不同降塵水平對(duì)棉花及玉米重金屬含量的影響

莫治新，溫善菊

(1.喀什大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，新疆 喀什 844006；2.塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300)

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不同降塵水平對(duì)棉花及玉米重金屬含量的影響

莫治新1，溫善菊2

(1.喀什大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，新疆 喀什 844006；2.塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300)

本文利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法分析降塵對(duì)棉花和玉米重金屬含量的影響。結(jié)果表明：受降塵處理的棉花各器官銅素、鐵素和錳素含量均大于不受降塵處理的各器官含量；受降塵處理的棉花葉片和根中的鋅素含量均高于不受降塵處理的棉花。受降塵處理的玉米葉片銅素、鐵素和錳素含量高于不受降塵處理的玉米葉片，而受降塵處理的玉米根系銅素和錳素含量低于不受降塵處理的玉米根系；各處理玉米各器官中的鋅素含量存在差異，但是差異不顯著。

降塵；棉花；玉米；重金屬

植物對(duì)重金屬元素的需要量不多，但是它們?cè)诒ＷC植物正常生長(zhǎng)發(fā)育方面的重要性與大量元素是相同的，當(dāng)植物缺乏某種重金屬元素時(shí)，植物的生長(zhǎng)發(fā)育會(huì)受到明顯的影響，產(chǎn)量和品質(zhì)下降[1]。據(jù)報(bào)道降塵中含有植物生長(zhǎng)發(fā)育所需要的大量和微量元素(即重金屬元素)，為土壤發(fā)育、植物的生長(zhǎng)提供了潛在的養(yǎng)分來(lái)源[2]。近年來(lái)，對(duì)降塵的研究較多，內(nèi)容主要涉及降塵的時(shí)空分布[3-5]及理化性質(zhì)[6-8]等方面的研究，降塵對(duì)植被影響的研究主要集中在降塵對(duì)農(nóng)作物、蔬菜、天然植被的光合速率、蒸騰速率及葉綠素含量影響等方面[9-15]。本研究通過(guò)模擬降塵對(duì)溫室棉花和盆栽玉米重金屬含量的影響，旨在確定降塵對(duì)棉花和玉米重金屬含量的影響，為降塵區(qū)棉花和玉米合理施肥及管理提供依據(jù)，從而為棉花產(chǎn)量及品質(zhì)的提高提供保證。本研究對(duì)干旱區(qū)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境的保護(hù)有著重要的理論及實(shí)踐意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試棉花品種為早中熟陸地棉新品種-新陸中36號(hào)。試驗(yàn)地為塔里木大學(xué)園藝試驗(yàn)站內(nèi)的智能溫室內(nèi)的小區(qū)試驗(yàn)地，面積為68 m2，經(jīng)過(guò)翻地，施肥，平整后供試作物種植。試驗(yàn)地土壤為砂壤土。供試玉米為鄭單-49#，采用盆栽試驗(yàn)，每盆播種5粒，播種后放于塔里木大學(xué)智能溫室內(nèi)，定苗后每盆留苗1株。盆栽土壤為菜園土，裝盆前過(guò)篩，充分?jǐn)噭?，保持各盆土壤一致。供試降塵取自塔里木大學(xué)氣象試驗(yàn)站。溫室土壤、盆栽土壤及供試降塵的化學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 盆栽土壤及供試降塵化學(xué)性質(zhì)

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

1.2.1 棉花試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案 把試驗(yàn)地劃分為15個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)的面積為1.5 m×2.0 m。試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，分別為不受降塵影響(CK，對(duì)照)，0.5倍自然降塵量(25 g/m2)，自然降塵量(50 g/m2)，2倍自然降塵量(100 g/m2)，3倍自然降塵量(150 g/m2)。每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，各處理間隨機(jī)區(qū)組排列，每個(gè)處理和重復(fù)均保持相同的土、肥、水及其它管理措施。從棉花初蕾期開(kāi)始每隔7 d對(duì)棉花進(jìn)行人工降塵1次。每個(gè)生育期對(duì)各處理樣品進(jìn)行采集。

1.2.2 玉米試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案 試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，分別為不受降塵影響(CK，對(duì)照)，0.5倍自然降塵量(25 g/m2)，自然降塵量(50 g/m2)，2倍自然降塵量(100 g/m2)，3倍自然降塵量(150 g/m2)。每個(gè)處理20個(gè)重復(fù)，各處理間隨機(jī)區(qū)組排列，每個(gè)處理和重復(fù)均保持相同的土、肥、水及其它管理措施。

玉米于3月25日播種，定苗后每隔1周撒塵1次，至抽雄期為止。

1.3 樣品測(cè)定方法

溫室土壤和降塵基本理化性質(zhì)分析：pH值的測(cè)定采用水土比1∶1，電位法測(cè)定；土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用重鉻酸鉀容量法—外加熱法；利用原子吸收分光光度法測(cè)定重金屬Cu、Fe、Zn、Mn。

2 結(jié)果與分析

2.1 降塵對(duì)棉花重金屬含量的影響

從圖1可以看出，棉花葉片中的鋅、鐵、錳素含量均較高于莖及根系；棉花根系中的銅素含量較高于葉片和莖。受降塵處理的棉花各器官銅素含量均大于不受降塵處理的各器官銅素含量，只是處理間未達(dá)到顯著水平。受降塵處理的棉花葉片和根中的鋅素含量均高于不受降塵處理的棉花，處理間未達(dá)到顯著水平。受降塵處理的棉花各器官鐵素含量均大于不受降塵處理的各器官鐵素含量，只是處理間未達(dá)到顯著水平。受降塵處理的棉花各器官錳素含量均大于不受降塵處理的各器官錳素含量，其中棉花莖和根各處理間達(dá)到較為顯著的水平(P<0.05)。

處理Y0、Y0.5、Y1、Y2、Y3分別表示不受降塵影響、0.5倍自然降塵量、1倍自然降塵量、2倍自然降塵量、3倍自然降塵量。下同圖1 不同降塵處理下棉花重金屬含量Fig.1 Heavy metal contents of cotton under different dust-fall levels

圖2 不同處理下玉米重金屬含量Fig.2 Heavy metal content of maize under different dust-fall levels

2.2 不同降塵處理對(duì)玉米重金屬含量的影響

從圖2可以看出，不同降塵處理下的玉米葉片、莖、根中的重金屬含量存著一定的差異，其中受降塵處理的玉米葉片銅素含量高于不受降塵處理的玉米葉片，而受降塵處理的玉米根系銅素含量低于不受降塵處理的玉米根系，但是各處理間差異不顯著。受降塵處理的玉米葉片鐵素含量高于不受降塵處理的玉米葉片，處理間差異顯著(P<0.05)。受降塵處理的玉米葉片錳素含量高于不受降塵處理的玉米葉片，處理間差異顯著(P<0.05)；而受降塵處理的玉米根系錳素低于不受降塵處理的玉米根系，但是各處理間差異不顯著。各處理玉米各器官中的鋅素含量存在差異，但是差異不顯著。

3 結(jié) 論

受降塵處理的棉花各器官銅素含量均大于不受降塵處理的各器官銅素含量；受降塵處理的棉花葉片和根中的鋅素含量均高于不受降塵處理的棉花；受降塵處理的棉花各器官鐵素含量均大于不受降塵處理的各器官鐵素含量；受降塵處理的棉花各器官錳素含量均大于不受降塵處理的各器官錳素含量。

受降塵處理的玉米葉片銅素含量高于不受降塵處理的玉米葉片，而受降塵處理的玉米根系銅素含量低于不受降塵處理的玉米根系；受降塵處理的玉米葉片鐵素含量高于不受降塵處理的玉米葉片；受降塵處理的玉米葉片錳素含量高于不受降塵處理的玉米葉片；受降塵處理的玉米根系錳素低于不受降塵處理的玉米根系；各處理玉米各器官中的鋅素含量存在差異，但是差異不顯著。

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(責(zé)任編輯 陳 虹)

Effects of Different Dust-fall Level on Charactertics of Heavy Metal in Cotton and Maize

MO Zhi-xin1,WEN Shan-ju2

(1.College of Chemistry and Environmental Science, Kashgar University, Xinjiang Kashgar 844006, China; 2.College of Plant Science, Tarim University, Xinjiang Alar 843300, China)

In this paper, the effects of falling dust on the heavy metal of cotton and maize by statistic method were studied. The result showed that the Cu, Fe and Mn content of surrender dust processing cotton organs were higher than that of no surrender; The zinc content in cotton leaves and roots of cotton with surrender dust were higher than that with no surrender dust. The Cu, Fe and Mn contents in maize leaf with surrender dust were higher than that of no surrender dust treatment; The Cu and Mn content in maize root with surrender dust treatment were lower than that of no surrender dust; The zinc contents in different organs of maize with different treatments had differences, but the differences were not significant .

Falling dust; Cotton; Maize; Heavy metal

1001-4829(2016)11-2724-04

10.16213/j.cnki.scjas.2016.11.039

2015-11-08

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(30900206)；喀什師范學(xué)院校內(nèi)項(xiàng)目(142512)

莫治新(1978-)，女，安徽六安人，碩士，副教授，主要從事土壤與環(huán)境方面的教學(xué)和科研工作，E-mail:mzxzky@163.com。

S562;S513

A