第27卷第7期2006年7月环境科学Vol.27,No.7Jul.,2006土壤施硅对水稻吸收砷的影响郭伟1,朱永官13,梁永超2,刘文菊1,3,陈正1(11中国科学院生态环境研究中心,北京100085;21中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京100081;31河北农业大学资源与环境学院,保定071001摘要:通过盆栽试验研究在2种砷污染土壤中施加硅对水稻幼苗吸收砷的影响.,稻植株地上部和地下部生物量,,上部磷浓度增加18%～39%,但对地下部磷浓度影响不大.,pH值,施加2种2降低36%～59%,,42%～58%,地下部砷浓度降低70%～82%..关键词:硅;中图分类号:X53:A文章编号:025023301(20060721393205EffectofApplicationofSilicononArsenicUptakebyRiceSeedlingsinSoilGUOWei1,ZHUYong2guan1,LIANGYong2chao2,LIUWen2ju1,3,CHENZheng1(11ResearchCenterforEco2EnvironmentalSciences,ChineseAcademyofSciences,Beijing100085,China;21InstituteofAgriculturalResourcesandRegionalPlanning,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100081,China;31CollegeofResourceandEnvironmentalScience,AgricultureUniversityofHebei,Baoding071001,ChinaAbstract:Theobjectiveofstudywastoinvestigateeffectofsilicononarsenicuptakebyriceseedlingsintwosoilswithdifferentarsenicconcentrations.Theresultsshowthattheadditionofsiliconhaslittleeffectonshootandrootdryweightsofriceseedlings.TheadditionofsilicondidnotaffectshootandrootPconcentrationsofriceseedlingsgrowninlowarsenicsoil,butsignificantlyincreasedshootPconcentrationsonricegrowninhigharsenicsoil.IrrespectiveoftheinitialpHofK2SiO3solution,theadditionofsiliconsignificantlydecreasedshootandrootAsconcentrationsofriceseedlingscomparedwiththecontrol.ForseedlingsgrowninlowAs2contaminatedsoil,Asconcentrationsinshootandrootwerereducedby36%～59%and15%～37%withtheapplicationofsilicon,respectively.ForseedlingsgrowninhighAs2contaminatedsoil,Asconcentrationsinshootandrootwerereducedby42%～58%and70%～82%withtheapplicationofsilicon,respectively.Theseresultsareinagreementwithourpreviousreportsbasedonasolutioncultureexperiment.PossiblemechanismsoftheeffectofSionAsuptakewasalsodiscussed.Keywords:silicon;As2contaminatedsoil;rice;decreaseuptake近年来,在我国新疆、内蒙古、贵州以及孟加拉国、印度和东南亚等地由于砷污染引起的不良环境问题,给人们的生产、生活和健康带来了严重的危害[1～5].我国的许多地区如湖南、湖北、江西、浙江、广东、广西和云南等地都不同程度地发生了砷污染问题[6].最近,有文献报道孟加拉国用高砷地下水灌溉农田明显提高水稻米粒中砷的含量,甚至超过一些国家的卫生标准[7,8].遗憾的是,到目前为止,仍然没有一种行之有效的方法可以减少由于土壤砷污染经食物链给人体健康所带来的危害.有研究证实,在土壤上施用硅肥可显著促进作物抗铁、锰和铝等重金属毒害,还可以显著提高作物的抗盐性,降低作物盐害[9～11]酸盐和磷酸盐是类似物,经试验证实在许多植物中,砷酸盐都是通过磷酸盐的转运系统吸收的[13,14],水稻的茎叶中SiO2的含量可高达20%(干物质重[15],硅在水稻的生长发育过程中起着极其重要的作用,甚至被认为是其生长发育的必需元素之一[16].已有的水培试验证实在含As为1mg?L-1的营养液中加入28mg?L-1的外源硅可显著提高水稻的生物量,同时也显著地抑制了水稻对砷的吸收和转运[17].尽管如此,土壤环境与水培环境相比要复杂得多,影响作物生长和砷吸收转运的因素也更加多元化.因此,本研究的目的是在土培条件下,研究收稿日期:2005208217;修订日期:2005211211基金项目:国家杰出青年基金项目(40225002;国家重点基础研究发展规划(973项目(2002CB410808作者简介:郭伟(1976～,女,博士研究生,主要研究方向为农业生态环境保护与污染控制.3通讯联系人,E2mail:ygzhu@rcees.ac.cn.Ma和Takahashi发现在营养液中加入外源硅可以显著地减少水稻幼苗对磷的吸收,但他们并没有给出合理的解释[12].砷1394环境科学27卷...
