不同性质硅肥影响土壤生物有效态镉砷的主要因素

来源：环境科学杂志2023年第1期北京时间：

作者：黄蕊,魏维,谢运河,柳赛花,陈豪宇,彭华,纪雄辉

单位：湖南大学研究生院隆平分院, 长沙 410125,湖南省农业科学院, 湖南省农业环境生态研究所, 长沙 410125,湖南省农业科学院, 湖南省农业环境生态研究所, 长沙 410125,农业部长江中游平原农业环境重点实验室, 长沙 410125,稻田土壤重金属污染防控与修复湖南省重点实验室, 长沙 410125,湖南省农业科学院, 湖南省农业环境生态研究所, 长沙 410125,农业部长江中游平原农业环境重点实验室, 长沙 410125,稻田土壤重金属污染防控与修复湖南省重点实验室, 长沙 410125,湖南省农业科学院, 湖南省农业环境生态研究所, 长沙 410125,农业部长江中游平原农业环境重点实验室, 长沙 410125,稻田土壤重金属污染防控与修复湖南省重点实验室, 长沙 410125,湖南大学研究生院隆平分院, 长沙 410125,湖南省农业科学院, 湖南省农业环境生态研究所, 长沙 410125,湖南省农业科学院, 湖南省农业环境生态研究所, 长沙 410125,农业部长江中游平原农业环境重点实验室, 长沙 410125,稻田土壤重金属污染防控与修复湖南省重点实验室, 长沙 410125,湖南大学研究生院隆平分院, 长沙 410125,湖南省农业科学院, 湖南省农业环境生态研究所, 长沙 410125,农业部长江中游平原农业环境重点实验室, 长沙 410125,稻田土壤重金属污染防控与修复湖南省重点实验室, 长沙 410125

摘要：为研究硅肥影响土壤中生物有效态镉（Cd）和砷（As）的主要因素，选择不同性质的3种碱性硅肥［Na₂SiO₃、CaSiO₃与ASSF （pH 9~11）］和一种弱酸偏中性可溶硅肥（NSSF，pH 5~6）并通过添加不同用量硅肥（25~800 mg ·kg-1，以Si计）开展室内土盆试验，淹水共育21 d后对土壤基本理化性质进行检测，同时利用薄膜扩散梯度（DGT）提取土壤生物有效态Cd和As.结果表明，不同性质硅肥施用对土壤基本理化性质的影响差异显著，具体来说：3种碱性硅肥均显著提升土壤pH值（P<0.05），其中Na₂SiO₃提升土壤pH能力最强；而NSSF的施用则显著降低土壤pH值但提升了土壤Eh值（P<0.05），每单位质量（mg） Si添加量的NSSF可使土壤pH下降0.0017个单位；在Si添加量达到400 mg ·kg-1后，3种碱性硅肥和NSSF土壤pH和Eh变化都趋于平缓.4种不同性质硅肥提升土壤有效硅含量能力为：NSSF>Na₂SiO₃>ASSF>CaSiO₃.3种碱性硅肥可显著降低土壤DGT-Cd浓度而提高土壤DGT-As浓度（P<0.05），但是在CaSiO₃添加量为100 mg ·kg-1（以Si计）时，可以在显著降土壤DGT-Cd浓度的同时（降低约50.89%）又不引起DGT-As浓度大幅度上升；而NSSF使得土壤DGT-As浓度显著降低，土壤DGT-Cd浓度显著增加（P<0.05），Si添加量为400 mg ·kg-1时，土壤DGT-As浓度基本达到稳定状态，降As率达85.87%.对影响DGT-Cd和DGT-As浓度因素进行相关性分析，发现土壤pH是影响DGT-Cd浓度和DGT-As浓度的主要因素，其次是土壤Eh；土壤有效硅与土壤有效磷本身对土壤Cd和As生物有效性影响可忽略不计；施用碱性硅肥当土壤pH为6.5~7.0时，土壤DGT-Cd浓度基本达到最低值；而施用NSSF使得土壤pH为5~5.5时，DGT-As浓度基本达到最低值.明确硅肥降低土壤中生物有效态Cd和As主要影响因素对确保农业绿色发展以及促进粮食安全生产有重要的指导意义.

关键词：不同性质硅肥,土壤镉(Cd)和砷(As),生物有效态,影响因素,