Potential for the alleviation of arsenic toxicity in paddy rice using amorphous iron-(hydr)oxide amendments     

《Soil Science and Plant Nutrition》2013,59(1):160-169

Abstract

A pot culture experiment was conducted to investigate the effects of amorphous iron-(hydr)oxide (Am-FeOH) amendments on arsenic (As) availability and its uptake by rice (Oryza sativa L. cv. BR28) irrigated with As-contaminated water. A rhizobag system was established using 3.5 L plastic pots, each containing one central compartment for plant growth, a middle compartment and an outside compartment. Three levels of laboratory-synthesized Am-FeOH (0, 0.1 and 0.5% w/w) were used to amend samples of the As-free sandy loam paddy soil placed into each compartment of the rhizobag system. The soils were submerged with a solution containing 5 mg L^?1 As(V). Two-week-old rice seedlings were planted in the central compartments and cultured for 9 weeks under greenhouse conditions. The addition of 0.1% Am-FeOH to the soil irrigated with As-contaminated water improved plant growth, reduced the As concentration in the plants and enhanced Fe-plaque formation on the root surfaces. Analysis of soil solution samples collected during the experiment revealed higher pH levels and lower redox potentials in the soils amended with Am-FeOH at the onset of soil submergence, but later the soil solution collected from the 0.1% Am-FeOH treatment was slightly acidic and more oxidized than the solution from the 0% treatment. This indicated active functioning of the roots in the soil treated with 0.1% Am-FeOH. The concentrations of As(III) in the soil solution collected from the central compartment were significantly reduced by the Am-FeOH amendments, whereas in the soil treated with 0% Fe, As(III) accumulated in the rhizosphere, particularly during the late-cultivation period. The improvement in plant growth and reduction in As uptake by plants growing in the Am-FeOH treated soil could be attributed to the reduction of available As in the soil solution, mainly as a result of the binding of As to the Fe-plaque on the root surfaces.  相似文献   

福建省几种典型红壤性水稻土稀土含量的研究——Ⅱ.稀土与土壤成分的相关分析     

李清禄  唐南奇  李建生 《福建农林大学学报(自然科学版)》1993,(2)

对供试土壤的稀土总量(Σ REE),轻稀土含量(Σ LREE)和重稀土含量(Σ HREE)与土壤颗粒组成、有机质含量、腐殖质组成及不同形态氧化铁含量之间的相关关系进行了统计分析.结果表明:(1)ΣREE、Σ LREE 与土壤粘粒,有机质、腐殖质及组成,Fe_t,Fe_d,Fe_(d_o),Fe_(t-d)之间均呈极显著相关;(2)Σ HREE 与上述物质的相关均不显著.  相似文献   

华中地区水旱轮作酸性土磷、铁形态转化及机理     

崔宸阳  严玉鹏  王小明  刘凡  冯雄汉 《农业环境科学学报》2022,41(9):1993-2003

为探讨华中地区水旱轮作体系酸性土壤磷与铁的形态转化以及磷生物有效性变化,本研究于2018年和2019年水稻收获后采集该区域典型酸性红壤（低磷铁比）和黄棕壤（高磷铁比）,采用张守敬-杰克逊无机磷分级方法和梯度扩散薄膜（DGT）技术,对干湿交替培养样品磷形态、生物有效性磷（DGT-P）与铁（DGT-Fe）、Fe（Ⅱ）及无定形氧化铁（Fe_ox）等进行定量分析。结果表明：淹水过程中黄棕壤和红壤pH逐渐升高趋于中性;二者氧化还原电势（Eh）在淹水期间降低,土壤环境呈明显的还原条件。淹水过程黄棕壤和红壤中Fe²⁺与Fe_ox均增加,干燥后均明显降低。黄棕壤与红壤磷形态以铁结合态磷（Fe-P）与闭蓄态磷（Oc-P）为主,干湿交替过程中黄棕壤Oc-P向Fe-P转化,红壤Fe-P向Oc-P转化。在水-土界面以下120 mm土壤垂直剖面内,黄棕壤DGT-P和DGT-Fe释放水平先增加后减少;红壤DGT-Fe增加,DGT-P减少,黄棕壤P和Fe的同步释放相关性更显著。研究表明,干湿交替条件下酸性土壤磷形态主要是Fe-P与Oc-P之间转化,低P/Fe红壤以磷闭蓄化为主,高P/Fe黄棕壤Fe-P增加,以铁吸附磷为主;淹水导致DGT-P含量增加,生物有效性增加;干燥过程磷闭蓄化加深,但磷有效性并无明显降低,这与土壤磷水平有关。  相似文献   

纳米氧化锌和纳米二氧化钛对尾草履虫急性毒性效应的比较研究     

葛畅 《中国农学通报》2019,35(33):131-136

[目的][方法] 本研究以原生动物尾草履虫（Paramecium caudatum）为实验对象, 对目前广泛应用的两种纳米材料,纳米二氧化钛（TiO2）和纳米氧化锌（ZnO）的24小时急性毒性进行了比较研究,分析了草履虫在两种纳米材料胁迫下抗氧化酶活性的改变,并结合两种纳米材料的超微形态,探讨了纳米材料毒性效应的机制,为两种纳米材料的环境毒性监测与评价提供依据。[结果]结果显示：对尾草履虫的24小时半数效应浓度(24h-EC50)分别为51.580mg·L-1（TiO2）、0.444mg·L-1（ZnO）;最低有影响浓度(24h-LOEC)分别为1.712mg·L-1（TiO2）、0.352mg·L-1（ZnO）;以EC50浓度24小时胁迫尾草履虫,获得抗氧化酶活性改变为：超氧化物歧化酶(SOD),过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性与对照组相比有不同程度的改变,经成对检验分析,两种纳米材料对尾草履虫的POD酶表现出较为明显的抑制作用。[结论]上述结果表明：纳米氧化锌对草履虫的24小时急性毒性大于纳米二氧化钛,这与纳米氧化锌对草履虫抗氧化酶的抑制作用更强,以及纳米氧化锌(30nm)的超微形态相较于纳米二氧化钛(25nm)更加纤细和尖锐有关;本研究获得的24小时急性毒性指标可用于监测和评价两种纳米材料的环境毒性,并为纳米材料的环境容量和生态安全阈值确定提供参考。  相似文献   

稻田N_2O排放影响因素与减排研究进展   总被引：4，自引：0，他引：4  

夏仕明  陈洁  蒋玉兰  陈璐  刘贺  刘立军 《中国稻米》2017,(2):5-9

氧化亚氮(N_2O)是稻田生态系统中一种主要的温室气体,在全球温室效应中起着很大作用。本文从稻田N_2O的产生机制、影响稻田N_2O排放的主要因素以及稻田N_2O减排的技术措施等方面综述了稻田N_2O的研究进展,并对未来开展稻田N_2O排放研究提出了一些设想,以期为减少稻田温室气体排放和氮损失提供参考。  相似文献   

有机肥部分替代化肥氮对叶菜产量和环境效应的影响   总被引：6，自引：0，他引：6  

武星魁  姜振萃  陆志新  路广  徐永辉  施卫明  闵炬 《中国生态农业学报》2020,28(3):349-356

针对叶菜类蔬菜有机肥氮替代化肥氮的最佳替代比例及对经济效益和环境效应综合评价较缺乏等问题,本研究采用田间试验,对包心菜和小青菜进行等氮水平下不同比例有机肥替代化肥处理,包括:纯化肥氮(0M),25%、50%、75%和100%有机肥替代化肥(25%M、50%M、75%M和100%M),研究不同处理下蔬菜产量、经济效益、土壤氨挥发和氧化亚氮排放。结果表明, 25%M处理下包心菜和小青菜产量均达最高,且与0M处理相比包心菜和小青菜的产量分别增加15.0%(P0.05)和16.3%(P0.05)。25%M比0M处理经济效益分别增加11.7%和5.4%,但在50%M、75%M和100%M处理下经济效益为负增长。25%M处理下,氨挥发累积排放量在包心菜和小青菜季分别为42.1kg·hm~(-2)和12.9kg·hm~(-2),比0M处理分别降低23.4%(P0.05)和41.6%(P0.05); 0M和25%M处理间氧化亚氮累积排放量无显著差异, 25%M处理在包心菜和小青菜季的氧化亚氮累积排放量分别为0.74 kg·hm~(-2)和3.06 kg·hm~(-2);与25%M处理相比, 50%M、75%M和100%M处理下氧化亚氮排放分别增加33.7%～60.8%(P0.05)、50.0%～134.3%(P0.05)和56.8%～185.6%(P0.05)。基于此,提出叶菜类蔬菜有机肥氮替代化肥氮的适宜替代比例在25%左右时可实现最佳的增效减排效果。  相似文献   

氧化石墨烯和五价砷在改性多孔介质中的共迁移特征     

孟庆涛  管多  姜延吉  孙慧敏  殷宪强  王农 《农业工程学报》2020,36(17):142-148

砷是农田土壤重金属污染的主要元素之一,在砷污染农田土壤的修复过程中往往忽视纳米颗粒能够使结合态的砷重新释放,导致有效态砷浓度升高,探究土壤中黏土矿物对氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)和五价砷(As(V))在多孔介质中迁移行为的影响,对进一步完善农田土壤砷修复理论以及提高农作物产量、保护人体健康具有重要意义。该研究利用蒙脱石和高岭石改性石英砂,通过砂柱迁移试验系统地研究了GO、As(V)和GO-As(V)在填加0%、10%、30%和50%的蒙脱石和高岭石改性石英砂柱中的迁移行为。研究结果表明,随着高岭石和蒙脱石改性石英砂填加比例的增加,GO和As(V)的迁移能力均呈降低趋势,且GO和As(V)在不同条件下的迁移曲线均存在显著差异(P0.05);GO在50%高岭石和蒙脱石改性石英砂柱中的回收率相对于石英砂柱分别下降了14%和17%,As(V)分别下降了15%和12%;在共迁移试验中,GO和As(V)在石英砂柱中回收率分别上升至99%和100%。分析表明,As(V)在蒙脱石改性石英砂柱中的迁移能力大于高岭石改性石英砂,而GO与之相反;当GO和与As(V)共迁移时,二者在介质中的迁移能力均大于其单独迁移。本研究表明GO、As(V)释放到土壤后,能够加速As(V)的迁移,造成土壤砷污染的扩大化。  相似文献   

EFFECT OF NITRIC OXIDE ON ALFALFA SEED GERMINATION UNDER NaCi STRESS     

《核农学报》2012,26(4)

以甘农4号、阿尔冈金2个品种苜蓿为材料,用一氧化氮（NO）供体硝普钠、NO清除剂c-PTIO、一氧化氮合酶抑制剂N-硝基．L-精氨酸甲脂、硝酸还原酶抑制荆钨酸钾及硝普钠类似物亚铁氰化钠（不产生NO）处理苜蓿种子,研究NO对盐胁迫下苜蓿种子萌发的生理效应。结果表明,盐胁迫显著抑制了2个苜蓿品种的发芽率、胚芽和胚根长及幼苗干重（P〈0．05）,降低种子萌发过程中α、β-淀粉酶、蛋白水解酶活性,抑制淀粉水解和可溶性糖积累（P〈0．05）;盐胁迫下添加外源NO则使2个品种苜蓿α、β淀粉酶、蛋白水解酶活性、种子发芽率显著提高（P〈0．05）,淀粉含量降低,可溶性糖含量升高、胚芽和胚根长及幼苗干重显著增加（P〈0．05）;NO供体SNP的类似物亚铁氰化钠对盐胁迫下苜蓿种子萌发的各项指标无明显影响;施用NO清除剂c-PTIO、硝酸还原酶抑制剂钨酸钾和一氧化氮合酶抑制剂N-硝基-L-精氨酸甲脂具有降低苜蓿种子萌发的效应（P〈0．05）。因此,盐胁迫抑制苜蓿种子的萌发,而添加外源NO是缓解这种抑制作用的有效途径,内源NO也可能参与盐胁迫下苜蓿种子萌发的调节,且通过NOS和NR途径产生的NO在缓解盐胁迫抑制苜蓿种子萌发中可能起关键作用。  相似文献   

冬小麦/大葱轮作体系N_2O排放特征及影响因素研究     

张静  李虎  王立刚  邱建军 《农业环境保护》2012,(8):1639-1646

采用静态暗箱-气相色谱法研究了冬小麦/大葱轮作体系不同施肥处理下农田N2O排放特征及排放系数,分析了土壤湿度和土壤温度等环境因子对N2O排放的影响。结果表明,农田N2O排放高峰值主要出现在每次施肥＋灌溉或强降雨之后的一段时间,大葱生长季排放峰值高且出现的频率比小麦生长季密集;N2O排放通量变化范围为-3.85～507.11μg N·m-2·h-1,平均值为251.63μgN·m-2·h-1,对于不同施肥处理,其年度N2O排放总量介于1.71 kg N·hm-2到4.60 kg N·hm-2之间。整个轮作体系不同处理N2O排放系数介于0.31%到0.48%之间,均值为0.43%;相对比农民习惯（FP）处理,优化施肥（OPT）、优化减氮（OPT-N）以及秸秆还田（C/N）处理均能显著减少N2O的排放,秸秆还田处理和优化减氮处理N2O排放总量比优化处理分别减少了17%和10%。在10℃〈土壤温度（T）s〈20℃时,N2O排放随温度的升高而增加;整个小麦生长季N2O排放随土壤湿度的增加而增加,且达到0.05的显著水平;大葱生长季在20℃〈Ts〈30℃时,土壤水分含量成为主要限制因素,N2O排放与土壤孔隙含水量（WFPS）呈显著指数正相关关系。秸秆还田处理作物产量高于其他处理,是具有减排增产＂双赢＂效果的农田管理措施。  相似文献   

免耕对农田土壤N_2O排放影响及作用机制研究进展     

蔡延江  丁维新  项剑 《土壤通报》2012,(4):1013-1018

免耕在促进农业可持续发展和有效分馏大气碳的同时还可影响土壤N2O排放,但迄今为止关于免耕对农田土壤N2O排放影响的研究结果却不尽一致,正效应间或负效应都存在。本文综述了免耕条件下土壤理化性状和生物性状的变化及其对N2O排放的影响,并指出实施免耕后土壤反硝化强度变化程度的不同是导致免耕对N2O排放影响效应不同的主要原因,最后提出了一些有待研究的问题。  相似文献