|本期目录/Table of Contents|

[1]李轶湑,夏冰,应蓉蓉,等.水稻土淹排水过程中各形态硫对镉生物有效性的调控作用[J].江苏农业科学,2025,53(3):206-214.
 Li Yixu,et al.Regulation of cadmium bioavailability by various forms of sulfur during flooding and drainage of paddy soil[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2025,53(3):206-214.
点击复制

水稻土淹排水过程中各形态硫对镉生物有效性的调控作用(PDF)
分享到:

《江苏农业科学》[ISSN:1002-1302/CN:32-1214/S]

卷:
第53卷
期数:
2025年第3期
页码:
206-214
栏目:
资源与环境
出版日期:
2025-02-05

文章信息/Info

Title:
Regulation of cadmium bioavailability by various forms of sulfur during flooding and drainage of paddy soil
作者:
李轶湑12 夏冰23 应蓉蓉3 胡哲伟3 许芳源1 高文静12 胡鹏杰4 陈红枫2 岳正波1
1.合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽合肥 230009; 2.安徽省生态环境科学研究院,安徽合肥 230071;3.生态环境部南京环境科学研究所,江苏南京 210042; 4.土壤与农业可持续发展全国重点实验室/中国科学院南京土壤研究所,江苏南京 210008
Author(s):
Li Yixuet al
关键词:
形态转化水稻土生物有效性薄膜扩散梯度技术调控作用
Keywords:
-
分类号:
X53
DOI:
-
文献标志码:
A
摘要:
为了深入了解硫在水稻土淹排水过程中的形态转化特征以及各形态硫对镉的生物有效性的调控作用,采集2种不同硫含量的天然水稻土表层土壤,设置低硫(L)、高硫(H)、外源添加硫酸盐(L+S)不同处理组,进行淹水-排水培养试验,借助薄膜扩散梯度技术(DGT)和土壤连续提取技术,表征土壤镉的生物有效性和土壤固相中各形态硫、镉的含量。结果表明,提高土壤硫含量有助于降低镉的生物有效性。H、L+S组在淹水阶段DGT提取镉含量降低的速度更快,H、L+S组的DGT提取镉在淹水期的下降幅度分别为52.1%、41.4%,高于L组98%的下降幅度。水溶性硫酸盐、吸附性硫酸盐在水稻土淹水阶段中逐渐转化为还原性无机硫(RIS),在排水阶段中则相反;大部分外源添加的硫酸盐在水稻土淹水阶段转化为有机硫形态。RIS含量是决定水稻土镉生物有效性的关键性因素,酸提取态镉是与镉生物有效性关联性最强的镉形态;RIS中的主要成分酸挥发性硫化物、铬还原硫化物、水溶性亚硫酸盐与酸提取态镉具有强相关性,分别为-0.81、-0.66、-0.74(P<0.01)。硫元素形态在水稻土淹排水过程中发生规律性变化,还原性无机硫形态在土壤镉固定化过程中发挥主要作用,研究结果有助于更好地理解硫元素对水稻土中镉元素的调控作用。
Abstract:
-

参考文献/References:

[1]汪鹏,王静,陈宏坪,等. 我国稻田系统镉污染风险与阻控[J]. 农业环境科学学报,2018,37(7):1409-1417.
[2]Meharg A A,Norton G,Deacon C,et al. Variation in rice cadmium related to human exposure[J]. Environmental Science & Technology,2013,47(11):5613-5618.
[3]田茂苑,何腾兵,付天岭,等. 稻田土壤和稻米镉含量关系的研究进展[J]. 江苏农业科学,2019,47(8):25-28,40.
[4]徐敏,许超,余光辉,等. 地下水位和长期秸秆还田对土壤镉有效性及稻米镉含量的影响[J]. 生态环境学报,2023,32(1):150-157.
[5]杜光辉,饶伟,李鑫,等. 水稻根际与非根际土壤硫素赋存形态转化及其迁移规律[J]. 环境科学,2016,37(7):2779-2790.
[6]戴岩,孙宁宁,王郑,等. 硫对环境介质中重金属环境行为的影响研究进展[J]. 应用化工,2021,50(12):3411-3413,3419.
[7]赵萌. 硫对水稻根区微界面有效态镉的影响及机制[D]. 北京:中国农业科学院,2021:27-28.
[8]Sun L J,Song K,Shi L Z,et al. Influence of elemental sulfur on cadmium bioavailability,microbial community in paddy soil and Cd accumulation in rice plants[J]. Scientific Reports,2021,11:11468.
[9]贺浪,李虹颖,熊启中,等. 硫肥与磷肥联用对稻田土壤Cd有效性的影响[J]. 华中农业大学学报,2023,42(4):185-191.
[10]Zhao M,Liu X W,Li Z T,et al. Inhibition effect of sulfur on Cd activity in soil-rice system and its mechanism[J]. Journal of Hazardous Materials,2021,407:124647.
[11]Davison W,Zhang H. In situ speciation measurements of trace components in natural waters using thin-film gels[J]. Nature,1994,367:546-548.
[12]李希媛,滕辉,赵玉杰,等. 薄膜扩散梯度(DGT)技术在环境微界面物质运移过程研究中的应用[J]. 农业环境科学学报,2020,39(8):1649-1660.
[13]鲁如坤. 土壤农业化学分析方法[M]. 北京:中国农业科技出版社,2000:22-36.
[14]张朝阳,彭平安,宋建中,等. 改进 BCR 法分析国家土壤标准物质中重金属化学形态[J]. 生态环境学报,2012,21(11):1881-1884.
[15]Yang C F,Lu G N,Chen M Q,et al. Spatial and temporal distributions of sulfur species in paddy soils affected by acid mine drainage in Dabaoshan sulfide mining area,South China[J]. Geoderma,2016,281:21-29.
[16]Ghani A,McLaren R G,Swift R S.Sulphur mineralisation and transformations in soils as influenced by additions of carbon,nitrogen and sulphur[J]. Soil Biology and Biochemistry,1992,24(4):331-341.
[17]田桃,曾敏,周航,等. 水分管理模式与土壤Eh值对水稻Cd迁移与累积的影响[J]. 环境科学,2017,38(1):343-351.
[18]唐文忠,许清峰,张洪,等. 沉积物中硫循环关键过程及其与重金属/磷耦合关系研究进展[J]. 环境科学学报,2024,44(1):1-14.
[19]Honma T,Ohba H,Kaneko-Kadokura A,et al. Optimal soil eh,pH,and water management for simultaneously minimizing arsenic and cadmium concentrations in rice grains[J]. Environmental Science & Technology,2016,50(8):4178-4185.
[20]李波. 腐殖酸对典型复合污染水稻土镉砷有效性的影响及机理[D]. 杨凌:西北农林科技大学,2021:8-21.
[21]刘琪,李宇虹,李哲,等. 不同水分条件和微生物生物量水平下水稻土有机碳矿化及其影响因子特征[J]. 环境科学,2021,42(5):2440-2448.
[22]Ahn Y B,Chae J C,Zylstra G J,et al. Degradation of phenol via phenylphosphate and carboxylation to 4-hydroxybenzoate by a newly isolated strain of the sulfate-reducing bacterium Desulfobacterium anilini[J]. Applied and Environmental Microbiology,2009,75(13):4248-4253.
[23]吕本春,付利波,湛方栋,等. 绿肥作物矿化分解对土壤镉有效性的影响研究进展[J]. 农业资源与环境学报,2021,38(3):431-441.
[24]张家康,庄雅玲,张力文,等. 水稻秸秆生物炭对3种土壤水溶态Cd动态变化的影响[J]. 福建农业学报,2021,36(2):228-235.
[25]何涛,孙志高,李家兵,等. 闽江河口互花米草与短叶茳芏湿地土壤无机硫形态分布特征及其影响因素[J]. 环境科学学报,2017,37(12):4747-4756.
[26]李剑睿,徐应明.长期淹水、传统灌溉、湿润灌溉条件下海泡石修复镉污染水稻土效应[J]. 江苏农业科学,2021,49(17):226-231.
[27]王丹,李鑫,王代长,等. 硫素对水稻根系铁锰胶膜形成及吸收镉的影响[J]. 环境科学,2015,36(5):1877-1887.
[28]李明远,张小婷,刘汉燚,等. 水分管理对稻田土壤铁氧化物形态转化的影响及其与镉活性变化的耦合关系[J]. 环境科学,2022,43(8):4301-4312.
[29]张雪霞,张晓霞,郑煜基,等. 水分管理对硫铁镉在水稻根区变化规律及其在水稻中积累的影响[J]. 环境科学,2013,34(7):2837-2846.
[30]Qiu J W,Hou X K,Ren Y,et al. Photoinduced transformation of ferrihydrite in the presence of aqueous sulfite and its influence on the repartitioning of Cd[J]. Water Research,2023,231:119607.
[31]Wang Z,Liu W J,Zhang C C,et al. Mechanisms of S cooperating with Fe and Mn to regulate the conversion of Cd and Cu during soil redox process revealed by LDHs-DGT technology[J]. The Science of the Total Environment,2023,867:161431.

相似文献/References:

[1]姜自红.硫硒互作对青蒜苗期生长及抗氧化能力的影响[J].江苏农业科学,2016,44(05):217.
 Jiang Zihong.Effects of sulfur and selenium interactions on seedling growth and antioxidant activity of garlic[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2016,44(3):217.
[2]杨波,吴元华,董建新,等.不同硫酸钾用量对烤烟氮、钾、硫吸收的影响[J].江苏农业科学,2015,43(04):116.
 Yang Bo,et al.Effects of dosage of potassium sulphate on absorption of N,K and S in tobacco[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2015,43(3):116.
[3]樊建新,曾宇,孙姣霞,等.淹水过程中土壤硒的形态转化[J].江苏农业科学,2019,47(06):279.
 Fan Jianxin,et al.Morphological transformation of selenium in soil during flooded incubation[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2019,47(3):279.
[4]伍婵翠,刘杰,梁英,等.氮、磷、硫对铬超富集植物李氏禾吸收Cr(Ⅵ)的影响[J].江苏农业科学,2019,47(14):316.
 Wu Chancui,et al.Effects of nitrogen,phosphorus and sulfur on chromium(Ⅵ) uptake by hyperaccumulator Leersia hexandra Swartz[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2019,47(3):316.
[5]张碧薇,樊继德,陆信娟,等.叶面施硫对大蒜生长、产量及品质的影响[J].江苏农业科学,2022,50(4):96.
 Zhang Biwei,et al.Effects of foliar application of sulfur on growth,yield and quality of garlic[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2022,50(3):96.
[6]丰智松,刘青林,万邦隆,等.硫——重要的植物土壤营养元素[J].江苏农业科学,2024,52(22):7.
 Feng Zhisong,et al.Sulfur:an important plant soil nutrient element[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2024,52(3):7.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期:2024-02-27
基金项目:国家自然科学基金(编号:41977135);安徽省自然科学基金(编号:2008085MD107)。
作者简介:李轶湑(2000—),男,河南南阳人,硕士研究生,研究方向为土壤重金属污染修复。E-mail:2298685391@qq.com。
通信作者:夏冰,博士,高级工程师,研究方向为污染场地调查与评估,E-mail:xiabing@nies.org;岳正波,博士,教授,研究方向为固体废物资源化处理,E-mail:zbyue@hfut.edu.cn。
更新日期/Last Update: 2025-02-05