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我国农田重金属污染问题非常严重,成为危害公众健康的重要因素,其中镉是最主要污染元素。针对我国重金属污染农田面积巨大的现实,目前比较可行的治理方案是钝化技术,即通过施用特定的钝化材料,使土壤中重金属活性降低,从而显著降低农作物吸收重金属。我们在研究中发现,钝化技术普遍会产生作物生长不良的问题,而钝化技术导致土壤微量元素同步钝化可能是作物减产的主要原因。为此,本研究开展钝化处置后微量元素添加试验,以期克服钝化技术对作物生长的影响。实验采用温室栽培方法,供试土壤以硅灰石为钝化剂,以镉富集植物红苋为试验作物,设置8个处理:对照(CK)、单施锌肥(Zn)、单施锰肥(Mn)、锌锰肥配施(Zn+Mn)、单施硅灰石(W)、硅灰石与锌肥配施(W+Zn)、硅灰石与锰肥配施(W+Mn)和硅灰石与锌锰肥配施(W+Zn+Mn),测定植物生理指标,植物元素含量与土壤元素有效态含量。主要结论如下: 1.单加Zn会使红苋生物量下降。单加Mn或者Zn+Mn配施对植物生长没有影响。施加钝化剂硅灰石可以改善镉胁迫条件下红苋的生长状况。硅灰石协同施加Zn+Mn可以最大幅度的增加作物的生物量。 2.不同的处理均能降低Cd对植物光合作用能力的抑制。相对于CK处理,其他处理下的红苋净光合速率均有明显提高,其中最高的为W+Zn+Mn处理。但是对光合素含量的分析结果表明,与对照相比,单独硅灰石添加降低叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量的30%、43%和38%。W+Zn更进一步降低光合色素的含量。Mn的补充可以修复光合系统的损伤。W+Zn+Mn可以恢复光和色素含量到对照组水平。 3.在单独添加Zn的条件下,红苋Cd的积累量显著增加,而单独添加Mn和Zn+Mn同时添加却对红苋Cd的积累无显著影响。硅灰石的添加,对降低红苋Cd积累有显著作用,且W+Zn+Mn的组合,不仅能使植物生长状况达到最佳,同时红苋Cd含量也最低。 4.硅灰石的添加抑制了红苋对Zn和Mn的吸收。硅灰石添加后,Zn的补充提升植物体内Zn的含量,尤其是叶部分。相似,Mn的补充也可以恢复植物体内Mn到对照处理水平。单独添加锌或锰肥会提高植物体内锌或锰含量。 5.对抗氧化物酶的分析结果表明:CK和W处理的超氧化歧化酶(SOD)的活性显著高于其他处理,而W+Zn+Mn处理下的SOD酶活显著低于其他处理。W+Mn处理下红苋的过氧化物酶(POD)的活性明显高于其他处理;Zn+Mn处理下的过氧化氢酶(CAT)的活性最高,但与其他处理间并未有显著差异。 结论:硅灰石是有效的镉钝化材料,施用硅灰石后配施锌锰肥可以有效促进植物生长,增强光合作用能力,维持植物微量元素含量和光合色素含量,对于农田镉污染治理有应用价值。