基施钢渣和石灰渣对水稻吸收转运镉的影响OA
Effect of basal application of steel slag and lime slag on uptake and translocation of cadmium in rice
我国农田土壤镉(Cd)污染问题日益突出,对水稻等主要农作物的生长和品质造成严重影响,进而威胁到农田生态系统的稳定和人体健康.为了深入探究工业副产物在镉污染土壤修复中的应用潜力,本文以广西区内钢渣(SS)和石灰渣(LM)2 种典型工业副产物与水稻为研究对象,通过室内土壤培养和水稻盆栽实验探究工业副产物对土壤-水稻系统中Cd 生物有效性的影响.土壤培养实验施加不同剂量钢渣和石灰渣(1、2、5、7、10 g·kg-1,分别记为 SS1、SS2、SS5、SS7、SS10 和 LM1、LM2、LM5、LM7、LM10),不施钢渣和石灰渣记为 CK.结果表明,土壤 pH 和有效硅含量随着钢渣和石灰渣施用量的增大而增加,土壤氧化还原电位(Eh)随着钢渣和石灰渣施用量的增大而降低.与 CK 相比,施加 SS2钢渣和 LM10 石灰渣对土壤二乙烯三胺五乙酸提取态镉(DTPA-Cd)的含量降低效果最佳,分别降低 49.32%和 42.43%.水稻盆栽实验结果表明,施加不同剂量钢渣(1、2、3、5 g·kg-1,分别记为 SS-R1、SS-R2、SS-R3、SS-R5)和石灰渣(1、3、5 g·kg-1,分别记为 LM-R1、LM-R3、LM-R5)均可影响水稻对 Cd 的吸收.其中,SS-R3 和 LM-R5 可以显著降低土壤DTPA-Cd 的含量和水稻根、茎、叶、糙米的镉含量(P<0.05),较 CK 分别降低 40.00%、80.59%、86.83%、78.13%、78.57%和40.91%、24.77%、60.41%、65.53%、69.05%.此外,各处理中水稻糙米Cd 含量由大到小依次为:CK(0.38 mg·kg-1)>LM-R1(0.25 mg·kg-1)>SS-R1(0.22 mg·kg-1)>LM-R3(0.19 mg·kg-1)>SS-R5(0.17 mg·kg-1)>LM-R5(0.12 mg·kg-1)>SS-R2(0.09 mg·kg-1)>SS-R3(0.07 mg·kg-1),其中 SS-R2、SS-R3、SS-R5 和 LM-R3、LM-R5 处理糙米 Cd 含量符合国家食品安全标准(<0.2 mg·kg-1,GB2762-2022).工业副产物钢渣和石灰渣均可显著降低土壤镉的生物有效性和抑制水稻对 Cd 的吸收,且钢渣降低水稻植株各部位镉含量的效果优于石灰渣.
Cadmium(Cd)contamination in agricultural soils has become increasingly prominent,exerting a serious impact on the growth and quality of rice and other major crops,thereby threatening the stability of agricultural ecosystems and human health.To investigate the application potential of industrial by-products in the remediation of Cd-contaminated soil,this study focused on two typical industrial by-products from Guangxi,steel slag(SS)and lime slag(LM),and examined their effects on Cd bioavailability in the soil-rice system through soil incubation and rice pot experiments.The soil incubation experiment was conducted with different application rates of SS and LM(1,2,5,7,and 10 g·kg-1,denoted as SS1,SS2,SS5,SS7,SS10 and LM1,LM2,LM5,LM7,LM10,respectively).The results showed that soil pH and available silicon content increased with increasing application rates of SS and LM,while soil redox potential(Eh)decreased.Compared with the control(CK),SS2 and LM10 had the best effect on reducing soil diethylenetriaminepentaacetic acid extractable Cd(DTPA-Cd)content,decreasing 49.32%and 42.43%,respectively.The rice pot experiment was conducted with different application rates of steel slag(SS)(1,2,3,and 5 g·kg-1,denoted as SS-R1,SS-R2,SS-R3,SS-R5)and lime slag(LM)(1,3,and 5 g·kg-1,denoted as LM-R1,LM-R3,LM-R5).The results showed that the application of steel slag and lime slag affected Cd uptake by rice.Specifically,SS-R3 and LM-R5 significantly reduced soil DTPA-Cd content and Cd concentrations in rice roots,stems,leaves,and brown rice(P<0.05).Compared with CK,the reductions were 40.00%,80.59%,86.83%,78.13%,and 78.57%for SS-R3,and 40.91%,24.77%,60.41%,65.53%,and 69.05%for LM-R5,respectively.The brown rice Cd contents across treatments followed the order:CK(0.38 mg·kg-1)>LM-R1(0.25 mg·kg-1)>SS-R1(0.22 mg·kg-1)>LM-R3(0.19 mg·kg-1)>SS-R5(0.17 mg·kg-1)>LM-R5(0.12 mg·kg-1)>SS-R2(0.09 mg·kg-1)>SS-R3(0.07 mg·kg-1).Notably,the brown rice Cd contents in the SS-R2,SS-R3,SS-R5,LM-R3,and LM-R5 treatments met the national food safety standard(<0.2 mg·kg-1,GB 2762-2022).In conclusion,the industrial by-products steel slag and lime slag significantly reduced soil Cd bioavailability and inhibited Cd uptake by rice,with steel slag demonstrating superior efficacy in reducing Cd content in various rice tissues compared to lime slag.
韦丽媛;韦秀连;刘莹儿;黄静;罗冬梅;徐子琴;陈喆
珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室(广西师范大学),广西 桂林 541006||广西漓江流域景观资源保育与可持续利用重点实验室(广西师范大学),广西 桂林 541006珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室(广西师范大学),广西 桂林 541006||广西漓江流域景观资源保育与可持续利用重点实验室(广西师范大学),广西 桂林 541006珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室(广西师范大学),广西 桂林 541006||广西漓江流域景观资源保育与可持续利用重点实验室(广西师范大学),广西 桂林 541006珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室(广西师范大学),广西 桂林 541006||广西漓江流域景观资源保育与可持续利用重点实验室(广西师范大学),广西 桂林 541006珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室(广西师范大学),广西 桂林 541006||广西漓江流域景观资源保育与可持续利用重点实验室(广西师范大学),广西 桂林 541006珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室(广西师范大学),广西 桂林 541006||广西漓江流域景观资源保育与可持续利用重点实验室(广西师范大学),广西 桂林 541006珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室(广西师范大学),广西 桂林 541006||广西漓江流域景观资源保育与可持续利用重点实验室(广西师范大学),广西 桂林 541006
资源环境
钢渣石灰渣水稻镉污染土壤工业副产物
steel slaglime slagricecadmium pollutionsoilindustrial by-products
《广西师范大学学报(自然科学版)》 2026 (4)
159-169,11
广西自然科学基金(2025GXNSFAA069356)南方石山地区矿山地质环境修复工程技术创新中心开放课题(NFSS2023020)广西师范大学大学生创新创业训练计划(202410602054,S202410602162)
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