cr和as复合污染对水稻幼苗吸收积累fe, p, as和cr的影响

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1、中国科学:生命科学2010年第40卷第2期:175~182《中国科学》杂志社SCIENTIASINICAVitaewww.scichina.comlife.scichina.comSCIENCECHINAPRESS论文Cr和As复合污染对水稻幼苗吸收积累Fe,P,As和Cr的影响*黄益宗,胡莹,刘云霞中国科学院生态环境研究中心,北京100085*联系人,E-mail:huying@rcees.ac.cn收稿日期:2009-08-19;接受日期:2009-12-30国家自然科学基金(批准号:30671204,40620120436)、中国科学院知识创新工程(批准号:KSCX2-YW-

2、N-41-05)和科技部重大专项(批准号:2008ZX07212-001-05)项目资助摘要通过水培实验,研究As和Cr复合污染在有磷(+P)和无磷(−P)条件下对2个水稻关键词基因型品种(Jin23A和CDR22)生长和吸收积累Fe,P,As和Cr的影响.实验结果表明,AsAs和Cr复合污染P和Cr复合污染可导致水稻茎叶干重下降,但对株高、根长和根干重均影响不大.施P肥Fe可促进水稻生长,提高水稻生物量,缓解水稻的重金属毒害.As和Cr复合污染对水稻植水稻株吸收积累Fe,P,As和Cr的影响不一.加As和加P均导致两个水稻品种茎叶和根中Fe含量下降.As对水稻植株P含量影响不大.

3、P可促进水稻根系对As的吸收,而降低水稻对Cr的吸收积累.加As导致水稻Cr含量提高,尤其水稻根系Cr含量提高更明显.与对照相比,1.0mg/LAs浓度在不加P时分别导致Jin23A和CDR22根系Cr含量提高138.9%和283.6%,加P时则分别为40.2%和154.1%.此外,本文还讨论了Fe,P,As和Cr4种元素在水稻植株体内的迁移情况.砷(As)是地壳的组成成分之一,在自然界中常以开采或冶炼过程中很容易造成附近土壤和水体的污[4]无机或有机化合物形式存在.在世界范围内自然土染.据宋书巧等人报道,广西刁江流域中重金属污[1,2]壤中As的背景值一般为5~10mg/kg.含

4、As矿物经染最严重的金洞村,其农田土壤深度为0~15和过自然风化后释放As进入土壤和水体,导致某些地15~35cm时,As含量分别为国家土壤环境质量三级标区出现地方性As中毒.另外,由于经济的迅猛发展,推的200和500多倍.在湖南常宁县,大面积的水稻人类活动的不断加强,使一些地区出现人为性的土田已遭受As污染,其As含量为92~840mg/kg,远远壤和水体As污染.不合理采矿及冶炼、煤炭开采、污超出了土壤的背景值.在湖北,也有8000多公顷水[5][2]泥农用、污水灌溉、肥料和农药应用等均是人为性田受到了不同程度的As污染.Ure和Berrow研究[3]土壤和水体As污染的主要

5、来源.结果显示,由于长期使用含As的农药,导致As在中国是矿业大国,As矿广泛分布在中国中南和苏格兰土壤中累积,浓度高达366~732mg/kg.西南的湖南、云南、广西、广东等省区.含As矿在水稻是中国乃至亚洲的主要粮食作物之一,世英文版见:HuangYZ,HuY,LiuYX.Combinedeffectsofchromiumandarseniconriceseedlings(OryzasativaL.)growthinsolutionculturesuppliedwithorwithoutPfertilizer.SciChinaLifeSci,2010,doi:10.1007/s

6、11427-010-0055-y黄益宗等:Cr和As复合污染对水稻幼苗吸收积累Fe,P,As和Cr的影响界上90%的水稻产自亚洲.而亚洲的孟加拉国、中国继续进行有P(0.7mmol/LKH2PO4)(+P)处理,另一部(包括台湾)、泰国等稻米主要生产区的国家,其土壤分水稻在无P(−P)的营养液中培养.实验用盆为特制和地下水已遭受到较为严重的As污染.Meharg和的PVC盆(直径7cm,高15cm),每盆装溶液500mL,[6]Rahman最早在孟加拉国开展实验,发现旱季稻经种植1株水稻.过灌溉含As地下水后水稻籽粒的As含量将提高,后营养液配方采用经过少许修改的LongAshto

7、n来其他研究者在孟加拉国、印度的孟加拉邦和印度中法,具体的化合物组成如下:2.0mmol/LKNO3,2.0[7,8][9]mmol/LCa(NO)·4HO,0.8mmol/LMg(NO)·6HO,部的工作也证实了这一点.Abedin等人长期用含322322As的污水灌溉水稻,发现As不仅会污染稻田,而且0.7mmol/LKH2PO4,0.05mmol/LNaCl;50.0µmol/L使作为牲畜饲料的水稻秸秆As含量高达200mg/kg.Fe-EDTA,10.0µmo