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水分管理对重金属污染土壤植物修复效果的影响研究综述

摘要: 随着人们生活水平的提升、工业化进程和城市化的不断发展,土壤重金属污染已成为当今社会发展面临的一个很严峻的环境问题,因此加强土壤重金属污染的修复刻不容缓。近年来兴起的植物修复技术相比于其它修复技术有着良好的发展前景,但植物修复效率一直是困扰该技术的难题。大量研究表明,水分管理会引起土壤理化性质及重金属形态的改变,同时改变植物体内重金属的含量和迁移。本文在前人的研究基础上,综述了水分管理对土壤物理、化学、生物学性质以及植物本身的影响,分析了不同水分条件下植物的修复效率,提出了未来发展建议,为保证我国粮食安全和农业绿色发展提供理论基础和实践依据。

Abstract: With the improvement of people’s living standards, the continuous development of industrialization and urbanization, soil heavy metal pollution has become a very serious environmental problem. It is urgent to strengthen the remediation of soil heavy metal pollution. In recent years, phytoremediation techniques have a promising future compared with other remediation techniques, but the efficiency of phytoremediation was a difficult problem. A large number of studies have shown that water management can change the physical and chemical properties of soils and the form of heavy metals, and affect the content and migration of heavy metals in plants. Based on previous studies, this paper reviewed the effects of water management on soil's physical, chemical and biological properties, as well as plants themselves, analyzed the remediation efficiency of plants under different water conditions, and the suggestions for future development were put forward, which will provide a theoretical and practical basis for ensuring food security and green agricultural development in China.

[1] 王 恒, 牛 双, 叶红升, 等. 典型重金属污染土壤植物修复应用研究[J]. 科技创新导报, 2019, 16(29): 109 − 110. [2] 魏忠平, 朱永乐, 赵楚峒, 等. 生物炭吸附重金属机理及其应用技术研究进展[J]. 土壤通报, 2020, 51(3): 741 − 747. [3] 陈亚奎, 葛登文, 卢滇楠. 镉污染土壤的植物修复技术[J]. 环境生态学, 2020, 2(9): 92 − 98. [4] 李 鹏. 水分管理对不同积累特性水稻镉吸收转运的影响研究[D]. 南京农业大学, 2011: 12 − 14. [5] 赖书雅, 董秋瑶, 宋 超, 杨振京. 南阳盆地东部山区土壤重金属分布特征及生态风险评价[J]. 环境科学, 2021, 42(11): 5500 − 5509. [6] 徐露露, 马友华, 马铁铮, 等. 钝化剂对土壤重金属污染修复研究进展[J]. 农业资源与环境学报, 2013, 30(6): 25 − 29. doi: 10.3969/j.issn.1005-4944.2013.06.005 [7] 中华人民共和国生态环境部, 中华人民共和国国土资源部印发《2014中国环境状况公报》[EB/OL]. (2015-05-29). [8] 郭碧林, 陈效民, 景 峰, 等. 施用生物有机肥对红壤水稻土中重金属及微生物量的影响[J]. 土壤通报, 2019, 50(4): 952 − 957. [9] 李永华. “镉村”十年[J]. 中国经济周刊, 2014, (35): 68 − 73. [10] 杨国栋, 张梦竹, 冯 涛, 等. 土壤重金属污染修复技术研究现状及展望[J]. 现代化工, 2020, 40(12): 50 − 54 + 58. [11] 肖鹏飞, 吴德东. 全球植物修复研究的文献计量学分析[J/OL]. 生态学报, 2021(21): 1-12. [12]

CHANEY R L, MALIK M, LI Y M, et al. Phytoremendiation of soil metals[J]. Current Opinion in Biotechnology, 1997, 8(3): 279 − 284. doi: 10.1016/S0958-1669(97)80004-3

[13] 韦朝阳, 陈同斌. 重金属污染植物修复技术的研究与应用现状[J]. 地球科学进展, 2002, (6): 833 − 839. doi: 10.3321/j.issn:1001-8166.2002.06.006 [14] 樊 霆, 叶文玲, 陈海燕, 等. 农田土壤重金属污染状况及修复技术研究[J]. 生态环境学报, 2013, 22(10): 1727 − 1736. doi: 10.3969/j.issn.1674-5906.2013.10.015 [15] 程涵宇, 栾慧君, 刘汉湖. 基于文献计量分析土壤重金属污染修复研究现状[J]. 环境保护与循环经济, 2020, 40(9): 12 − 18. doi: 10.3969/j.issn.1674-1021.2020.09.005 [16]

QIAO D M, LU H F, ZHANG X X. Change in phytoextraction of Cd by rapeseed (Brassica napus L. ) with application rate of organic acids and the impact of Cd migration from bulk soil to the rhizosphere[J]. Environmental Pollution, 2020, 267: 115452 − 115452. doi: 10.1016/j.envpol.2020.115452

[17] 陆红飞, 乔冬梅, 齐学斌, 等. 外源有机酸对土壤pH值、酶活性和Cd迁移转化的影响[J]. 农业环境科学学报, 2020, 39(3): 542 − 553. [18] 韩 洋, 乔冬梅, 齐学斌, 等. 草酸对镉污染土壤油葵生物量及土壤酶活性和镉形态的影响[J]. 农业环境科学学报, 2020, 39(9): 1964 − 1973. [19]

LU H F, QIAO D M, HAN Y, et al. Low molecular weight organic acids increase Cd accumulation in Sunflowers through increasing Cd bioavailability and reducing Cd toxicity to plants[J]. Minerals, 2021, 11(3): 243 − 243. doi: 10.3390/min11030243

[20]

WANG M, YANG Y, CHEN W. Manganese, Zinc, and pH affect cadmium accumulation in rice grain under field conditions in southern China[J]. Journal of environmental quality, 2018, 47(2): 306 − 311. doi: 10.2134/jeq2017.06.0237

[21]

PONNAMPERUMA F N. The chemistry of submerged soils[J]. Advances in Agronomy, 1972, 24: 29 − 96.

[22] 张 燕, 江建锋, 黄奇娜, 等. 水分管理调控水稻镉污染的研究与应用进展[J]. 中国稻米, 2021, 27(3): 10 − 16. doi: 10.3969/j.issn.1006-8082.2021.03.003 [23]

CHIMNER R A, COOPER D J. Influence of water table levels on CO2 emissions in a colorado subalpine fen: an in situ microcosm study[J]. Soil Biology Biochemistry, 2003, 35(3): 345 − 351. doi: 10.1016/S0038-0717(02)00284-5

[24] 黄 荣, 徐应明, 黄青青, 等. 不同水分管理下施用尿素对土壤镉污染钝化修复效应及微生物结构与分布影响[J]. 环境化学, 2018, 37(3): 523 − 533. [25]

TIAN J Q, ZHU Y B, KANG X M, et al. Effects of drought on the archaeal community in soil of the Zoige wetlands of the Qinghai- Tibetan plateau[J]. European Journal of Soil Biology, 2012, 52: 84 − 90. doi: 10.1016/j.ejsobi.2012.07.003

[26]

SAWADA K, FUNAKAWA S, KOSAKI T. Effect of repeated drying rewetting cycles on microbial biomass carbon in soils with different climatic histories[J]. Applied Soil Ecology, 2017, 120: 1 − 7. doi: 10.1016/j.apsoil.2017.07.023

[27] 王义祥, 任丽花, 翁伯琦, 等. 土壤干旱胁迫对圆叶决明土壤微生物的生态效应[J]. 厦门大学学报(自然科学版), 2005, (S1): 66 − 68. [28]

Liang X L, Radosevich M, Loffler F, et al. Impact of microbial iron oxide reduction on the transport of diffusible tracers and non-diffusible nanoparticles in soils[J]. Chemosphere. 2019, 220: 391-402.

[29] 范文宏, 姜 维, 王 宁. 硫酸盐还原菌修复污染土壤过程中镉的地球化学形态分布变化[J]. 环境科学学报, 2008, (11): 2291 − 2298. doi: 10.3321/j.issn:0253-2468.2008.11.019 [30] 黄益宗, 朱永官, 童依平, 等. 土壤水分变化对玉米苗期吸收积累镉的影响[J]. 生态学报, 2004, (12): 2832 − 2836. doi: 10.3321/j.issn:1000-0933.2004.12.024 [31] 许铧月. 土壤水分与pH对镉污染下黄瓜和小白菜镉积累及生长的影响[D]. 东北农业大学, 2020: 54-56. [32] 茆 智. 水稻节水灌溉及其对环境的影响[J]. 中国工程科学, 2002, 4(7): 8 − 16. doi: 10.3969/j.issn.1009-1742.2002.07.003 [33] 王惠明, 林小兵, 黄欠如, 等. 不同灌溉模式对稻田土壤及糙米重金属积累的影响[J]. 生态科学, 2019, 38(3): 152 − 158. [34] 沈 欣, 朱奇宏, 朱捍华, 等. 农艺调控措施对水稻镉积累的影响及其机理研究[J]. 农业环境科学学报, 2015, 34(8): 1449 − 1454. doi: 10.11654/jaes.2015.08.003 [35] 秦 丽. 间作系统中续断菊与作物Cd、Pb累积特征和根系分泌低分子有机酸机理[D]. 云南农业大学, 2017: 6-8. [36] 刘 源, 徐仁扣. 低分子量有机化合物对MnO2和土壤氧化锰的还原溶解作用[J]. 环境化学, 2015, 34(6): 1037 − 1042. doi: 10.7524/j.issn.0254-6108.2015.06.2014111201 [37] 董馨岚, 白 哲, 李铭红, 等. 铜铅胁迫下水分、温度和施肥对黑麦草富集能力的影响[J]. 生态学报, 2020, 40(21): 7721 − 7732. [38]

Angle JS, Baker AJM, Whiting SN, et al. Soil moisture effects on uptake of metals by Thlaspi, Alyssum and Berkheya[J]. Plant and Soil, 2003, 256(2): 325 − 332. doi: 10.1023/A:1026137624250

[39] 吴晓月, 季晓敏, 高丽敏, 等. 土壤水分及镉浓度对甜高粱生长及镉吸收和转运的影响[J]. 草学, 2021, (3): 12 − 20 + 44. [40] 戴俊英, 沈秀瑛, 徐世昌, 等. 水分胁迫对玉米光合性能及产量的影响[J]. 作物学报, 1995, (3): 356 − 363. doi: 10.3321/j.issn:0496-3490.1995.03.017 [41] 崔晓荧, 秦俊豪, 黎华寿. 不同水分管理模式对水稻生长及重金属迁移特性的影响[J]. 农业环境科学学报, 2017, 36(11): 2177 − 2184. doi: 10.11654/jaes.2017-0665 [42] 张艳超, 任艳芳, 林 肖, 等. 不同灌溉方式对镉污染下水稻生长和产量的影响[J]. 江苏农业科学, 2017, 45(2): 51 − 54. [43] 崔立强, 吴龙华, 李 娜, 等. 水分特征对伴矿景天生长和重金属吸收性的影响[J]. 土壤, 2009, 41(4): 572 − 576. doi: 10.3321/j.issn:0253-9829.2009.04.011 [44]

Ye ZH, Wong MH, Baker AJM, et al. Comparison of biomass and metal uptake between two populations of phragmites australis grown in flooded and dry conditions[J]. Annals of Botany, 1998, 82: 83 − 87. doi: 10.1006/anbo.1998.0646

[45]

Hu P, Li Z, Yuan C, et al. Effect of water management on cadmium and arsenic accumulation byrice with different metal accumulation capacities[J]. Journal of Soils and Sediments, 2013, 13(5): 916 − 924. doi: 10.1007/s11368-013-0658-6

[46] 王肖凤, 汪吴凯, 夏方招, 等. 水分管理对再生稻稻米品质的影响[J]. 华中农业大学学报, 2021, 40(2): 103 − 111. [47]

Wan Y, Huang Q Q, Camara A Y, et al. Water management impacts on the solubility of Cd, Pb, As, and Cr and their uptake by rice in two contaminated paddy soils[J]. Chemosphere, 2019, 228: 360 − 369. doi: 10.1016/j.chemosphere.2019.04.133

[48]

Somenahally A C, Hollister E B, Yan W, et al. Water management impacts on arsenic speciation and iron-reducing bacteria in contrasting rice-rhizosphere compartments[J]. Environmental Science & Technology, 2011, 45(19): 8328 − 35.

[49] 杨小粉, 吴勇俊, 张玉盛, 等. 水分管理对水稻镉吸收的影响[J]. 中国稻米, 2019, 25(4): 34 − 37. doi: 10.3969/j.issn.1006-8082.2019.04.008 [50] 方 飞, 浦晨霞, 武 帅, 等. 水分调控下4种水生植物对重金属的吸附与富集作用[J]. 安徽农业科学, 2018, 46(14): 78 − 81 + 160. doi: 10.3969/j.issn.0517-6611.2018.14.022

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