加常规施肥对照(CK)、尿素作基肥1次性添加(CN1)、尿素+硝酸钙+硫酸铵作分蘖肥1次性添加(NN2)、尿素+硝酸钙+硫酸铵作穗粒肥1次性添加(NN3)和尿素+硝酸钙+硫酸铵照生长期3次添加(CNN3),探究不同氮肥种类和施用方式对水稻不同部位中汞的质量及生物量的影响.结果表明,在相同施肥量条件下, 5种氮肥处理的水稻生物量无显著变化,但处理组NN2,NN3和CNN3可使水稻结实率增加,其中CNN3组最高可增加9.0%.与CK组相比,其他氮肥处理均能降低水稻对汞的吸收累积,但对水稻各部位的降低效果不同,其中NN3处理下稻米中汞降低最大,达49%, CNN3处理下水稻叶中汞降低最大,达39%.本试验研究结果显示, NN3处理对稻米中汞的吸收累计抑制效果最好,可考虑作为汞污染土壤的农艺调控措施.
Five nitrogen-treated groups of conventional urea fertilization: 3 times per generation period adding(CK), urea as base fertilizer with1 time adding(CN1), urea + calcium nitrate + ammonium sulfate as tiller fertilizer with 1 time adding(NN2), urea + calcium nitrate + ammonium sulfate as ear fertilizer with 1 time adding(NN3), and urea + calcium nitrate + ammonium sulphate with 3 times adding(CNN3) were applied in heavily Hg-contaminated soils from Wanshan Hg mining area to investigate the effect on Hg accumulation in rice plants. The results show that there is no significant change in rice biomass in five nitrogen-treated groups under the same fertilizer application conditions, but NN2, NN3 and CNN3 could increase the rice seed yielding with the maximum increase of 9% being recorded in CNN3 group. Compared with CK, other nitrogen fertilizer treatments can all reduce the accumulation of Hg in rice, with the maximum decrease of 49% in grain recorded in NN3, and 39% in leaf in CNN3. The NN3 treatment exhibited the best cumulative effect on the decrease of Hg accumulation in rice and can be considered as an agronomic controlling measurement for Hg-contaminated soils.
Five nitrogen-treated groups of conventional urea fertilization: 3 times per generation period adding(CK), urea as base fertilizer with1 time adding(CN1), urea + calcium nitrate + ammonium sulfate as tiller fertilizer with 1 time adding(NN2), urea + calcium nitrate + ammonium sulfate as ear fertilizer with 1 time adding(NN3), and urea + calcium nitrate + ammonium sulphate with 3 times adding(CNN3) were applied in heavily Hg-contaminated soils from Wanshan Hg mining area to investigate the effect on Hg accumulation in rice plants. The results show that there is no significant change in rice biomass in five nitrogen-treated groups under the same fertilizer application conditions, but NN2, NN3 and CNN3 could increase the rice seed yielding with the maximum increase of 9% being recorded in CNN3 group. Compared with CK, other nitrogen fertilizer treatments can all reduce the accumulation of Hg in rice, with the maximum decrease of 49% in grain recorded in NN3, and 39% in leaf in CNN3. The NN3 treatment exhibited the best cumulative effect on the decrease of Hg accumulation in rice and can be considered as an agronomic controlling measurement for Hg-contaminated soils.
引文
[1] JIANG G B, SHI J B, FENG X B. Mercury Pollution in China [J]. Environmental Science and Technology, 2006, 40(12): 3672-3678.
[2] 曾希柏, 徐建明, 黄巧云, 等. 中国农田重金属问题的若干思考 [J]. 土壤学报, 2013, 50(1): 186-194.
[3] 仇广乐, 冯新斌, 王少锋, 等. 贵州汞矿矿区不同位置土壤中总汞和甲基汞污染特征的研究 [J]. 环境科学, 2006, 27(3): 550-555.
[4] 胡国成, 张丽娟, 齐剑英, 等. 贵州万山汞矿周边土壤重金属污染特征及风险评价 [J]. 生态环境学报, 2015, 24(5): 879-885.
[5] 孟其义, 钱晓莉, 陈淼, 等. 稻田生态系统汞的生物地球化学研究进展 [J]. 生态学杂志, 2018, 37(5): 1556-1573.
[6] 冯新斌, 陈玖斌, 付学吾, 等. 汞的环境地球化学研究进展 [J]. 矿物岩石地球化学通报, 2013, 32(5): 503-530.
[7] 朱金山, 廖敦秀, 王定勇, 等. 沼灌条件下水稻植株中汞及甲基汞的含量及食用风险研究 [J]. 三峡生态环境监测, 2018, 3(1): 75-81.
[8] 郑顺安, 韩允垒, 李晓华, 等. 天津污灌区盐分累积对土壤汞赋存形态的影响 [J]. 中国环境科学, 2017, 37(5): 1858-1865.
[9] 甲卡拉铁, 喻华, 冯文强, 等. 氮肥品种和用量对水稻产量和镉吸收的影响研究 [J]. 中国生态农业学报, 2010, 18(2): 281-285.
[10] 彭少兵, 黄见良, 钟旭华, 等. 提高中国稻田氮肥利用率的研究策略 [J]. 中国农业科学, 2002, 35(9): 1095-1103.
[11] 薛欣欣, 吴小平, 张永发, 等. 控失尿素对稻田氨挥发、 氮素转运及利用效率的影响 [J]. 应用生态学报, 2018, 29(1): 133-140.
[12] 滕斌, 李之林, 肖立中, 等. 施氮水平对优质稻产量、 品质及稻米Hg、 As、 Cd含量的影响 [J]. 中国农学通报, 2011, 27(7): 30-33.
[13] 谢运河, 纪雄辉, 田发祥, 等. 氮肥减量配施土壤调理剂对水稻产量及Cd含量的影响 [J]. 华北农学报, 2016, 31(S1): 415-420.
[14] 贺京哲, 孙慧敏, 姜延吉, 等. 不同种类化肥对塿土吸附解吸铅、 镉行为的影响 [J]. 干旱地区农业研究, 2016, 34(4): 146-152.
[15] 孙磊, 郝秀珍, 周东美, 等. 不同氮肥对污染土壤玉米生长和重金属Cu、 Cd吸收的影响 [J]. 玉米科学, 2014, 22(3): 137-141, 147.
[16] 林兴军. 不同肥水管理对水稻生理生态的影响 [D]. 北京: 中国农业科学院, 2008.
[17] 杜显章, 高磊, 张婧. 不同氮肥调控对水稻产量和品质的影响 [J]. 现代化农业, 2017(8): 18-19
[18] 郑伟, 冯新斌, 李广辉, 等. 硝酸水浴消解-冷原子荧光光谱法测定植物中的总汞 [J]. 矿物岩石地球化学通报, 2006, 26(3): 285-287.
[19] MENG B, FENG X B, QIU G L, et al. Distribution Patterns of Inorganic Mercury and Methylmercury in Tissues of Rice (Oryza Sativa L. ) Plants and Possible Bioaccumulation Pathways [J]. Journal of Agricultural Food and Chemistry, 2010, 58(8): 4951-4958.
[20] 钟顺清, 仇广乐, 孟博. 万山汞矿区水稻吸收无机汞及甲基汞影响因素探讨 [J]. 农业环境科学学报, 2017, 36(10): 1946-1952.
[21] 李波, 青长乐, 周正宾, 等. 肥料中氮磷和有机质对土壤重金属行为的影响及在土壤治污中的应用 [J]. 农业环境科学学报, 2000, 19(6): 375-377.
[22] 王艳红, 唐明灯, 李盟军, 等. 外加氮源在Cd超标菜地上的应用效果 [J]. 中国生态农业学报, 2016, 24(2): 218-225.
[23] 杨亚提, 张一平. 恒电荷土壤胶体对Cu～(2+)、 Pb～(2+)的静电吸附与专性吸附特征 [J]. 土壤学报, 2003, 40(1): 102-109.
[24] 马献发, 李伟彤, 孟庆峰, 等. 生物炭对土壤重金属形态特征及迁移转化影响研究进展 [J]. 东北农业大学学报, 2017, 48(6): 82-90.
[25] 邵明艳. 土壤中铵态氮与重金属共存时的运移实验与模拟研究 [D]. 青岛: 青岛大学, 2010.
[26] 吴建富, 张美良, 刘经荣, 等. 不同肥料结构对红壤稻田氮素迁移的影响 [J]. 植物营养与肥料学报, 2001, 7(4): 368-373.
[27] 孙永健, 孙园园, 徐徽, 等. 水氮管理模式对不同氮效率水稻氮素利用特性及产量的影响 [J]. 作物学报, 2014, 40(9): 1639-1649.
[28] ERICKSEN J A, GUSTIN M S, SCHORRAN D E, et al. Accumulation of Atmospheric Mercury in Forest Foliage [J]. Atmospheric Environment, 2003, 37(12): 1613-1622.
[29] FLECK J A, GRIGAL D F, NATER E A. Mercury Uptake by Trees: An Observational Experiment [J]. Water Air and Soil Pollution, 1999, 115(1): 513-523.
[30] ST LOUIS V L, RUDD J W, KELLY C A, et al. Importance of the Forest Canopy to Fluxes of Methyl Mercury and Total Mercury to Boreal Ecosystems [J]. Environmental Science and Technology, 2001, 35(15): 3089-3098.
[31] 刘玉荣. 不同农田生态系统土壤汞的初步研究 [D]. 武汉: 华中农业大学, 2007.
[32] RAMIíREZ L M, CLAASSEN N, UBIERA A A, et al. Effect of Phosphorus, Potassium and Zinc Fertilizers on Iron Toxicity in Wetland Rice ( Oryza Sativa, L. ) [J]. Plant and Soil, 2002, 239(2): 197-206.
[33] 姜孝礼. 关于硝态氮肥在水稻田里的施用問題 [J]. 耕作与肥料, 1966(3): 53-54.
[2] 曾希柏, 徐建明, 黄巧云, 等. 中国农田重金属问题的若干思考 [J]. 土壤学报, 2013, 50(1): 186-194.
[3] 仇广乐, 冯新斌, 王少锋, 等. 贵州汞矿矿区不同位置土壤中总汞和甲基汞污染特征的研究 [J]. 环境科学, 2006, 27(3): 550-555.
[4] 胡国成, 张丽娟, 齐剑英, 等. 贵州万山汞矿周边土壤重金属污染特征及风险评价 [J]. 生态环境学报, 2015, 24(5): 879-885.
[5] 孟其义, 钱晓莉, 陈淼, 等. 稻田生态系统汞的生物地球化学研究进展 [J]. 生态学杂志, 2018, 37(5): 1556-1573.
[6] 冯新斌, 陈玖斌, 付学吾, 等. 汞的环境地球化学研究进展 [J]. 矿物岩石地球化学通报, 2013, 32(5): 503-530.
[7] 朱金山, 廖敦秀, 王定勇, 等. 沼灌条件下水稻植株中汞及甲基汞的含量及食用风险研究 [J]. 三峡生态环境监测, 2018, 3(1): 75-81.
[8] 郑顺安, 韩允垒, 李晓华, 等. 天津污灌区盐分累积对土壤汞赋存形态的影响 [J]. 中国环境科学, 2017, 37(5): 1858-1865.
[9] 甲卡拉铁, 喻华, 冯文强, 等. 氮肥品种和用量对水稻产量和镉吸收的影响研究 [J]. 中国生态农业学报, 2010, 18(2): 281-285.
[10] 彭少兵, 黄见良, 钟旭华, 等. 提高中国稻田氮肥利用率的研究策略 [J]. 中国农业科学, 2002, 35(9): 1095-1103.
[11] 薛欣欣, 吴小平, 张永发, 等. 控失尿素对稻田氨挥发、 氮素转运及利用效率的影响 [J]. 应用生态学报, 2018, 29(1): 133-140.
[12] 滕斌, 李之林, 肖立中, 等. 施氮水平对优质稻产量、 品质及稻米Hg、 As、 Cd含量的影响 [J]. 中国农学通报, 2011, 27(7): 30-33.
[13] 谢运河, 纪雄辉, 田发祥, 等. 氮肥减量配施土壤调理剂对水稻产量及Cd含量的影响 [J]. 华北农学报, 2016, 31(S1): 415-420.
[14] 贺京哲, 孙慧敏, 姜延吉, 等. 不同种类化肥对塿土吸附解吸铅、 镉行为的影响 [J]. 干旱地区农业研究, 2016, 34(4): 146-152.
[15] 孙磊, 郝秀珍, 周东美, 等. 不同氮肥对污染土壤玉米生长和重金属Cu、 Cd吸收的影响 [J]. 玉米科学, 2014, 22(3): 137-141, 147.
[16] 林兴军. 不同肥水管理对水稻生理生态的影响 [D]. 北京: 中国农业科学院, 2008.
[17] 杜显章, 高磊, 张婧. 不同氮肥调控对水稻产量和品质的影响 [J]. 现代化农业, 2017(8): 18-19
[18] 郑伟, 冯新斌, 李广辉, 等. 硝酸水浴消解-冷原子荧光光谱法测定植物中的总汞 [J]. 矿物岩石地球化学通报, 2006, 26(3): 285-287.
[19] MENG B, FENG X B, QIU G L, et al. Distribution Patterns of Inorganic Mercury and Methylmercury in Tissues of Rice (Oryza Sativa L. ) Plants and Possible Bioaccumulation Pathways [J]. Journal of Agricultural Food and Chemistry, 2010, 58(8): 4951-4958.
[20] 钟顺清, 仇广乐, 孟博. 万山汞矿区水稻吸收无机汞及甲基汞影响因素探讨 [J]. 农业环境科学学报, 2017, 36(10): 1946-1952.
[21] 李波, 青长乐, 周正宾, 等. 肥料中氮磷和有机质对土壤重金属行为的影响及在土壤治污中的应用 [J]. 农业环境科学学报, 2000, 19(6): 375-377.
[22] 王艳红, 唐明灯, 李盟军, 等. 外加氮源在Cd超标菜地上的应用效果 [J]. 中国生态农业学报, 2016, 24(2): 218-225.
[23] 杨亚提, 张一平. 恒电荷土壤胶体对Cu～(2+)、 Pb～(2+)的静电吸附与专性吸附特征 [J]. 土壤学报, 2003, 40(1): 102-109.
[24] 马献发, 李伟彤, 孟庆峰, 等. 生物炭对土壤重金属形态特征及迁移转化影响研究进展 [J]. 东北农业大学学报, 2017, 48(6): 82-90.
[25] 邵明艳. 土壤中铵态氮与重金属共存时的运移实验与模拟研究 [D]. 青岛: 青岛大学, 2010.
[26] 吴建富, 张美良, 刘经荣, 等. 不同肥料结构对红壤稻田氮素迁移的影响 [J]. 植物营养与肥料学报, 2001, 7(4): 368-373.
[27] 孙永健, 孙园园, 徐徽, 等. 水氮管理模式对不同氮效率水稻氮素利用特性及产量的影响 [J]. 作物学报, 2014, 40(9): 1639-1649.
[28] ERICKSEN J A, GUSTIN M S, SCHORRAN D E, et al. Accumulation of Atmospheric Mercury in Forest Foliage [J]. Atmospheric Environment, 2003, 37(12): 1613-1622.
[29] FLECK J A, GRIGAL D F, NATER E A. Mercury Uptake by Trees: An Observational Experiment [J]. Water Air and Soil Pollution, 1999, 115(1): 513-523.
[30] ST LOUIS V L, RUDD J W, KELLY C A, et al. Importance of the Forest Canopy to Fluxes of Methyl Mercury and Total Mercury to Boreal Ecosystems [J]. Environmental Science and Technology, 2001, 35(15): 3089-3098.
[31] 刘玉荣. 不同农田生态系统土壤汞的初步研究 [D]. 武汉: 华中农业大学, 2007.
[32] RAMIíREZ L M, CLAASSEN N, UBIERA A A, et al. Effect of Phosphorus, Potassium and Zinc Fertilizers on Iron Toxicity in Wetland Rice ( Oryza Sativa, L. ) [J]. Plant and Soil, 2002, 239(2): 197-206.
[33] 姜孝礼. 关于硝态氮肥在水稻田里的施用問題 [J]. 耕作与肥料, 1966(3): 53-54.
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