不 同 比 例 钾 锌 共 存 对 土 壤 镉 有 效 性 的 影 响

生 态 环 境 学 报 2009, 18(3): 904-908Ecology and Environmental Scienceshttp://www.jeesci.comE-mail: editor@jeesci.com不 同 比 例 钾 锌 共 存 对 土 壤 镉 有 效 性 的 影 响1,宋 正 国2 , 徐 明 岗2* , 刘 平2 , 孙 楠2 , 唐 世 荣1. 农 业 部 环 境 保 护 科 研 监 测 所 // 农 业 部 产 地 环 境 与 农 产 品 安 全 重 点 开 放 实 验 室 , 天 津 300191;2. 中 国 农 业 科 学 院 农 业 资 源 与 农 业 区 划 研 究 所 // 农 业 部 作 物 营 养 与 施 肥 重 点 开 放 实 验 室 , 北 京 1000811摘 要 : 单 一 施 用 钾 或 锌 肥 会 改 变 污 染 土 壤 中 镉 的 有 效 性 , 但 钾 与 锌 共 存 对 镉 在 土 壤 - 植 物 系 统 中 迁 移 和 转 化 影 响 效 果 尚 待 明确 。 采 用 盆 栽 试 验 , 研 究 了 赤 红 壤 上 2 种 镉 污 染 水 平 下 , 施 用 不 同 比 例 钾 、 锌 对 小 油 菜 (Brassica campetris Lvar. Conmuni)生 物 量 、 镉 吸 收 量 及 土 壤 溶 液 中 镉 质 量 浓 度 的 影 响 。 结 果 表 明 , 钾 、 锌 以 不 同 比 例 与 镉 共 存 时 并 不 会 对 赤 红 壤 上 小 油 菜 的 生长 产 生 明 显 影 响 ; 增 加 共 存 体 系 中 锌 的 用 量 , 土 壤 溶 液 中 镉 的 质 量 浓 度 明 显 升 高 , 而 小 油 菜 植 株 镉 含 量 明 显 降 低 。 低 、 高 镉污 染 赤 红 壤 上 , 钾 、 锌 共 存 摩 尔 比 例 为 4∶1 时 , 土 壤 溶 液 中 镉 的 质 量 浓 度 较 对 照 分 别 增 加 189% 和 159%( 两 季 平 均 值 );小 油 菜 体 内 镉 含 量 较 对 照 平 均 分 别 降 低 26.0% 和 34.9%。 在 低 镉 污 染 赤 红 壤 上 , 钾 、 锌 施 用 量 与 小 油 菜 体 内 镉 含 量 呈 显 著 负相 关 ; 高 镉 污 染 赤 红 壤 上 , 锌 施 用 量 与 土 壤 溶 液 中 镉 的 质 量 浓 度 呈 显 著 正 相 关 。 中 轻 度 镉 污 染 土 壤 上 , 小 油 菜 钾 、 锌 肥 最 佳施 用 比 例 为 4∶1。 钾 、 锌 以 不 同 比 例 施 入 土 壤 时 , 锌 施 用 量 多 少 是 控 制 土 壤 镉 有 效 性 高 低 的 主 要 因 素 .关 键 词 : 镉 ; 钾 锌 共 存 ; 小 油 菜 (Brassica Campetris,Lvar Conmuni); 赤 红 壤 ; 有 效 性中 图 分 类 号 :X 131.3 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1674-5906(2009)03-0904-05镉 污 染 在 世 界 范 围 内 广 泛 存 在 且 日 益 严 重 , 我 国受 镉 污 染 的 土 地 面 积 已 超 过 20 万 亩 [1] 。 作 物 吸 收 镉的 数 量 与 土 壤 溶 液 中 镉 的 质 量 浓 度 密 切 相 关 。 在 土 壤溶 液 中 , 镉 的 质 量 浓 度 主 要 受 吸 附 反 应 所 控 制 [2] 。 共存 阳 离 子 可 以 通 过 影 响 土 壤 溶 液 的 离 子 强 度 、 土 壤pH 值 等 土 壤 性 质 改 变 土 壤 镉 的 吸 附 特 性 。 其 中 , 钾 、锌 等 阳 离 子 影 响 镉 吸 附 的 机 制 主 要 是 钾 、 锌 可 以 与 镉离 子 竞 争 土 壤 中 粘 土 矿 物 、 氧 化 物 及 有 机 质 上 的 阳 离子 交 换 吸 附 点 位 , 降 低 土 壤 对 镉 的 吸 附 , 增 加 土 壤 溶液 中 镉 的 质 量 浓 度 [3] 。 且 土 壤 溶 液 中 钾 、 锌 浓 度 的 增加 , 会 提 高 土 壤 溶 液 的 离 子 强 度 。 大 量 研 究 证 实 , 离子 强 度 升 高 , 会 降 低 土 壤 对 镉 的 吸 附 [4-5] 。 试 验 证 明 ,当 体 系 中 锌 镉 、 钾 镉 共 存 时 , 钾 、 锌 可 明 显 降 低 土 壤( 矿 物 ) 对 镉 的 吸 附 [4] 。 同 时 , 钾 、 锌 作 为 植 物 必 需的 营 养 元 素 , 是 植 物 细 胞 的 组 成 成 分 , 通 过 促 进 植 物蛋 白 质 合 成 、 激 活 酶 活 性 、 参 与 细 胞 渗 透 调 节 作 用 及调 节 细 胞 的 充 水 度 、 粘 性 、 弹 性 及 渗 透 性 等 使 其 维 持在 正 常 的 生 理 状 态 , 对 改 变 植 物 吸 收 镉 及 减 轻 镉 的 毒害 有 重 要 作 用 [6-7] [6]。Zhao 等 通 过 土 培 试 验 发 现 , 增加 硝 酸 钾 的 用 量 可 提 高 春 小 麦 对 镉 的 吸 收 。Grant 等[7]指 出 施 用 氯 化 钾 可 以 促 进 大 麦 对 镉 的 吸 收 。Hart 等[8]认 为 植 物 的 原 生 质 膜 中 存 在 着 相 同 的 镉 、 锌 传 输 系统 , 两 者 存 在 竞 争 吸 收 作 用 , 故 高 含 量 的 锌 可 能 在 与镉 竞 争 结 合 位 点 中 占 优 势 , 阻 止 镉 向 韧 皮 部 的 转 运 。不 同 比 例 的 钙 锌 与 镉 共 存 时 , 小 油 菜 吸 收 镉 的 数 量 明显 不 同 [9] 。 目 前 , 农 业 肥 料 的 施 用 往 往 是 几 种 元 素 如氮 、 磷 、 钾 等 同 时 使 用 , 钾 、 锌 配 施 也 较 为 常 见 。 钾 、锌 单 一 施 用 对 镉 有 效 性 的 影 响 已 有 研 究 , 但 钾 、 锌 离子 共 存 时 , 对 镉 有 效 性 的 研 究 却 鲜 见 报 道 。 本 文 研 究在 相 同 氮 肥 用 量 下 , 钾 锌 共 存 对 镉 有 效 性 的 影 响 , 为镉 污 染 土 壤 上 肥 料 的 合 理 施 用 提 供 科 学 依 据 。1 材 料 与 方 法1.1 供 试 土 壤供 试 土 壤 为 赤 红 壤 发 育 的 水 稻 土 , 采 自 广 东 省肇 庆 未 受 污 染 土 壤 耕 层 (0~20 cm)。 试 验 用 赤 红壤 的 主 要 理 化 性 质 为 :pH : 6.61 , CEC : 10.1cmol·kg -1 , 有 机 质 33.0 g·kg -1 , 有 效 镉 0.02 mg·kg -1 ,速 效 钾 94 mg·kg -1 , 有 效 锌 0.66 mg·kg -1 , 全 镉 0.15mg·kg -1 ; 土 壤 理 化 性 质 测 定 方 法 见 文 献 [10] 。1.2 试 验 设 计采 用 盆 栽 试 验 。 盆 栽 用 的 所 有 土 壤 均 过 2 mm筛 。 人 工 培 制 二 、 三 级 镉 污 染 的 赤 红 壤 ( 加 入 硝 酸镉 溶 液 , 使 镉 的 质 量 浓 度 达 到 0.6、1.0 mg·kg -1 土 );保 持 土 壤 水 分 为 田 间 持 水 量 的 60%, 在 室 温 下 平 衡2 个 月 , 混 匀 后 备 用 。试 验 采 用 直 径 11 cm, 高 9 cm 的 塑 料 桶 , 每 桶装 污 染 土 1.0 kg。 钾 、 锌 以 下 列 比 例 加 入 ( 钾 、 锌以 大 田 实 际 用 量 进 行 配 比 ):9.8∶0.2、9.5∶0.5、9∶1、8∶2, 分 别 用 K 4 Zn 1 (4.9,0.1 mmol·L -1 )、K 3 Zn 2(4.75,0.25 mmol·L -1 )、K 2 Zn 3 (4.5,0.5 mmol·L -1 )、基 金 项 目 : 国 家 重 点 基 础 研 究 发 展 规 划 (973) 项 目 (2002CB410809); 北 京 市 自 然 科 学 基 金 项 目 (6062026); 天 津 市 应 用 基 础 及 前 沿 技 术 研 究 计划 (09JCYBJC08500)作 者 简 介 : 宋 正 国 (1975 年 生 ), 男 , 副 研 究 员 , 博 士 , 主 要 从 事 污 染 环 境 的 生 物 化 学 修 复 研 究 。E-mail:forestman1218@163.com* 通 讯 作 者 ,E-mail: mgxu@caas.ac.cn收 稿 日 期 :2009-04-08

宋 正 国 等 : 不 同 比 例 钾 锌 共 存 对 土 壤 镉 有 效 性 的 影 响 905K 1 Zn 4 (4,1 mmol·L -1 ) 表 示 , 以 不 施 钾 、 锌 肥 为对 照 (CK), 共 5 个 处 理 。 钾 、 锌 以 硝 酸 盐 形 式 加入 , 保 持 各 处 理 氮 的 质 量 浓 度 均 为 140 mg·kg -1 土 。随 机 放 置 , 重 复 4 次 。 盆 栽 试 验 在 中 国 农 业 科 学 院土 肥 所 网 室 进 行 , 连 续 种 植 两 季 。 供 试 小 油 菜 为 京油 二 号 (Brassica campetris Lvar. Conmunis), 由 中 国农 科 院 蔬 菜 所 提 供 。1.3 植 物 分 析植 株 样 品 用 去 离 子 水 淋 洗 干 净 ,85 ℃ 杀 酶 15min 后 , 在 70 ℃ 下 烘 48 h。 将 植 株 样 品 用 不 锈 钢 研磨 仪 (IKA-A11) 研 碎 , 充 分 混 匀 。 用 混 合 酸 (HNO 3 ∶HClO 4 =4∶1, 体 积 比 ) 于 190 ℃ 下 消 解 样 品 , 然 后用 ICP-OES( 岛 津 ICPS-1000IV) 测 定 镉 的 含 量 。 同时 消 煮 空 白 与 标 准 样 品 进 行 质 量 控 制 与 结 果 校 正 。1.4 土 壤 溶 液 的 提 取采 用 改 进 的 双 室 法 提 取 土 壤 溶 液 : 以 20 mL 注射 器 替 代 原 双 室 法 中 内 室 的 离 心 管 。 注 射 器 底 部 铺一 层 玻 璃 纤 维 , 厚 度 约 为 2 mm; 在 玻 璃 纤 维 中 间放 300 目 的 尼 龙 筛 网 , 防 止 土 粒 流 失 。 将 盆 栽 土 壤的 含 水 量 调 至 田 间 持 水 量 , 用 保 鲜 膜 将 桶 口 覆 上 ,防 止 水 分 蒸 发 。 平 衡 24 h 后 , 取 土 , 在 4000 g 离心 20 min。 离 心 上 清 液 用 国 产 0.45 μm 的 针 头 滤 器过 滤 至 10 mL 离 心 管 内 , 于 4 ℃ 下 冷 藏 。 土 壤 滤 液中 的 镉 采 用 石 墨 炉 (Thermo-Elemental-GF-95) 测 定 。所 有 试 验 数 据 均 用 SAS8.0 统 计 分 析 , 统 计 方法 为 Duncan 法 。2 结 果 与 分 析2.1 钾 、 锌 不 同 比 例 共 存 下 小 油 菜 的 生 物 量2 种 污 染 水 平 赤 红 壤 上 , 种 植 两 季 , 钾 、 锌 不同 共 存 比 例 对 小 油 菜 的 植 株 干 质 量 的 影 响 存 在 差异 ( 表 1)。 低 镉 污 染 赤 红 壤 上 , 第 一 季 时 , 钾 锌 共存 中 随 着 钾 用 量 减 少 , 锌 用 量 增 加 , 小 油 菜 植 株 干重 呈 降 低 的 趋 势 。 各 钾 、 锌 比 例 间 比 较 显 著 差 异 (P0.05)。 高 镉 污 染 赤 红 壤 上 , 种 植 两 季 ,钾 锌 共 存 中 随 着 钾 用 量 减 少 , 锌 用 量 增 加 , 小 油 菜植 株 干 重 呈 升 高 的 趋 势 。 各 钾 、 锌 比 例 间 比 较 差 异不 显 著 (P>0.05)。 其 中 , 处 理 K 1 Zn 4 的 干 重 最 大 ,分 别 为 2.09、1.69 g。 显 示 在 高 镉 污 染 的 赤 红 壤 上 ,钾 、 锌 离 子 以 不 同 比 例 共 存 对 小 油 菜 的 生 长 无 明 显促 进 作 用 。2.2 钾 、 锌 不 同 共 存 比 例 下 土 壤 溶 液 中 镉 的 质 量 浓 度种 植 两 季 ,2 种 镉 污 染 水 平 下 , 钾 、 锌 不 同 比例 共 存 对 土 壤 溶 液 中 镉 的 质 量 浓 度 影 响 明 显 不 同( 图 1)。 在 高 镉 污 染 赤 红 壤 上 , 种 植 两 季 , 钾 锌 不同 比 例 共 存 对 土 壤 溶 液 中 镉 质 量 浓 度 的 影 响 趋 势相 同 , 即 钾 锌 共 存 中 随 着 钾 用 量 减 少 , 锌 用 量 增 加 ,土 壤 溶 液 中 镉 离 子 的 质 量 浓 度 明 显 升 高 , 各 处 理 间差 异 显 著 (P

906 生 态 环 境 学 报 第 18 卷 第 3 期 (2009 年 5 月 )与 高 镉 污 染 赤 红 壤 第 一 、 二 季 , 钾 、 锌 施 用 量 与 土壤 溶 液 镉 质 量 浓 度 的 线 性 回 归 方 程 。分 别 采 用 F 值 对 上 述 钾 、 锌 施 用 量 与 土 壤 溶 液镉 的 质 量 浓 度 的 数 学 模 型 进 行 统 计 检 验 。 低 镉 污 染赤 红 壤 上 , 第 一 季 时 , 钾 、 锌 施 用 量 与 土 壤 溶 液 中镉 质 量 浓 度 的 线 性 回 归 方 程 F=25.48>F 0.05 (2,4)=6.94, 差 异 显 著 。 由 模 型 (1) 知 ,x 1 、x 2 的 系 数皆 为 正 数 , 显 示 施 用 钾 、 锌 对 土 壤 溶 液 中 镉 质 量 浓度 的 影 响 为 正 效 应 。 高 镉 污 染 赤 红 壤 上 , 第 一 季 时 ,钾 、 锌 施 用 量 与 土 壤 溶 液 中 镉 的 质 量 浓 度 的 线 性 回归 方 程 F=21.29>F 0.05 (2,4)=6.94, 差 异 显 著 。第 二 季 时 , 钾 、 锌 施 用 量 与 土 壤 溶 液 中 镉 含 量 的 线性 回 归 方 程 F=9.57>F 0.05 (2,4)=6.94, 差 异 显著 。 由 模 型 (2)、(3) 知 ,x 1 、x 2 的 系 数 皆 为 正 数 ,显 示 施 用 钾 、 锌 对 土 壤 溶 液 中 镉 的 质 量 浓 度 影 响 为正 效 应 。 各 模 型 的 各 项 系 数 经 t 检 验 知 ,x 1 的 系 数差 异 不 显 著 ,x 2 的 系 数 差 异 显 著 (PF 0.05 (2,4)=6.94,差 异 显 著 。 由 模 型 (6) 知 ,x 1 、x 2 的 系 数 皆 为 负 数 ,显 示 施 用 钾 、 锌 对 植 株 镉 含 量 的 影 响 为 负 效 应 。 模型 (6) 经 t 检 验 知 ,x 1 、x 2 的 系 数 有 显 著 差 异 (P

宋 正 国 等 : 不 同 比 例 钾 锌 共 存 对 土 壤 镉 有 效 性 的 影 响 907水 溶 性 钾 、 锌 的 含 量 将 增 加 , 与 镉 离 子 竞 争 土 壤 的吸 附 位 点 , 降 低 土 壤 对 镉 的 吸 附 。 我 们 先 前 的 吸 附试 验 也 证 实 了 这 一 点 , 即 与 钠 离 子 相 比 , 钾 、 锌 明显 降 低 土 壤 对 镉 的 吸 附 , 降 低 镉 的 分 配 系 数 [2] 。 在本 试 验 中 , 钾 、 锌 以 不 同 比 例 施 入 土 壤 , 能 够 提 高土 壤 溶 液 中 镉 的 质 量 浓 度 ; 但 连 续 施 用 钾 锌 , 却 降低 了 土 壤 溶 液 中 镉 的 质 量 浓 度 。 这 可 能 是 种 植 作 物后 , 土 壤 溶 液 中 镉 的 质 量 浓 度 不 仅 受 离 子 交 换 吸 附的 影 响 ; 同 时 , 由 于 土 壤 溶 液 中 离 子 是 最 易 被 植 物吸 收 的 形 态 , 植 物 对 镉 的 吸 收 也 是 一 个 重 要 的 影 响[13]因 素 。Lorenz 等 指 出 , 一 般 情 况 下 土 壤 溶 液 中 镉的 质 量 浓 度 在 植 物 生 长 期 间 降 低 , 可 能 的 原 因 : 一是 植 物 对 镉 吸 收 ; 二 是 镉 、 锌 在 低 离 子 强 度 下 对 土壤 吸 附 位 点 的 再 次 分 配 。钾 离 子 是 土 壤 主 要 的 盐 基 饱 和 离 子 之 一 。 钾 通过 与 镉 离 子 竞 争 土 壤 的 吸 附 点 位 影 响 土 壤 对 镉 的吸 附 。 施 入 钾 肥 , 会 增 加 土 壤 中 水 溶 性 钾 的 含 量 ,[14]提 高 土 壤 溶 液 中 钾 的 质 量 浓 度 。Appel 等 发 现 在母 质 为 高 岭 石 的 土 壤 上 , 土 壤 对 钾 选 择 性 吸 附 能 力增 强 , 其 机 制 是 由 于 土 壤 粘 粒 的 电 荷 密 度 不 能 有 效的 消 除 被 吸 附 阳 离 子 的 水 合 作 用 。 另 一 方 面 钾 的 质量 浓 度 升 高 , 土 壤 溶 液 的 离 子 强 度 增 加 , 促 进 镉 的解 吸 , 增 加 土 壤 溶 液 中 镉 的 质 量 浓 度 [15] 。 而 锌 作为 镉 的 同 族 元 素 , 是 土 壤 中 镉 吸 附 位 点 的 主 要 竞 争者 [4] ; 且 土 壤 对 锌 具 有 很 强 的 专 性 吸 附 , 结 果 是 增加 土 壤 表 面 正 电 荷 的 数 量 , 土 壤 对 镉 的 排 斥 力 增大 , 镉 吸 附 量 减 少 。 随 着 溶 液 中 锌 的 质 量 浓 度 的 增加 , 镉 的 解 吸 量 明 显 升 高 [10] 。 与 钾 相 比 , 锌 对 土 壤吸 附 镉 的 影 响 更 大 , 我 们 先 前 的 吸 附 试 验 证 实 了 这一 点 , 即 与 钾 离 子 相 比 , 锌 明 显 降 低 土 壤 对 镉 的 吸附 [2,13] 。 在 本 实 验 中 , 锌 的 用 量 与 土 壤 溶 液 中 镉 的质 量 浓 度 呈 显 著 正 相 关 ; 钾 锌 共 存 时 , 锌 的 用 量 是控 制 土 壤 溶 液 中 镉 质 量 浓 度 的 主 要 因 素 。植 物 对 镉 的 吸 收 包 括 非 代 谢 吸 收 与 代 谢 吸 收两 种 机 制 , 非 代 谢 吸 收 包 括 阳 离 子 交 换 和 扩 散 两 种类 型 。 其 中 阳 离 子 交 换 为 可 逆 过 程 , 其 它 阳 离 子 可以 将 部 分 镉 从 根 系 的 细 胞 壁 上 解 吸 下 来 。 钾 、 锌 同时 施 入 土 壤 后 , 其 共 同 的 作 用 使 一 部 分 镉 从 土 壤 颗粒 表 面 被 解 吸 下 来 , 以 镉 离 子 的 形 式 进 入 土 壤 溶液 , 土 壤 溶 液 中 镉 的 质 量 浓 度 升 高 。 本 实 验 的 结 果证 实 了 这 一 点 ( 图 1)。 土 壤 溶 液 中 的 钾 、 锌 与 镉 等离 子 扩 散 至 小 油 菜 根 系 表 面 , 锌 阳 离 子 将 与 镉 竞 争根 系 表 面 吸 收 位 点 , 降 低 小 油 菜 根 系 对 镉 的 吸 收 。由 于 植 物 根 系 对 钾 、 镉 的 吸 收 方 式 不 同 , 且 钾 离 子与 二 价 离 子 竞 争 植 物 根 系 的 吸 收 位 点 的 能 力 很 弱[16] , 因 此 , 钾 对 小 油 菜 镉 的 竞 争 吸 收 效 应 较 弱 。 而锌 与 镉 具 有 相 同 的 核 外 电 子 构 型 , 化 学 性 质 极 为 相似 [13] , 二 者 可 以 竞 争 根 细 胞 膜 表 面 的 吸 收 位 点 , 能够 以 相 同 方 式 被 植 物 吸 收 、 转 运 [17] ; 与 钾 相 比 , 锌影 响 植 物 吸 收 镉 的 作 用 更 强 。 在 本 实 验 中 , 同 时 施用 钾 、 锌 , 增 加 了 土 壤 溶 液 中 镉 的 质 量 浓 度 , 增 加了 锌 钾 的 吸 收 , 却 降 低 了 小 油 菜 对 镉 的 吸 收 。 这 是由 于 在 相 同 镉 污 染 水 平 下 , 钾 、 锌 一 方 面 与 镉 竞 争土 壤 表 面 的 吸 附 位 点 ; 另 一 方 面 锌 与 镉 竞 争 根 系 表面 吸 收 位 点 ; 而 钾 的 施 用 可 提 高 植 物 抗 逆 性 , 促 进植 物 生 长 , 形 成 稀 释 效 应 。 提 高 锌 、 钾 肥 用 量 , 增加 小 油 菜 生 物 量 , 促 进 锌 对 镉 在 根 系 上 的 竞 争 吸收 , 增 加 小 油 菜 对 锌 、 钾 的 吸 收 , 导 致 小 油 菜 吸 收镉 的 数 量 降 低 。 在 本 试 验 中 , 根 系 竞 争 吸 收 作 用 是影 响 镉 有 效 性 高 低 的 主 要 因 子 。 大 量 的 研 究 证 实 ,[15]提 高 锌 肥 用 量 , 会 明 显 抑 制 镉 在 植 物 根 系 的 吸 收及 植 物 体 内 运 输 、 转 运 , 减 少 植 物 对 镉 吸 收 [17-22] 。在 本 实 验 中 , 锌 的 用 量 与 小 油 菜 吸 收 镉 的 数 量 呈 显著 正 相 关 , 钾 锌 共 存 时 , 锌 的 用 量 是 控 制 土 壤 镉 有效 性 的 主 要 因 素 。 综 合 本 试 验 中 的 小 油 菜 产 量 , 小油 菜 钾 、 锌 与 镉 吸 收 量 等 数 据 , 从 不 影 响 小 油 菜 正常 生 长 , 显 著 提 高 小 油 菜 钾 、 锌 利 用 率 及 明 显 降 低土 壤 镉 的 有 效 性 等 角 度 考 虑 , 在 中 轻 度 镉 污 染 土 壤上 , 钾 、 锌 肥 料 施 用 的 最 佳 配 比 为 4∶1。4 结 论(1) 以 不 同 比 例 施 用 钾 、 锌 肥 并 不 会 明 显 改 善镉 对 小 油 菜 的 毒 害 作 用 。 增 加 共 存 体 系 中 锌 肥 的 用量 , 明 显 增 加 土 壤 溶 液 中 镉 的 质 量 浓 度 ; 钾 、 锌 共存 摩 尔 比 例 为 4∶1 时 , 明 显 降 低 小 油 菜 植 株 内 镉含 量 。 钾 、 锌 以 不 同 比 例 施 入 土 壤 , 锌 肥 施 用 量 多少 是 控 制 土 壤 镉 有 效 性 高 低 的 主 要 因 素 。(2) 从 小 油 菜 生 长 情 况 , 提 高 钾 、 锌 肥 利 用 率及 明 显 降 低 土 壤 镉 的 有 效 性 等 角 度 综 合 考 虑 , 在 中轻 度 镉 污 染 土 壤 上 种 植 小 油 菜 , 最 佳 钾 、 锌 肥 料 配施 比 例 为 4∶1( 摩 尔 比 )。参 考 文 献 :[1] 陈 怀 满 . 土 壤 植 物 系 统 中 的 重 金 属 污 染 [M]. 北 京 : 科 学 出 版 社 ,1996: 71-125.CHEN Huaiman. Heavy Metal Pollution in the Soil-Plant System [M].Beijing: Science Press, 1996: 71-125.[2] 宋 正 国 , 徐 明 岗 , 刘 平 , 等 . 钙 锌 钾 共 存 对 赤 红 壤 镉 吸 附 的 影 响 [J].生 态 环 境 , 2006, 15(5): 993-996.SONG Zhengguo, XU Minggang, LIU Ping, et al. Effects ofco-existing cations, Ca, K, and Zn on adsorption of cadmium inlateritic red soil[J]. Ecology and Environment, 2006, 15(5): 993-996.[3] TREMMINGHOFF E J M, VAN DER ZEE S E A T M, DE HAAN FA M. Speciation and calcium competition effects on cadmium sorptionby sandy soil at various pHs[J]. European Journal of Soil Science,1995, 46: 649-655.[4] MUSTAFA G, SING B, KOOKANA R S. Cadmium adsorption anddesorption behavior on goethite at low equilibrium concentrations:effect of pH and index cations[J]. Chemosphere, 2004, 57: 1325-1333.

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Institute of Agricultural Resources and Regional Planning, Chinese Academy of Agricultural Sciences//Key Laboratory of Crop Nutrition and Fertilization,Ministry of Agriculture of China, Beijing, 100081, ChinaAbstract: The bioavailability of cadmium could be changed by application of single potassium or zinc into contaminated soil, but theeffects of co-existence of potassium and zinc on cadmium migrating in the soil-plant system need to be clarified further. Potexperiments were conducted in the lateritic red soil with two levels of Cd contamination to investigate the effect of K/Zn applicationsat different ratios on the biomass, amounts of Cd uptake of rape, as well as Zn, K and Cd concentrations in lateritic red soil solutions.The results showed that the coexistence of K and Zn at different ratios did not exert significant effect on the rape growth. IncreasingZn ratio in the K/Zn application resulted in the elevated levels of Zn and Cd in soil solutions, while Cd concentrations in the rapedecreased. In lateritic red soil with higher concentration of Cd, the K concentration in the soil solution increased with increasing Kcontent in the K/Zn application. When the molar ratio of K/Zn was 4∶1, compared with the control treatment, average Cd content inthe rapes decreased by 26.0% and 34.9%, respectively in soils with low and high Cd levels, and Cd concentration in soil solutionincreased by 189% and 159%, respectively. Applied Zn and K amount was negatively correlated with Cd concentrations in rapes insoil with low Cd levels, whereas in soils with higher Cd levels, applied Zn amount was positively correlated to the Cd concentrationsin soil solutions. In lateritic red soil with low or middle Cd levels, the best ratio of coexistence of potassium and zinc was 4∶1 whenrape fertilized with potassium and zinc fertilizers. It demonstrated that the amount of zinc applied to soils was the major factor tocontrol bioavailability of Cd when K and Zn were simultaneously applied to soils in various ratios.Key words: Cd; coexistence of K and Zn; rape; lateritic red soil; bioavailability