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华中农大在有机硅缓解土壤镉铅复合污染对作物
发布时间: 2019-10-18 来源:未知 点击次数:

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  1、植物生长缓慢,成亚健康态。每种植物都有适宜的pH值范围,绝大多数植物的生长环境是微酸和微碱环境。但是大量的酸根离子的存在使得植物根系无法正常的吸收和分泌物质,造成根部营养跟不上。根是植物的生长之本,他营养的缺乏直接影响了整个植物的生长。甚至,可加速土壤中含铝的原生矿物和次生矿物风化而释放大量铝离子,形成植物可吸收的形态铝化合物。植物长期和过量的吸收铝,会中毒,甚至死亡。

  3、容易滋生病菌,产生疾病。土壤酸化后会致使一些有益微生物菌群繁殖能力和生活能力下降,甚至死亡。相反会使得一些有害微生物借机大量繁殖,继而感染植物根部蔓延全身。例如一些作物的根腐病就是因为有害微生物的入侵。

  根际是指受植物根系活动的影响在物理、化学和生物学性质上不同于土体的那部分微域土区。根际的范围很小,一般指离跟表面只有毫米。根际的许多化学条件和生物化学过程不同于土体土壤。其中最明显的就是根际pH值、氧化还原电位和微生物活性的变化等。在根际土壤溶液中养分浓度的分布与土体土壤有明显差异。

  由于根系的穿插,使根际的通气条件和水分状况优于根际外,从而形成利于微生物的生态环境。土壤中酸性离子浓度的增加,影响了根部微生态环境的物理和化学的变化,造成微生物的生存环境的恶化,其分解有机物和分泌物质的能力下降,使得根部营养不良,影响植物的生长。

  微生物肥料是以微生物的生命活动导致作物得到特定肥料效应的一种制品,是农业生产中使用肥料的一种。而这些微小的生物是怎样在土壤中起作用的呢?

  1、培肥地力,这是微生物肥料的主要功效之一。如各种自生、共生的固氮微生物,可以增加土壤中的氮素来源;多种解磷、解钾微生物的应用,可以将士壤中难溶的磷、钾分解出来,从而能为作物吸收利用。微生物菌肥施入土壤后,能快速繁殖并能形成活力强大的益生菌群,从根本上改善了土壤及根系周边的生态结构,使得多年使用化肥板结的土壤疏松透气,吸收空气中的氮并形成“生态氮肥” ,将多年沉积于土壤中的无效死磷死钾激活,让植物根系吸收。

  一是肥料中的有益微生物生长繁殖,在作物根际土壤微生态系统内形成优势种群,抑制其他有害微生物的生长繁殖,甚至对部分有害病原菌产生拮抗作用,减少了有害微生物的危害机会。

  三是在植物受到病害、冻害、干旱、衰老等逆境时,施用微生物肥料其所含的菌种能诱导作物产生超氧化物歧化酶,消除因逆境而产生的自由基,从而提高作物的抗逆性,减轻病害。

  2、生物菌肥是一种活性菌,施用时必须埋于土壤中,不能撒施于地表,一般深施7-10cm。由于生物菌对作物的根系和种子不造成任何伤害,所以生物菌肥施用时应最大限度地靠近作物根系,让其与作物根系最大限度地接触,才能充分发挥生物菌肥的肥效。作种肥时,施于种子正下方2-3cm处;作追肥时尽量靠近根系为好;叶面喷施时,应在下午3时后进行,并喷施于叶的背面,防止紫外线、生物菌肥与其它肥料配合施用效果好

  “民以食为天,食以土为生”。为保证粮食达到高产的目标,眼下我国各大粮食产区普遍依赖“化肥”与“农药”两大“法宝”,这样的生产模式被称作是“石化农业”。从建国一直到现在,“石化农业”在提高粮食产量,解决我国粮食安全方面发挥了十分重要的作用。然而随着化肥和农药施放量逐年增加,近年来,我们在享受“石化农业”带来好处的同时,也开始感受到它带给农业生产的负面影响。

  胡乱使用农药的危害更胜一筹。专家们认为,如果我国继续通过加大化肥和农药投入来达到高产稳产的目标,那么农业生态环境将会越来越差,陷入国际上所说的“石化农业的怪圈”,最终不利于粮食生产的稳定。

  首先,微生物肥料比化学肥料更具生态优势。微生物肥料使用量少,本身无毒无害,没有污染环境的问题,而化学肥料的使用则造成了严重的土壤环境污染。例如,由于大量使用氮素肥料,地下水硝酸盐含量上升。另外,化学肥料中的氨态氮和磷酸类物质,由于雨水的淋洗和微生物作用,许多流失进了河流湖泊中,造成河流湖泊的富营养化。此外,微生物肥料还能改善作物根际小生态环境,在作物根际形成有益菌环境,抵抗病菌,提高作物抗病能力。

  原标题:华中农大在有机硅缓解土壤镉/铅复合污染对作物的毒害研究方面取得进展

  在中国小麦生产区,土壤铅污染常伴随着镉污染,修复镉铅复合污染土壤对于实现粮食安全生产具有重要意义。有机硅改性肥是一种新型肥料,可有效缓解重金属对植物的毒性,降低重金属的吸收,但对其机制知之甚少。

  在本研究中,研究人员评价和比较了两种有机硅改性肥料和无机硅肥对镉和铅复合污染土壤上小麦重金属吸收及生化参数的影响。研究结果表明,两种硅肥都能缓解小麦的镉铅毒害;添加2种有机硅和1种无机硅肥后,小麦籽粒产量分别增加65%、45%和22%;施用硅肥增加小麦根和茎叶中硅的积累,而减少小麦茎叶、麸皮和面粉中镉和铅的积累,尤其是面粉中镉含量分别降低17%、10%和31%,铅含量分别降低74%、53%和48%。研究表明,有机硅对小麦中镉和铅的解毒效果优于无机硅。结果显示,使用有机硅是减少重金属进入人体的可行方法,对土壤安全和人体健康具有重要积极的意义。

  资源与环境学院硕士研究生黄衡亮为论文第一作者,涂书新教授为通讯作者。该研究得到了湖北省重大科技创新项目、国家重点研发计划和河北省硅谷农业科学院研究项目的支持。