冷浸田亞鐵和還原態(tài)硫障礙因子致毒機理及治理初探

1、冷浸田亞鐵和還原態(tài)硫障礙因子致毒機理及治理初探本文以冷浸田土壤亞鐵和還原態(tài)硫障礙因子致毒機理及治理探究為研究目的,通過盆栽和土培實驗相結合的研究方法,探索我國冷浸田土壤在土壤-水稻-亞鐵還原態(tài)硫-微生物相互作用的體系中水稻生理指標、土壤微生物特征及鋼渣、發(fā)酵稻殼的改良效用。主要研究結果如下：1.通過盆栽試驗,模擬冷浸田土壤亞鐵毒害,研究了土壤-水稻-亞鐵-微生物相互作用的體系中，外加Fe2+不同處理水平（0、100、200、400、800和1600mg/kg）對水稻苗期和分虞期相關生理指標、土壤微生物活性及其生態(tài)特征的影響。結果表明：在含一定亞鐵本底（207.77mg/kg）的正常稻田土壤中,

2、外源性Fe2+的加入將逐步抑制水稻生長、P1低土壤微生物活性。外源Fe2+濃度達100mg/kg后，水稻的株高、干物質積累量顯著降低；水稻葉片生理指標葉綠素含量（SPADfi）、脯氨酸含量、抗氧化酶系統(tǒng)活性則顯著增加，表明外源Fe2然度100mg/kg是本研究條件下外源Fe2+X寸水稻生長產生顯著毒害影響的臨界點；同時隨外源Fe2然度的增加土壤微生物活性指標：土壤微生物量碳、微生物三大基礎菌系總量（細菌、真菌、放線菌）、功能菌系總量（氨化細菌、固氮菌、纖維分解菌）、鐵還原菌總量總體是先快速下降,后逐漸平穩(wěn)降低,半效應濃度EC50分析表明，外源FeZ+濃度100mg/kg為多數土壤微生物活性指標

3、（微生物基礎菌系總量、功能菌系總量、鐵還原菌）EC50變化的臨界值；體系中土壤微生物活性指標和水稻生長指標的變化存在顯著的相關性,表明供試土壤亞鐵對水稻生長的影響是亞鐵對土壤-植物-土壤微生物系統(tǒng)同步影響的結果。綜上結果可知，外源FeZ+濃度100mg/kg為導致供試土壤中水稻生長及土壤微生物活性受到顯著負效應的臨界值,進而推知,本研究所用土壤對水稻生長和微生物活性的亞鐵毒脅迫臨界濃度約為300mg/kg（含本底）,Fe2+含量超出該濃度時,需采取合理的農藝措施控制其負效應。2.通過盆栽試驗,模擬冷浸田土壤還原態(tài)硫毒害,研究了土壤-水稻-還原態(tài)硫-微生物相互作用的體系中,外加還原態(tài)硫不同處理水

4、平（0、10、50、100、300、600和1200mg/kg）對水稻苗期和分虞期相關生理指標、土壤微生物活性及其生態(tài)特征的影響。結果表明：在含一定還原態(tài)硫本底（12.08mg/kg）的正常稻田土壤中,外源性S2-的加入將逐步抑制水稻生長、降低土壤微生物活性。外源S2-濃度達50mg/kg后,水稻的株高、干物質積累量顯著降低;水稻葉片生理指標葉綠素含量（SPAD值）、脯氨酸含量、抗氧化酶系統(tǒng)活性則顯著增加，表明外源S2-濃度50mg/kg是本研究條件下外源S2-對水稻生長產生顯著毒害影響的臨界點；同時隨外源S2-濃度的增加土壤微生物活性指標：土壤微生物量碳、微生物三大基礎菌系總量、功能菌系總量

5、和微生物總量都隨外源還原態(tài)硫處理水平的增大而降低,硫化細菌總量隨之增加，半效應濃度EC50分析表明，土壤S2-濃度40mg/kg為多數土壤微生物活性指標（微生物基礎菌系總量、功能菌系總量、微生物總量）EC50變化的臨界值；體系中土壤微生物活性指標和水稻生長指標的變化存在顯著的相關性,表明供試土壤還原態(tài)硫對水稻生長的影響是還原態(tài)硫對土壤-植物-土壤微生物系統(tǒng)同步影響的結果。綜上結果可知，土壤S2-濃度40mg/kg為導致供試土壤中水稻生長及土壤微生物活性受到顯著負效應的臨界值,進而推知,本研究所用土壤對水稻生長和微生物活性的S2-毒脅迫臨界濃度約為40mg/kg（含本底）,S2-含量超出該濃度時

6、，需采取合理的農藝措施控制其負效應。3.采用靜態(tài)批式法研究了鋼渣和發(fā)酵稻殼對Fe2+和S2-的吸附行為，探討了溶液濃度、pH溫度及離子強度對吸附的影響，通過解吸附實驗,進一步驗證它們的吸附穩(wěn)定性。實驗結果表明，鋼渣和發(fā)酵稻殼吸附除Fe2琲口s2-的動力學過程均符合Elovich動力學模型；高溫有利于它們的吸附作用,其吸附過程為吸熱過程；具有較大的pH適應性；Fe2的勺吸附以內層配位為主，S2-的吸附以外層絡合為主。不同試驗條件下吸附率都較高,解吸率很低,吸附穩(wěn)定性較好?？偟膩碚f，鋼渣、發(fā)酵稻殼為Fe2+和S2-良好的吸附材料。4.通過土培試驗,模擬冷浸田土壤亞鐵還原態(tài)硫毒害,研究了土壤-亞鐵還

7、原態(tài)硫-微生物相互作用的體系中,外源鋼渣不同處理水平（0、10、20、40、80和100g/kg）對不同時期土壤微生物活性及其生態(tài)特征、土壤亞鐵還原態(tài)硫含量、土壤養(yǎng)分特征的影響。結果表明：外源鋼渣的加入可顯著降低供試土壤中亞鐵和還原態(tài)硫的含量,增強土壤微生物活性,提高土壤pH值和土壤速效養(yǎng)分含量，外源鋼渣40g/kg為供試土壤改良的適宜用量,需采取合理的農藝措施增強其改良效果。5.通過土培試驗,模擬冷浸田土壤亞鐵還原態(tài)硫毒害,研究了土壤-亞鐵還原態(tài)硫-微生物相互作用的體系中,外源發(fā)酵稻殼不同處理水平（0、10、20、40和80g/kg）對不同時期土壤微生物活性及其生態(tài)特征、土壤亞鐵還原態(tài)硫含量、土壤養(yǎng)分特