赤泥条件下水稻根际铁膜形成及镉吸收机理研究

为揭示赤泥条件下水稻（Oryza sativa L.）根表和根际铁膜形成及铁膜中重金属（Fe、Mn和Cd）分布与水稻镉（Cd）吸收的潜在关系，本文采用盆栽试验，即在2和5 mg·kg-1两种镉浓度条件下，试验设置0%、0.5%和1%3个梯度的赤泥施用量，利用根际袋法系统研究了赤泥对水稻（浙优12号）根表和根际铁膜的形成及重金属（Fe、Mn、Cd）分布特征，探讨了赤泥条件下水稻根际效应对水稻Cd吸收转运及生物量的影响。研究结果表明，赤泥显著增加了水稻的株高、根干重、秸秆干重和籽粒重；显著降低了供试水稻根部 Cd 浓度、秸秆 Cd 和籽粒 Cd 的浓度，下降幅度分别为23.6%~40.2%，20.1%~48.8%和45.5%~103%；显著提高了水稻根表和根际铁膜中Fe、Mn和Cd的浓度（P <0.05），且随赤泥施用量的增加而增加。水稻根表铁膜中Fe、Mn和Cd浓度提高幅度分别为64.5%~107%、13.9%~43.7%和20.8%~69.9%；水稻根际铁膜中Fe、Mn和Cd提高幅度分别为93.8%~206%，20.1%~42.2%和17.3%~111%。与对照处理相比，添加赤泥土壤的pH值提高程度均达到显著水平（P<0.05），DTPA提取态镉含量分别降低17.9%~47.9%和26.3%~48.6%。水稻根表和根际铁膜中Cd浓度与水稻根Cd浓度、秸秆Cd浓度、籽粒Cd浓度、根表和根际铁膜中的Fe浓度和Mn浓度呈显著正相关（P<0.05）。结论：赤泥的添加促进了水稻的生长，且其富含铁氧化物的特性还可以促进水稻根表和根际铁膜的形成，通过铁膜中的 Fe和Mn对Cd富集作用来减少水稻秸秆和籽粒对Cd的吸收。因此，利用富含铁氧化物的赤泥作为钝化材料修复中低度Cd污染稻田有望达到较好的修复和利用效果。