全 文 ：© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
核 农 学 报 , ,
勿 通 而门 二介以 ‘。
用同位素稀释法研究土壤一植物系统福的迁移
吴启堂
华南农业大学土化系 广州
, , ,
本试验用 ’” 标记土攘 , 在盆栽试验条件下研究以水溶性盐和 以污泥形 式进入
土攘的锅 , 以及土攘原有锅在土攘一植物 来统的 实际迁移率 , 并用 同位素放射性比度
比较的方法分析 了 、 和 浸提锅与植物吸收锡的 关来 。 结
果表明 , 以水溶性锡盐处理的土攘 , 大大提 高 了黑 麦草植株的锡浓度 。 在加锅处理的
土攘 中 , 植物主要吸收外加锡 , 外加锡 向植物地上部的 实际 迁移率大于 土壤原有的
锅 。 以水溶性盐进入土攘的锅的迁移率 。 为污泥锡的 倍 。 浸提锡与
植物吸 收锅的放射性 比度较 为接近 , 则浸提 出 了一 部分植物难 以吸收 的
锡 。
关键词 同位素稀释法 土峨 一植物 系统 迁移率 镐
前 言
重金属可以多种形式进入土壤 , 而后被植物吸收 , 并可能污染食物链川 。 了解不同来源的
重金属在土壤 一植物系统的迁移状况 , 对研究土壤环境条件和制定污染防治措施有重要的作
用 。 有试验表明 , 在同等加锡量的情况下 , 以可溶性盐形式进入土壤的福比城市污泥带入的福
更易造成植物的污染 。 但是 , 有关土壤中的福和进入土壤中的各种形式的外源锡在土壤 一植 ,
物系统的实际迁移率的报道甚少 。
同位素稀释法在研究土壤和肥料磷的动态中应用甚广〔, 一 〕
。 它既可以研究土壤元素的状
态 , 又可得知新加入的元素被植物的实际利用率 ’, 〕。 本试验用同位素稀释法研究了不同形态
锡进入土壤和 或 土壤中原有的福向植物体迁移的状况 , 并检验了几种化学试剂用来预测土
壤向植物供福的可行性 。
材 料 与 方 法
供试材料 土壤取 自法 国洛林地 区 冲积性棕壤和淋溶性棕壤的表层 一
此文于 年 月 日收到 。
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用同位素稀释法研究土壤一植物系统锡的迁移
, 风干和过 筛 土壤的主要理化性质如表 。 城市污泥样品来 自巴黎 污水
处理厂 , 风干后过 筛备用 。 该污泥含福量较高 , 表 。 为试验需要 , 在一部分
污泥中加入了 污泥 〕, 并加水至 , 培养 个月 加锡污泥风干后 ,
测得其含福量为 。
土壤标记 在塑料盆中称入一定量上述土样 , 每 土加入 含 的‘。 ,
。溶液 , 充分混匀 。
盆栽黑麦草试验 在第 年的试验中 , 每盆装土 , 设对照 、 土 〕、
土 。 〕、 污泥 污泥 , 加 量 土 和 加镐污泥 污泥
, 加 量为 土 共 个处理 表 , 各处理重复 次 。 装盆时也同时施入相当于
每 土 和 的 ‘ 作基肥 。 每盆播入 黑麦草
种子 , 加水至 田间持水量 砂土 , 壤土 , 再盖上一层干净的细砂 。 试验
盆以 个小区 、 区内各处理随机排列的方式置于温室 内 。 黑麦草发芽后 , 每天加水至 田间
持水量 。 在发芽和每次收割后施用相当于每 土 的 ‘ 。 作追肥 , 并且每隔 个
月收割黑麦草地上部分 次 , 共收割 拳
。
表 土壤和污泥的一些理化性质
冲积性棕壤 淋溶性棕集 污泥
质地
粘粒
有机质
心
全氮
写
全碑
写
全钾
砂土 维土
为了验证第 年的结果和探讨第 年加入福在第 年的有效性 , 除重复第 年的处理外 ,
并使用第 年的土壤进行第 年盆栽试验 。 具体做法是将原来各处理的 盆土重新混匀 , 去除
植物残体后 , 分装 盆 土 盆 , 其中一半盆不再加锡 , 加一半加入与第 年相同形态和
数量的福 , 使处理数增加至 个 表 。 黑麦草的种植和管理与第 年相同 , 但收割 次 。
分析和计算 黑麦草地上部分在 ℃烘箱 中烘 后称重 。 这些干物质经剪碎后在
℃的高温炉 中灰化 , 再用 溶解并轻微煮沸 , 清洗 , 过滤和 定容于
容量瓶中 。 植株总福量用原子吸收光谱法测定 。 消煮液中的 ’ 放射性活度 , 取
溶液在 丫射线测定仪上测得 。
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核 农 学 报 卷
表 第 年黑麦草产 和吸钥
土壤处理 产 福浓度 总吸福量臼
拌
植株 土壤 ’
创
砂土
﹄舀一匕月才甘内仁曰︸七众﹄
⋯
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⋯
同一参数中带有相同字母的平均值间无显著差异 , 检验 , 。 下同
’ ,
二 为土壤与植株锅浓度比
。
表 第 年黑麦草产 和吸锦
产量 福浓度 总吸福量
创
拜 加
土壤处理 植株 土壤 二
砂土
对照
污泥
污泥
。
沙
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镶土
对照
污泥
污泥
第 年重复第 年的处理 。
为植株 土壤福浓度比 。
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期 用同位素稀释法研究土坡
一植物系统福的迁移
盆栽试验各处理 的土样 , 分别用 。 、 二亚 乙基三胺五 乙酸 ,
和 浸提 , 液土比分别为 、 和 , 均在振荡 后过滤 。 滤液中的锡
和 ‘。, 放射性活度的测定与植株相同 。
植株中的福吸 自土壤原有镐的比例为
, ·
犷 犬
式中 , 为 加锡处理植株 , ,
射性活度 和 分别为
外加福的实际迁移率为
‘
放射性活度 为同一土壤不加福 对照 处理的植株 , 放
加锡处理和对照植株吸 量 。
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式中 , 为 处理加锡量 , 其余参数与 相同 。
结 果 与 讨 论
一 植株产最
第 年盆栽试验结果表明 , 壤土的黑麦草产量高于砂土 , 污泥处理高于对照和锡盐处理
表 。 这与壤土养分含量较高 , 污泥的施用也带入一定量的养分相吻合 。 年的试验结果都
显示 , 在本试验加锡量情况下 , 锡对黑麦草产量没有明显影响 表 、 。
二 植株吸镐量
黑麦草锡浓度变化于 一 之间 , 这与 等的研究相似困 。 植株镐浓度
随加福量的增加而升高 , 但以不同形式加入铜 , 其效果不同 表 。 施用水溶性镐 , 大大地提高
了植株锡浓度 施入污泥锅 , 即使在加锡量大的情况下 , 植株福浓度提高较少 表 。 因此 , 植
株与土壤的锅浓度比 , 水溶性镐处理为污泥处理的 一 倍 。 第 年的试验结果显示同样的趋
表 植株生长且和锦浓度的关系
乒 一
收割次数
产 量
‘ ,
砂土 一 滚麦一
产 量
壤土 嘿桨
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表 不同来源锦的实际迁移率
植株福来源 一 实际迁移率
土坡处理
原有锅
创
外加福 原有福 外加锅
第 年
尸口亡从﹄,‘月了几,目几」
乙曰
一么氏
曰
污泥
污泥
第 年
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砂土
对照
污泥
污泥
壤土
任亡心,曰八︸价目
⋯
几对照
污泥
污泥
又
势 表 。 和第 年相比 , 砂土上植株福浓度第 年较低 , 而壤土上则不明显 , 说明在无渗漏的
盆栽条件下 , 锡的有效性随时间的延长而下降 , 但差异不大 。
第 年的试验结果还表明 , 第 、 次收割的黑麦草产量明显较低 , 福浓度则明显较高 表
。 这是 由于第 、 次收割黑麦草在冬季进行 月和 月 , 光照和温度不足造成植株生长
缓慢 , 镐相对富集 。 第 年的试验在夏季进行 , 不同时间割的黑麦草产量变化不大 , 锅浓度差异
也不明显 。
三 不同来源镐的迁移率
试验结果表明 , 在加锡处理中 , 植株所吸收的锅绝大部分来 自新加入的锡 表 。 水溶性
镐盐处理占 一 , 污泥处理占 一 , 且随加福量的增加而升高 。
土壤福向黑麦草地上部分的实际迁移率变化于 。 一 之间 表 。 以锅盐加入的
锡为 一 , 是污泥镐的 一 倍
。 在同一土壤中 , 外加福的实际迁移
率 比土壤原有镐高 , 这对于两种形式加入的福都适用 。
四 化学试剂浸提镐与植物吸收镐的关系
在本试验中 , 土壤中的镐用‘ 标记 , 在理论上 , 土壤有效福 、 土壤溶液中的锅和植物所
吸收的镐的同位素 比活度 ‘ 总 应该是相等的 ’〕。 如果一种化学试剂浸提出的福为土
壤可供植物吸收的有效福 , 那么它的同位素比活度应与植株福相等或相近 。
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期 用同位素稀释法研究土城一植物系统锅的迁移
试验结果表明 , 浸提福与植株吸收镐在数量上的相关性较高 , 它们之间的同
位素 比度也比其它两种试剂浸提镐更为接近 表
。 浸提福与植株福的相关性其次 , 同
位素比活度与植株福相 比变异较大 , 说明该浸提剂的预测性能受土壤性质的影响较大 。
浸提福与植株锡相关性较差 , 它的同位素比活度在 概率范围内明显低于植株福 , 说
明它对于大部分土壤均浸提出一部分非同位素可稀释性福 , 即植物根系难以吸收的福 。这些结
果进一步说明了 等中性盐的优势〔幻 。
表 化学试剂漫提锡与黑麦草吸收钾的关系
浸提剂 相关性 浸提福比活度 植株福比活度 ’
宝 士
士
‘ 士
‘ 福比活度 二 ’“ 总
士之后为 写概率范围的置信区 间
二 ’ , 八
结 论
本试验将同位素稀释法应用于土壤一植物系统福的迁移研究中 , 得出以下初步结论
以水溶性盐的形式进入土壤的福比污泥锡向植物地上部分的迁移率高 倍 , 新进入
土壤的锡又 比土壤原有锡迁移率高 。 因此 , 应特别注意水溶性福 如工业废水 对土壤一植物系
统的污染 , 同时也说明在研究土壤重金属环境容量时应区别不同的污染源 。
由于污染源种类 、土壤性质 、植物类型及生长状况都会显著影响福等重金属在植物体的
累积 。 因此 , 以土壤重金属 总量为单一指标来评价土壤重金属污染水平是不够全面的 。
浸提镐与植物吸收锡的关系比 和 更为密切 。
参 考 文 献
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吴启堂 应用 ’ 稀释法研究土壤磷和碑肥的有效性 。 核农学通报 , ,
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