施硅降低碱性土壤铅生物有效性的机制研究

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来源：《农业环境科学学报》2019 年03 期

作者：刘鸣达¹，张婧婷¹，马聪¹，王耀晶^1,2* 

单位：1. 沈阳农业大学土地与环境学院；2. 沈阳农业大学理学院

摘   要

为明确硅降低碱性土壤铅生物有效性的机制，在中和硅酸钠碱性和消除钠离子影响的基础上，采取吸附-解吸试验、红外分析和盆栽试验相结合的方式，研究了硅对碱性土壤液相、固相和固液界面铅行为以及水稻产量与稻米铅含量的影响。结果表明，加硅降低了碱性土壤吸附铅的容量和强度，增强了铅吸附-解吸过程中的滞后效应；应用红外光谱表征溶液中硅铅反应产物， 发现Si−O 弯曲振动吸收峰和Si−O−Si 反对称伸缩振动特征峰均出现了红移，暗示硅酸或聚硅酸与铅发生了配位反应，生成了水溶性复合物；施硅使土壤酸可提取态和可还原态铅含量分别降低了11.18%、18.54%；可氧化态和残渣态铅分别提高了42.56%、7.84%；与对照相比，铅胁迫下水稻产量降低了64.5%（P<0.01），糙米铅含量明显升高（P<0.01），达到了0.31 mg·kg^-1；与铅胁迫处理相比，施硅使水稻产量提高了152.3%（P<0.01），明显降低糙米铅的含量（P<0.01），并符合国家标准的安全要求。综上，在碱性土壤中，促进土壤液相、固相铅向无效态转化，抑制固相铅解吸是施硅降低铅生物有效性的土壤化学机制。

▼结    论▼

（1）铅胁迫下水稻产量显著降低，糙米铅含量明显升高，施硅则显著提高了水稻产量，降低糙米铅含量，并达到了国家标准的安全要求。

（2）加硅降低了碱性土壤吸附铅的容量和强度， 增强了铅吸附-解吸过程中的滞后效应；降低了土壤酸可提取态和可还原态铅含量，提高了可氧化态与残渣态铅含量；加硅可使溶液中硅酸或聚硅酸与铅发生配位反应，生成水溶性复合物。 因此，在碱性土壤中，促进土壤液相、固相铅向无效态转化，抑制固相铅解吸是施硅降低铅生物有效性的土壤化学机制。

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