| 尹雪斐,柳赛花,纪雄辉,陈杰,谢运河,潘淑芳,田发祥.低分子有机酸耦合水分管理对土壤Cd、As形态的影响[J].农业环境科学学报,2025,44(2):387-397. |
| 低分子有机酸耦合水分管理对土壤Cd、As形态的影响 |
| Effects of low molecular weight organic acids coupled with water management on cadmium and arsenic speciation in soil |
| 投稿时间：2024-02-28 |
| DOI：10.11654/jaes.2024-0186 |
| 中文关键词: 低分子有机酸（LMWOAs） 正交试验 有效态Cd 有效态As 植物修复 |
| 英文关键词: low molecular weight organic acids（LMWOAs） orthogonal experiment available Cd available As phytoremediation |
| 基金项目:国家重点研发计划项目（2023YFD1703000）；国家自然科学基金联合基金项目（U21A20291） |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 尹雪斐 | 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 | | | 柳赛花 | 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 | liusaihua55029@163.com | | 纪雄辉 | 湖南省农业科学院 湖南省农业环境生态研究所, 长沙 410125
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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 | | | 陈杰 | 湖南省农业科学院 湖南省农业环境生态研究所, 长沙 410125
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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 | | | 谢运河 | 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 | | | 潘淑芳 | 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 | | | 田发祥 | 湖南省农业科学院 湖南省农业环境生态研究所, 长沙 410125
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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 | |
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| 中文摘要: |
| 为提高土壤中Cd、As的生物可利用性从而提高植物修复效率，本研究基于不同种类及不同剂量的小分子有机酸，耦合不同水分条件，设计正交试验研究不同处理对土壤 Cd、As形态及有效态的影响，获得对 Cd、As活化效果的最佳处理条件。结果表明：施加5 mmol·kg-1柠檬酸配合干湿交替最大程度促进了土壤Cd向生物可利用性高的形态转化，土壤弱酸可溶态Cd含量占比为60.94%，流动性较低的可氧化态Cd含量为所有处理中最低，占比仅为13.18%；施加2.5 mmol·kg-1苹果酸配合长期淹水5~6 cm最大程度促进了土壤As向生物可利用性高的形态转化，该处理土壤中，水结合态与表层吸附态As之和占比为所有处理中最大，为9.05%，铁铝结合态As含量为38.65%；钙结合态As含量为3.37%。理论上，使得土壤中生物有效态Cd含量最高的组合为C2B4A1（干湿交替，10 mmol·kg-1 酒石酸）；使得土壤生物有效态As含量最高的组合为C3B1A3（淹水2~3 cm，0 mmol·kg-1酒石酸），相较于其他因素，淹水对土壤As有效态的影响为极显著（P<0.01）。研究表明，向土壤中施加较低剂量的柠檬酸并作干湿交替处理利于Cd的释放，对于As污染土壤，低剂量施加苹果酸结合淹水更能达到活化效果。 |
| 英文摘要: |
| In order to enhance the bioavailability of cadmium（Cd）and arsenic（As）in soil and optimize the efficacy of phytoremediation, a series of orthogonal experiments were conducted to investigate the impact of distinct treatments on the speciation and bioavailable state of Cd and As in soil, in conjunction with varying types and doses of low molecular weight organic acids and different water conditions. The optimal treatment conditions for the activation effect of Cd and As were subsequently identified. The results demonstrated that：The application of 5 mmol·kg-1 citric acid in soil, combined with dry and wet alternation of soil promoted the transformation of soil Cd into the high bioavailability form to the greatest extent. The weak acid-soluble fraction accounted for 60.94% of the total Cd in the soil, while the oxidizable fraction of low fluidity exhibited the lowest content among all treatments, only 13.18%. The application of 2.5 mmol·kg-1 malic acid to soil coupled with the long-term flooding depth of 5-6 cm, was found to be the most effective method for facilitating the conversion of As in soil to a highly bioavailable form. In the treated soil, the sum of the water-extracted As and surface-adsorbed As accounted for the largest proportion of all treatments, which was 9.05%. The content of Fe-Al bounded As was 38.65%, while the Ca-bounded As content was 3.37%. Theoretically, C2B4A1（alternating dry and wet, 10 mmol ·kg-1 tartaric acid）was the treatment with the highest content of bioavailable Cd in soil, and C3B1A3（flooding depth of 2-3 cm, 0 mmol·kg-1 tartaric acid）was the treatment with the highest content of bioavailable As in soil. Compared with other factors, flooding had a very significant impact on soil available As（P<0.01）. Studies showed that applying low dose of citric acid to soil and simultaneously treating the soil alternately with dry and wet could facilitate the release of Cd, and applying low dose of malic acid combined with flooding treatment could activate soil As better. |
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