褐土中镉化学形态和其对植物毒性探究摘要通过土培试验研究了褐土中不同有机质处理（即去除有机质与未去除土壤按1：1、1：2、1：3混合）对外源镉的化学形态及其植物毒性的影响，以期为镉污染土壤的防治和修复提供依据。结果表明，在外源添加镉浓度相同时，不同有机质处理对土壤中镉的植物毒性影响不显著。土壤中弱酸提取态的镉含量随着镉浓度的升高而增大，残渣态的镉含量随镉浓度的升高而减小；可还原态的镉占总量的百分比随镉浓度升高变化不大，均在28%左右；可氧化态的镉占总量百分比最小，最高为2.62%O除残渣态外，土壤中其他3种形态的镉与其植物毒性显著相关（R220.70）o关键词褐土；镉；化学形态；植物毒性；有机质中图分类号X53文献标识码A文章编号1007-5739（2013）07-0218-03随着工业化、城市化进程的加快，土壤重金属污染尤其是镉污染加剧。农业部调查表明，我国污灌区面积约140万hm2,遭受重金属污染的土地面积占污染总面积的64.8%,其中以汞和镉的污染面积最大。全国目前有涉及11个省市的25个地区约1.3万hm2耕地受到镉的污染，约有3.2万hm2的耕地受到汞的污染，涉及15个省市的21个地区［1］。土壤重金属污染会导致粮食产量和质量的降低，并且通过污染物的食物链、生态链等传递、积累和放大，对人体产生毒害。因此，土壤重金属毒性研究成为热点。土壤重金属毒性与土壤的基本性质密切相关。土壤中的pH值、CEC和有机质等都会对重金属毒性产生影响，其中土壤有机质的影响尤为重要。土壤中的有机质通过与重金属元素形成络合物的方式来影响土壤中重金属的迁移性及其生物有效性。土壤中有机质含量的多少会影响重金属在土壤中的存在形态从而影响重金属的生物毒性。Heetal［2］利用苔蘇泥炭(sphagnumpeat)作为有机质加入不同类型的土壤中发现，在砂质土壤中加入320g/kg有机质，水溶态及可交换态的镉由27%上升到54%；而铁-猛氧化态则由19%下降到13%。张亚丽等［3］研究发现施用有机肥后，土壤中有效态镉含量显著降低，降幅约为40%。但是，也有研究表明，当水溶性的有机质含量增加时，会提高土壤镉的生物有效性调查发现，北京城郊土壤也面临着镉污染的风险。郑袁及自然土壤6种土地利用类型共595个土壤样品进行了调查分析，结果表明，菜地、稻田、果园的镉含量显著高于背景值。在对北京市规模化蔬菜栽培基地的54个土壤样品的分析表明，北京市菜地土壤镉积累明显，其中有两个样点土壤镉含量超过《土壤环境质量标准》的二级标准［6］。因此,本文采用褐土作为研究对象，以土培的方式，研究不同镉浓度条件下，不同有机质处理对大麦急性毒性的影响及其与土壤中镉形态的关系，探讨土壤有机质在镉生物毒性中的作用，从而为土壤镉污染的保护和治理提供依据。明等［5］通过对北京市菜地、稻田、果、绿化地、麦地以1材料与方法1.1供试土壤及土壤样品处理供试土壤为采自北京市门头沟附近的褐土（0-20cm表土）。土壤样品经风干后过2mm筛贮藏备用。土壤pH值为8.1,有机碳含量为4.3%。风干后的土壤样品进行去除有机质处理，具体方法为：土样中加入30%的H202溶液，充分搅动使有机质分解，待样品中不再有气泡生成时，再加入少量H202溶液，重复至没有气泡产生，最后风干过2mm筛［7］。1.2试验设计将去除有机质的土壤与原土壤按1：1、1：2、1：3混合，设置3个有机质浓度梯度处理由低到高依次为：1：1、1：2、1:3,未进行有机质去除的处理为CKO每个处理添加6个外源镉浓度，添加镉的浓度梯度为0、10、20、30、60、120mg/kgo试验共24组处理，各处理及表示标号如表1所示。所有土壤样品添加外源镉后保持最大持水量培养2d后,风干，过2mm筛贮藏备用。1.3毒性测试分别取不同处理的土样360g,装入聚乙烯培养杯内，保持土壤最大持水量的60%平衡7d后，种植发芽良好的大麦种子5粒，放入人工气候箱，湿度设置为80%±5%,温度设置为白天（20±2）°C、夜晚（16±2）°C培养。培养期间，保持土壤水分为最大持水量的60%。生长7d测量大麦根长,计算相对根长（RE）：RE（%）二■X100（1）式（1）中：REt为不同处理的大麦根伸长；REc为对照根伸长［8］。1.4镉化学形态的提取与样品分析土壤中镉的化学形态提取采用BCR三步提取法，...