土壤改良剂对Cd污染石灰性...d形态与水稻Cd积累的影响_吴多基.pdf

2023，45（2）DOI：10.13836/j.jjau.2023035江西农业大学学报 Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensishttp:/土壤改良剂对Cd污染石灰性稻田土壤Cd形态与水稻Cd积累的影响吴多基1，吴建富1*，黄振侠2*，刘宇新2，熊江花2（1.江西农业大学 国土资源与环境学院，江西 南昌 330045；2.江西省农业生态与资源保护站，江西 南昌 330006）摘要：【目的】镉（Cd）是一种有毒重金属，稻田Cd污染和稻米中Cd的积累已严重影响了现代农业高质量发展。研究不同土壤改良剂对南方Cd污染石灰性稻田中土壤Cd化学形态变化及水稻吸收积累Cd的影响，为选择适合修复南方石灰性稻田Cd污染的钝化材料和保障粮食安全生产提供理论依据。【方法】研究以Cd污染石灰性稻田为研究对象，通过大田原位修复试验，在等量氮磷钾养分投入条件下，研究了添加土壤调理剂（AF）、炭基微生物菌剂（CMF）和复合微生物肥+RBM微生物液体菌剂（RBM）对Cd污染稻田土壤化学性质、Cd形态含量变化以及水稻各部位Cd富集与转移的影响。【结果】施用土壤改良剂在一定程度上能保证水稻产量。与单施化肥处理相比，添加炭基微生物菌剂可以提高土壤有机碳含量，增幅为13.19%，而且施用土壤改良剂的处理均能增加土壤CEC，同时降低水稻成熟期土壤DTPA有效态Cd含量和土壤酸可提取态Cd含量，其中AF和CMF处理土壤酸可提取态Cd含量显著降低了8.84%和8.37%，促进了土壤Cd由活性强的形态向稳定态转化；通过BCR法分析土壤中Cd的4种化学形态发现，各处理土壤化学形态Cd含量大小均表现为残渣态可还原态酸可提取态可氧化态；AF处理TFLeaf/Stem降低了15.01%，而CMF和RBM处理TFLeaf/Stem分别提高了15.14%和28.29%；此外，CMF处理水稻植株中TFStem/Root和TFRice/Root分别降低了29.61%和43.52%，进而导致施用土壤改良剂的处理糙米中Cd含量降幅为22.75%26.98%。相关分析表明，土壤有机碳与可氧化态和残渣态Cd含量呈显著正相关，糙米Cd含量与土壤酸可提取态Cd含量和糙米Cd富集系数均呈显著正相关。【结论】Cd污染石灰性稻田中施用土壤调理剂、炭基微生物菌剂、复合微生物肥+RBM微生物液体菌剂主要是通过提高土壤有机碳和CEC达到削减Cd生物有效性的效果，进而减少了水稻植株对Cd的吸收，降低了Cd从水稻根系向地上部的转移。可以考虑采用炭基微生物菌剂和复合微生物肥修复Cd污染石灰性稻田，达到生态修复目标。关键词：土壤改良剂；石灰性水稻土；Cd污染；土壤Cd形态；Cd积累与转移中图分类号：S156.2；X53 文献标志码：A 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：文章编号：1000-2286（2023）02-0361-12Effects of Soil Amendments on Cd forms and Cd Accumulation of Rice in Cd-contaminated Calcareous Paddy SoilsWU Duoji1，WU Jianfu1*，HUANG Zhenxia2*，LIU Yuxin2，XIONG Jianghua2收稿日期：20220611 修回日期：20221214基金项目：国家自然科学基金项目（32260808）和江西省水利厅重大科技项目（202124ZDKT09）Project supported by the National Natural Science Foundation of China（32260808）and Key Science and Technology Project of Jiangxi Provincial Department of Water Resources（202124ZDKT09）作者简介：吴多基，硕士生，orcid.org/0000-0003-2121-916X，；*通信作者：吴建富，教授，博士，主要从事土壤改良与作物养分资源管理及土壤生态修复研究，orcid.org/0000-0003-3766-7733，；黄振侠，高级农艺师，主要从事能源生态方面的研究，orcid.org/0000-0002-7170-6516，。吴多基，吴建富，黄振侠，等.土壤改良剂对Cd污染石灰性稻田土壤Cd形态与水稻Cd积累的影响 J.江西农业大学学报，2023，45（2）：361-372.WU D J,WU J F,HUANG Z X,et al.Effects of soil amendments on Cd forms and Cd accumulation of rice in Cd-contaminated calcareous paddy soilsJ.Acta agriculturae universitatis Jiangxiensis,2023,45(2):361-372.江 西 农 业 大 学 学 报第 45 卷（1.School of Land Resources and Environment，Jiangxi Agricultural University，Nanchang，330045，China；2.Jiangxi Agricultural Ecology and Resource Conservation Station，Nanchang，330006，China）Abstract：Objective Cadmium（Cd）is a toxic heavy metal.The pollution of Cd in paddy fields and the accumulation of Cd in rice have seriously affected the high-quality development of modern agriculture.Exploring the effects of different soil amendments on the forms change of soil Cd and the absorption and accumulation of Cd by rice in Cd-contaminated calcareous paddy soil in south China，can to provide a theoretical basis for selecting suitable passivation materials to remediate Cd contamination in southern calcareous paddy soil，thus ensuring the security of food production.Method In this study，Cd-contaminated calcareous paddy soil was used as the research object，The effects of soil conditioner（AF），biochar-based microbial agent（CMF），and compound microbial fertilizer+RBM microbial liquid agent（RBM）on the changes of soil chemical properties，the content of different forms of Cd in Cd-contaminated paddy fields and Cd enrichment and transfer in various parts of rice were investigated under the conditions of equal N，P，and K nutrient inputs through field in-situ remediation experiments.Result Applying soil amendments can ensure rice yield to a certain extent.Compared with the treatment of chemical fertilizer alone，the addition of biochar-based microbial agent can increase soil organic carbon content by 13.19%，and the treatment of soil amendments can increase soil CEC，and reduce the DTPA-extractable Cd and acid-extractable Cd content in soil at the mature stage of rice.AF and CMF treatment reduced the extractable Cd content of soil acid by 8.84%and 8.37%，which promoted the transformation of soil Cd from an active form to a stable state.By analyzing four chemical forms of Cd in soil by BCR method，it was found that the order of Cd content of each form in the treatments of adding soil amendments was the residue Cd Cd in reducible form Cd in acid-extractable form Cd in oxidizable form.TFLeaf/Stem was decreased by 15.01%under AF treatment，and it was increased by 15.14%and 28.29%under CMF and RBM treatment，respectively.In addition，TFStem/Root and TFRice/Root in rice plants were decreased by 29.61%and 43.52%under CMF treatment，which resulted in a decrease of 22.75-26.98%in Cd content in brown rice treated with soil amendments.Correlation analysis showed that there was a significant positive correlation between soil organic carbon and the content of oxidized and residual Cd，and there was a significant positive correlation between the content of Cd in brown rice and the content of acid-extractable Cd and the enrichment coefficient of Cd in brown rice.ConclusionIn Cd-contaminated calcareous paddy fields，the application of soil conditioner，biochar-based microbial agent，composite microbial fertilizer+RBM microbial liquid microbial agent can reduce the bioavailability of Cd by increasing soil organic carbon and CEC，thus reducing the absorption of Cd by rice plants and the transfer of Cd from rice roots to aboveground parts as well.Biochar-based microbial agents and compound microbial fertilizer can be used to remediate Cd-contaminated calcareous paddy fields to achieve the ecological restoration goal.Keywords：soil amendments；calcareous paddy soil；Cd-contamination；Soil Cd forms；Cd accumulation and transfer【研究意义】近年来，稻田土壤Cd污染导致稻米Cd含量超标的问题已引起了世界各国以及社会各界的广泛关注1，并成为众多学者探讨的焦点。随着人类经济以及工业化的快速发展，稻田土壤Cd污染问题日益严重，但是农业现代化进程的加快所起的助推作用也不容忽视。我国南方作为稻米的主产区，却有相当比例的稻谷Cd含量超过了中国食品限量标准（0.2 mg/kg）2。与大多数其他有毒金属元素相比，Cd很容易在水稻的可食部分中积累，并且通过食物链到达人体组织，引起严重的健康问题3。为了更好地践行国家粮食安全生产战略，加快推进Cd污染农田治理已迫在眉睫，而去除土壤中的Cd或者改变Cd的移动性是实现这一目标的重要前提，对于降低Cd进入水稻体内至关重要。【前人研究进展】越来越多的学者开始围绕修复土壤Cd污染问题展开探究，目前已经开发了通过物理、化学、生物等治理手段对Cd污染土壤进行修复，考虑到修复效果和经济成本，土壤改良剂钝化修复已经成为普遍使用的有效技术手段4-5。研究发现碳酸钙等含钙高的碱性物质可以增加土壤的pH值，促进金属水解反应和/或共沉淀，从 362第 2 期吴多基等:土壤改良剂对Cd污染石灰性稻田土壤Cd形态与水稻Cd积累的影响而导致重金属的固定化。牡蛎壳由于成本低、易获取且吸附剂丰富等优点而受到广泛关注。其主要成分是CaCO3，可以作为一种增效石灰材料，不少学者将牡蛎壳粉用作Cd污染土壤的改良，曾涛等6研究结果表明添加牡蛎壳粉能显著增加水稻根际土壤pH值12个单位，显著降低抽穗期和成熟期根际土壤DTPA提取态Cd含量，从而显著降低糙米Cd含量。茹淑华等7通过盆栽试验发现碱性钝化剂可降低轻中度Cd污染碱性农田土壤Cd的有效性，并改善土壤养分状况，从而达到农产品安全生产的目的。微生物菌剂在改良土壤、保护农业生态环境方面具有积极意义，有研究表明微生物代谢产物及其代谢活动产生的能量可用于Cd的氧化还原或沉淀过程，通过微生物固定化和Cd配合物的生物转化限制Cd的迁移性和生物有效性8。张淼等9研究发现，微生物菌剂对水稻植株以及糙米中Cd含量的抑制效果最佳。【本研究切入点】目前已报道的研究大多数是针对南方酸性Cd污染稻田的修复效果，对于石灰性稻田Cd污染修复研究报道较少10-11，而南方Cd污染稻田地域跨度广，土壤性质差异大，为探索土壤改良剂在南方Cd污染的石灰性稻田仍具有修复效果。【拟解决的关键问题】本研究拟以受Cd污染的石灰性水稻土为研究对象，通过大田原位修复试验，探究施用土壤调理剂、炭基微生物菌剂和复合微生物肥+RBM微生物液体菌剂对Cd污染石灰性稻田土壤化学性质、Cd形态含量变化以及水稻各部位Cd富集与转移的影响，以期为Cd污染的石灰性稻田土壤修复提供技术支撑。1 材料与方法1.1试验区概况大田原位修复试验区位于江西省宜春市袁州区三阳镇下门村（275516N，1142232E），属中亚热带季风气候区，气候温和湿润，无霜期长，年平均气温18.1，年平均降水量1 624.9 mm。供试土壤类型为石灰性水稻土，土壤基本化学性质：pH 7.66，土壤有机碳含量 49.8 g/kg，CEC 20.3 cmol/kg，碱解氮169.66 mg/kg，有效磷21.91 mg/kg，速效钾58.86 mg/kg，总Cd含量1.17 mg/kg。1.2供试材料（1）土壤调理剂，其主要成分与含量分别为CaCO3 84.2%，pH 9.78，总Cd 0.13 mg/kg，以牡蛎壳为主原料，如图1所示，土壤调理剂的傅里叶转换红外光谱（fourier transform infrared spectroscopy，FTIR）分析结果显示，存在醇和酚、胺、酰胺、酯等官能团的伸缩振动，由此可以说明该土壤调理剂具有较多的活性含氧官能团，具有较高的活性。（2）炭基微生物菌剂（粉状），其主要成分与含量分别为有效活菌约2108 CFU/g，总Cd 0.16 mg/kg，如图1所示，炭基微生物菌剂的FTIR分析结果显示，存在羧酸、醇和酚、胺、酰胺等官能团的伸缩振动，由此可以说明该炭基微生物菌剂具有较多的活性含氧官能团，具有较高的活性。（3）复合微生物肥，其主要成分与含量分别为纯N 15.5%、P2O5 6.3%、K2O 9.2%，有机质20.5%，有效活菌数约为2107 CFU/g，总Cd 0.11 mg/kg。图1土壤调理剂和炭基微生物菌剂的红外光谱分析Fig.1FTIR analysis of soil conditioner and biochar-based microbial agent 363江 西 农 业 大 学 学 报第 45 卷（4）RBM微生物液体菌剂，其主要成分与含量为有效活菌数约2108 CFU/g，未检测出Cd含量。以上4种供试材料均由江西瑞博特生物科技有限公司提供。（5）NPK化肥：购自附近农资店，氮肥用尿素，含纯N 46%；钾肥用氯化钾，含K2O 60%；磷肥用钙镁磷肥，含P2O5 12%，总Cd 0.11 mg/kg。1.3试验设计设5个处理（表1），除CK对照处理之外，其他处理氮磷钾养分施用量均保持一致。常规施肥处理，施纯N 165 kg/hm2、P2O5 82.5 kg/hm2、K2O 165 kg/hm2，氮肥按基肥、分蘖肥与穗肥质量比4 2 4施用，钾肥按基肥、分蘖肥与穗肥质量比5 2 3施用。土壤调理剂、炭基微生物菌剂、磷肥和微生物液体菌剂均做基肥一次性施用。施用复合微生物肥的处理，基肥施450 kg/hm2，分蘖肥追施300 kg/hm2，氮磷钾养分不足部分用化肥补充。试验小区面积24 m2（4 m6 m），重复3次，随机区组排列，单排单灌。小区间做土埂并用塑料包裹，防止串水串肥。供试水稻品种为野香优2号，于6月30日大田湿润育秧，7月28日人工移栽。栽插密度为16.7 cm26.6 cm，每蔸3谷粒苗。稻田灌溉水pH 5.68，未检测出Cd含量。其他按常规高产栽培要求进行。1.4样品采集与处理水稻成熟期，按“S”型取样法在每个试验小区内采集耕作层（020 cm）土壤样品，混合均匀装袋，经自然风干，研磨过10目和100目尼龙筛后装袋备用。每个试验小区水稻植株样品按平均有效穗数分别取样3蔸，用小铲子小心在根部四周铲入将整棵植株取出，避免损坏根系。水稻植株样品带回实验室用去超纯水冲洗，直至没有浑水流出，用纸巾吸去表面水分，将水稻植株分为根、茎、叶和穗，装入信封袋中，置于烘箱105 杀青30 min，然后6070 烘至恒重，用粉碎机粉碎后装袋备用，稻谷用垄谷机分出谷壳和糙米，再用粉碎机粉碎，装袋备用。1.5指标测定与分析方法每个试验小区于水稻成熟期实割200蔸水稻，单独脱粒，装于网袋晒干称重，测定水稻实际产量；土壤pH值采用土水比1 2.5，pH计法测定，CEC采用乙酸铵交换-蒸馏法测定，土壤有机碳采用重铬酸钾-外加热法测定12；土壤中总Cd含量的测定参考HJ 8232017；土壤改良剂中总Cd含量的测定参考NY/T 19782010；土壤有效态Cd的测定参考GB/T 237392009，DTPA浸提法；土壤各化学形态Cd的测定采用改进的BCR连续浸提法13-14；水稻植株各部位中Cd含量的测定参考GB 5009.152014，采用湿式消解法。待测液Cd浓度用火焰和石墨炉原子吸收分光光度计（Thermo Scientific iCE3500）测定。1.6数据处理用Excel 2016进行数据整理，用Origin 2021作图，用SPSS 25.0对数据进行统计分析，并采用Duncan s法进行显著性检验，用Pearson s法进行相关性分析。水稻中Cd的富集系数（BCF）和转移系数（TF）15按照如下公式进行计算：BCFRice=CRice/CSoil（1）TFi/j=Ci/Cj（2）式中：BCFRice代表Cd在水稻糙米中的富集系数，CRice为水稻糙米中的Cd含量（mg/kg），CSoil为土壤中的全量Cd（mg/kg）。TFi/j代表Cd从水稻j部位到i部位的转移系数：Ci为水稻i部位Cd含量（mg/kg），Cj为水稻Cd含量（mg/kg）。表1大田原位修复试验处理Tab.1Treatments of rice pot experiment处理TreatmentsCKNPKAFCMFRBM土壤改良剂类型及施用量Type and application amount of soil amendments不添加任何土壤改良剂和化肥单施氮磷钾化肥750 kg/hm2土壤调理剂+化肥600 kg/hm2炭基微生物菌剂+化肥750 kg/hm2复合微生物肥+15 L/hm2 RBM微生物液体菌剂+化肥 364第 2 期吴多基等:土壤改良剂对Cd污染石灰性稻田土壤Cd形态与水稻Cd积累的影响2 结果与分析2.1土壤改良剂对土壤pH、有机碳和CEC含量的影响由图2可知，与CK相比，添加土壤改良剂均能不同程度地提高土壤pH值和有机碳含量。而在等量氮磷钾养分投入条件下，相较于NPK处理，添加土壤改良剂的处理土壤pH值均有一定的降低，但处理间差异均未达显著水平（图 2 a，P0.05）；而添加炭基微生物菌剂可以提高土壤有机碳含量，增幅为13.19%。对于土壤阳离子交换量（CEC），NPK处理表现为最低，与之相比，添加土壤改良剂处理的土壤CEC均有提高，增幅为2.84%9.66%（P0.05）。2.2土壤改良剂对土壤Cd形态的影响由图3a可知，与CK相比，各处理的土壤DTPA有效态Cd均有一定程度降低，降幅为4.86%7.42%，但处理间差异未达显著水平（P0.05）；在等量氮磷钾养分投入条件下，相较于NPK处理，各添加土壤改良剂处理对土壤DTPA有效态Cd含量仍具有降低作用。柱子上误差棒表示标准差，不同小写字母表示处理间差异达5%显著水平（邓肯法，=0.05）。The error bar on the column represents the standard deviation，and the different lowercase letters indicate a significant difference of 5%between treatments（Duncan s method，=0.05）.图2土壤改良剂对土壤pH（a）、土壤有机碳（b）和CEC（c）含量的影响Fig.2Effects of soil amendments on pH（a），soil organic carbon（b），and CEC（c）柱子上误差棒表示标准差，不同小写字母表示处理间差异达5%显著水平（邓肯法，=0.05）。The error bar on the column represents the standard deviation，and the different lowercase letters indicate a significant difference of 5%between treatments（Duncan s method，=0.05）.图3土壤改良剂对土壤DTPA有效态Cd含量（a）和土壤中不同形态Cd占比（b）的影响Fig.3Effect of soil amendments on the DTPA-extractable Cd（a）and the proportion of different forms of Cd in soil（b）365江 西 农 业 大 学 学 报第 45 卷由表2可知，各处理土壤Cd形态含量由大到小依次为残渣态、可还原态、酸可提取态、可氧化态。在等量氮磷钾养分投入条件下，与NPK处理相比，添加土壤改良剂均可以不同程度降低土壤酸可提取态Cd的含量，其中AF和CMF处理下土壤酸可提取态Cd含量显著降低了8.84%和8.37%（P0.05）；添加土壤改良剂后土壤可还原态和可氧化态Cd含量有所提高，但是差异未达显著水平（P0.05）；对于土壤残渣态Cd，CMF处理比单施化肥处理提高了13.55%，其余处理则对其影响不大。从图3b可以看出，CK处理的土壤酸可提取态Cd、可还原态Cd和可氧化态Cd占比在各处理中最高，相应的残渣态Cd占比表现为最低。与NPK处理相比，CMF处理下土壤酸可提取态Cd的占比下降至15.2%，相应的残渣态Cd的占比提高，而对可还原态Cd和可氧化态Cd占比的影响差异不明显；AF和RBM处理则是降低了土壤酸可提取态Cd的占比，却提高了土壤可还原态Cd的占比。综上所述，添加土壤改良剂可以促进土壤Cd由活性强的形态向稳定态转化，从而降低土壤Cd的有效性。2.3土壤改良剂对水稻产量的影响如图 4 所示，与 CK 相比，施肥处理的水稻产量均显著提高（P0.05），其余施用土壤改良剂的处理水稻产量略低于NPK处理，但是差异不显著。2.4土壤改良剂对水稻各部位Cd含量的影响由图5可知，水稻成熟期植株各部位中根系的Cd含量最高，水稻各部位Cd含量大小依次为根、茎、叶、糙米、谷壳。CK处理的水稻各部位（根、茎、叶、谷壳和糙米）Cd含量在各处理中均为最高，与CK相比，施用土壤改良剂可以有效降低水稻各部位的Cd含量。在同等氮磷钾养分投入条件下，相较于NPK处理，施用土壤改良剂后在一定程度上能降低糙米中的Cd含量（图5a），降幅为22.75%26.98%（P0.05），而CMF和RBM处理增加了谷壳中的Cd含量，增幅为25.24%28.16%（P0.05）。各施用土壤改良剂处理均提高了Cd在水稻茎部的分配（图5c），各处理茎部中的Cd含量相比NPK处理增幅为8.33%表2土壤改良剂对土壤中不同形态Cd含量的影响Tab.2Effects of soil amendments on the content of different forms of Cd in soil处理 TreatmentsCKNPKAFCMFRBMAc-Cd/（mgkg-1）0.2130.013ab0.2150.015a0.1960.025c0.1970.030bc0.1990.017abcRed-Cd/（mgkg-1）0.2450.027a0.2300.020a0.2390.018a0.2490.015a0.2470.010aOxi-Cd/（mgkg-1）0.0880.008a0.0820.006a0.0830.008a0.0920.012a0.0920.006aRes-Cd/（mgkg-1）0.5160.256b0.6640.224ab0.6430.288ab0.7540.269a0.6300.390ab表中数据为平均值标准差（n=3），同列数据后不同小写字母表示处理间差异达5%显著水平（邓肯法，=0.05）。Ac-Cd酸可提取态Cd、Red-Cd可还原态Cd、Oxi-Cd可氧化态Cd、Res-Cd残渣态Cd。Data in table are means and standard deviation（n=3），different lowercase letters after the data in the same column indicate that the difference between treatments reaches a significant level of 5%（Duncan s method，=0.05）.Ac-CdCd in acid-extractable form，Red-CdCd in reducible form，Oxi-CdCd in oxidizable form，Res-Cdthe residue Cd.柱子上误差棒表示标准差，不同小写字母表示处理间差异达5%显著水平（邓肯法，=0.05）。The error bar on the column represents the standard deviation，and the different lowercase letters indicate a significant difference of 5%between treatments（Duncan s method，=0.05）.图4土壤改良剂对晚稻产量的影响Fig.4Effects of soil amendments on yield of late rice 366第 2 期吴多基等:土壤改良剂对Cd污染石灰性稻田土壤Cd形态与水稻Cd积累的影响18.75%，但处理间差异均不显著；在叶片中，CMF处理Cd含量最高，而AF处理叶片Cd含量相较于NPK处理降低了8.33%（图5d，P0.05）；由图5e可以看出，CMF处理能促进水稻根系对Cd的吸收，根系中的Cd含量比NPK处理提高了61.70%，而AF和RBM处理对水稻根系中的Cd含量无显著影响。2.5土壤改良剂对Cd在水稻体内富集与转移的影响表3为各处理水稻糙米中Cd的富集系数以及Cd从根系到茎部、根系到糙米、茎部到糙米的转移系数，从中可以看出，CK处理的水稻糙米中Cd的富集系数BCFRice最高，且显著高于其他处理（P0.05）。与NPK处理相比，CMF处理后TFStem/Root和TFRice/Root分别降低了29.61%和43.52%（P0.05），CMF处理可抑制Cd从根系到茎部和从根系到糙米的转移；而AF处理提高了TFStem/Root，增幅为28.16%，促进了Cd从根系到茎部的转移。由表3中TFRise/Stem的数值可以看出，相较于NPK处理，AF和CMF处理均可以抑制Cd从茎部到糙米的转移，TFRise/Stem分别降低了15.98%和18.04%（P0.05）。相较于 NPK 处理，AF处理 TFLeaf/Stem降低了 15.01%，而 CMF和 RBM 处理 TFLeaf/Stem分别提高了15.14%和28.29%。柱子上误差棒表示标准差，不同小写字母表示处理间差异达5%显著水平（邓肯法，=0.05）。The error bar on the column represents the standard deviation，and the different lowercase letters indicate a significant difference of 5%between treatments（Duncan s method，=0.05）.图5土壤改良剂对水稻糙米（a）、谷壳（b）、茎（c）、叶（d）和根（e）Cd含量的影响Fig.5Effects of soil amendments on Cd content in brown rice（a），husk（b），stem（c），leaf（d）and root（e）367江 西 农 业 大 学 学 报第 45 卷2.6相关性分析图6为水稻糙米Cd含量与土壤pH、CEC、TOC、DTPA有效态Cd含量、各化学形态Cd含量以及Cd在水稻体内的富集系数和转移系数的相关性分析，结果显示，土壤TOC与可氧化态Cd含量呈显著负相关（P0.05），与土壤残渣态Cd含量呈极显著负相关关系（P0.01），同时与TFStem/Root、TFRise/Stem呈显著正相关；土壤有效态Cd与酸可提取态Cd呈正相关关系，与可氧化态和残渣态Cd含量呈负相关；糙米Cd富集系数与土壤残渣态Cd含量呈显著负相关关系。水稻糙米Cd含量与土壤酸可提取态Cd含量呈显著正相关，与糙米Cd富集系数呈极显著正向相关；糙米Cd富集系数（BCFbrown rice）与土壤pH、TOC和CEC呈负相关关系，但是未达显著水平。表3土壤改良对Cd在水稻体内富集系数与转移系数的影响Tab.3Effects of soil amendments on the enrichment and transport coefficients of Cd in rice处理TreatmentsCKNPKAFCMFRBMBCFBrown rice0.0230.005a0.0160.002b0.0130.005b0.0110.005b0.0130.004bTFStem/Root0.1880.044a0.2060.014a0.2640.110a0.1450.039ab0.2120.103aTFRice/Root0.0520.005a0.0800.008a0.0720.043a0.0450.031a0.0640.022aTFRise/Stem0.2850.069a0.3880.039a0.3260.287a0.3180.179a0.3920.283aTFLeaf/Stem0.5510.196a0.7530.134a0.6400.249a0.8670.307a0.9660.609a表中数据为平均值标准差（n=3），同列数据后不同小写字母表示处理间差异达 5%显著水平（邓肯法，=0.05），BCFBrown riceCd 在糙米的富集系数，TFStem/RootCd 从根系到茎部的转移系数，TFRice/RootCd 从根系到糙米的转移系数，TFRice/StemCd从茎部到糙米的转移系数。Data in table are means and standard deviation（n=3），different lowercase letters after the data in the same column indicate that the difference between treatments reaches a significant level of 5%（Duncan s method，=0.05），BCFBrown ricethe enrichment coefficient of Cd in rice，TFStem/Rootthe transport coefficient of Cd from root to stem，TFRice/Rootthe transport coefficient of Cd from root to rice，TFRice/Stemthe transfer coefficient of Cd from stem to rice.图6相关性分析Fig.6Correlation analysis 368第 2 期吴多基等:土壤改良剂对Cd污染石灰性稻田土壤Cd形态与水稻Cd积累的影响3 讨 论3.1土壤改良剂对土壤Cd有效性的影响Cd在土壤中的形态与其生物有效性密切相关，其中酸可提取态活性最高，极易被释放成为移动性强的游离态而被植物体吸收，是造成土壤Cd污染的主要形态；可还原态和可氧化态是通过吸附和螯合形成的结合态Cd，只在土壤氧化还原条件改变时才被释放到环境中；而残渣态Cd性质