小球藻对土壤-水稻系统砷化学形态转化的影响

为揭示绿藻对土壤-水稻系统砷形态转化的影响特征,系统分析了不同浓度小球藻共存条件下水稻土砷氧化还原与溶解释放行为的变化,并结合水稻培育试验,对小球藻影响水稻砷吸收与体内砷形态的发生机制进行探讨.试验设置对照组及小球藻浓度(以体积分数计)分别为1％、5％、10％的处理,研究了小球藻对溶液体系、淹水土壤体系和淹水土壤-水稻体系中砷的化学形态转化的作用.结果表明:加藻组使As(Ⅲ)溶液和淹水土壤Eh(氧化还原电位)与pH均普遍高于对照组.在As(Ⅲ)溶液体系中,加藻组As(Ⅲ)氧化转化率较对照组升高2.38％～4.95％,该作用在淹水土壤中得到印证,小球藻的共存使土壤孔隙水ρ〔As(Ⅴ)〕较对照组升高129.22％～221.41％,而ρ(甲基砷)出现显著下降(5.25％～53.31％).水稻栽培试验进一步发现,小球藻明显促进土壤中晶体态铁铝氧化物向弱结晶与无定形铁铝氧化物结合态砷等的转化,导致水稻幼苗对砷的吸收积累量增加-3.4％～23.11％,推测这与小球藻作用下土壤孔隙水ρ(DOC)的增加密切相关.研究显示,尽管小球藻有利于提高淹水土壤体系Eh并加速As(Ⅲ)的氧化转化,但小球藻可能通过有机酸等分泌物的竞争吸附作用促进铁铝氧化物结合态砷的溶解释放,从而增加水稻砷吸收;淡水藻类对土壤-水稻体系砷吸收积累的风险值得引起高度关注,并需要在大田试验中进一步加以验证.