锰对土壤砷形态转化及水稻吸收砷的影响

摘要：

土壤中铁锰氧化物是影响土壤砷形态及其生物有效性的重要因素.通过盆栽试验法,利用土壤理化性质相近而锰质量分数相差大的两种自然土壤混合得到土壤锰质量分数(mg·kg?1)分别为580(Mn1)、980(Mn2)、1900(Mn3)、3030(Mn4)、4230(Mn5)的5个土壤,种植水稻(Oryza sativa L.)后,分别在水稻分蘖期、抽穗期和成熟期采集土壤孔隙水、水稻和土壤样品进行分析,探讨锰质量分数对土壤中铁、锰氧化物形态和砷形态转变及其对水稻吸收砷的影响和作用机制.结果表明,随着土壤锰质量分数增加,土壤Eh呈升高趋势;土壤中无定形铁氧化物、锰氧化物和游离态锰氧化物质量分数增加,成熟期Mn1和Mn5处理土壤无定形态铁氧化物、锰氧化物分别比分蘖期增加11.9％、40.5％和3.6％、35.7％;随着土壤锰质量分数增加,土壤中非专性吸附砷和专性吸附砷比例呈下降趋势,土壤砷更大比例以无定形铁氧化物结合态、晶质铁氧化物结合态和残渣态存在,从水稻分蘖期到成熟期处理Mn1土壤晶质铁氧化物结合态砷和残渣态砷的质量分数共减少了2.7％,Mn2至Mn5处理晶质铁氧化物结合砷和残渣砷的质量分数共增加了6.3％—14.0％,土壤孔隙水Fe(Ⅱ)、As(Ⅲ)质量浓度降低;随着土壤锰质量分数增加,水稻根、茎、叶和籽粒砷质量分数减少,各部位的砷富集系数减小,水稻各部位砷质量分数与土壤非专性吸附态砷质量分数呈现极显著正相关,与无定形铁氧化物结合态砷质量分数显著负相关.综上所述,土壤中高质量分数锰可以延缓Eh下降,促进土壤中无定形态铁氧化物、锰氧化物和游离态锰氧化物的形成及对砷的氧化和吸附固定,降低土壤砷的有效性,从而减少水稻对砷的吸收.

关键词：铁锰氧化物、砷形态、土壤、水稻、砷、吸收

所属期刊栏目：31

分类号：X53(土壤污染及其防治)

资助基金：国家自然科学基金41967045

在线出版日期：2022-06-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：802-813