天然有机质不同分子量组分对紫色土镉吸附-解吸的影响

环境中广泛分布的天然有机质（NOM）对重金属土壤环境行为具有重要影响。为深化对NOM调控重金属土壤环境行为的认识,本文采用批量平衡试验方法,研究了NOM不同分子量组分（F0,未分级NOM;F1,<5000;F2,5000~10 000;F3,10 000~30 000;F4,>30 000）对紫色土Cd吸附-解吸的影响,分析了NOM效应与其组成和性质的关系。结果表明,添加NOM及其组分（0.1%、0.2%、0.5% C）均增加了土壤对Cd的吸附性能,与未添加NOM对照相比,土壤Cd吸附量增加6.25%~61.22%,而解吸率降低16.22%~56.52%;NOM组分添加量越高,对土壤Cd吸附能力的增加作用越显著;等添加量条件下（0.5% C）,F1、F3、F4组分土壤Cd的吸附量明显高于F0,而F2的作用则相反,其中F1处理的土壤Cd吸附量较F0高约37.98%,解吸率降低了约38.63%,而F2则使土壤Cd吸附量降低了约6.68%,解吸率增加18.02%;随NOM组分分子量的增加,其C、H元素含量增加,而O含量减少,O/C、（N+O）/C元素比值降低,反映出高分子量组分氧化程度更低,极性更弱。研究表明,NOM组分对土壤Cd吸附的影响与其分子量大小的变化并不存在线性依存关系,低分子量组分F1可能主要通过影响土壤pH而改变对Cd的吸持能力,而高分子量组分则还受其结构复杂性的影响。     

三种有机物料组成性质及其对土壤Cd形态与水稻Cd含量的影响

为探讨有机物料对土壤Cd形态和水稻Cd含量的影响,于2017年5月至2017年9月在温室大棚进行水稻盆栽试验,在不同外源Cd浓度处理下,通过分析对照组(CK)及施加猪粪堆肥(PM)、腐殖土(HM)、污泥堆肥(CS)对水稻Cd含量的影响,探究有机物料活性组分差异与水稻Cd含量的关联性。结果表明:三种有机物料含氧官能团含量和极性大小顺序均为HMCSPM。施加三种有机物料都有利于缓解土壤Cd污染对水稻的生长毒害作用。外源Cd浓度为2 mg·kg~(-1)时,施用PM、HM和CS后的水稻籽粒Cd浓度较对照分别降低17.24%、32.41%和17.93%。且施用HM后,水稻籽粒Cd最高浓度为0.19 mg·kg~(-1),满足《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762—2017)要求。而在外源Cd浓度达到10 mg·kg~(-1)时,仅施加PM可使水稻籽粒Cd浓度降低,但仍不能达到食品安全标准要求。水稻籽粒Cd含量与土壤可交换态Cd及铁锰氧化物结合态Cd含量呈显著正相关关系,与水稻根Cd含量呈极显著正相关,含氧官能团丰富、极性大的HM降低土壤可交换态镉含量效果最好。有机物料主要通过改变土壤Cd赋存形态,降低水稻根系对土壤Cd的吸收富集,抑制Cd向籽粒转运,进而影响Cd在水稻体内含量。