小麥秸稈還田量對(duì)土壤Cd有效性及水稻Cd亞細(xì)胞分布的影響

黃界潁，武修遠(yuǎn)，佟影影，曹 森，高 越，楊卉艷

我國(guó)農(nóng)業(yè)用地重金屬污染嚴(yán)重。據(jù)報(bào)道，我國(guó)11 個(gè)省市25 個(gè)地區(qū)存在土壤Cd 污染問題，總面積達(dá)1.3 萬km2[1]，且在2005 年到2017 年間，Cd 含量較背景值有所升高[2]。一般認(rèn)為，水稻是對(duì)Cd吸收能力最強(qiáng)的大宗谷類作物[3]。在研究作物對(duì)Cd 遷移轉(zhuǎn)化過程中，亞細(xì)胞分級(jí)技術(shù)已經(jīng)成為評(píng)價(jià)植物對(duì)Cd 積累過程的重要方法，研究表明，作物籽粒的Cd含量受細(xì)胞壁吸附和液泡截留的影響顯著[4-5]。同時(shí)相關(guān)研究[6]指出植物通過細(xì)胞壁固定和液泡區(qū)室化可以避免Cd進(jìn)入細(xì)胞器，從而減輕Cd 對(duì)細(xì)胞器及膜結(jié)構(gòu)的破壞[7]，避免了Cd 對(duì)細(xì)胞正常代謝的毒害。因此，通過不同部位水稻Cd 的亞細(xì)胞分析，有助于系統(tǒng)評(píng)價(jià)土壤-水稻系統(tǒng)中Cd 的有效性。國(guó)內(nèi)評(píng)價(jià)土壤重金屬的有效性，常用中性鹽和有機(jī)絡(luò)合物作為一次提取劑[8-9]，但近期研究表明，梯度擴(kuò)散薄膜技術(shù)（Diffusive gradients in thin-films，DGT）[10]相較于常規(guī)的一次提取劑，通過模擬金屬離子在土壤體系的擴(kuò)散與固-液交換過程，更真實(shí)地反映Cd 的有效性及Cd 的轉(zhuǎn)運(yùn)情況。因此，DGT 被認(rèn)為是一種預(yù)測(cè)植物吸收Cd 的較好方法[11-12]。

我國(guó)是秸稈大國(guó)，秸稈作為重要的有機(jī)物資源被廣泛應(yīng)用于土壤改良，直接還田的比例達(dá)到35%以上[13]。前期研究表明，秸稈還田緩解了Cd 對(duì)水稻的毒害[14]，這種解毒效應(yīng)可能與秸稈還田引起的可溶性有機(jī)物與Cd 結(jié)合，從而降低土壤有效Cd 含量有關(guān)[15-17]，但以往的研究多以秸稈粉末還田，與生產(chǎn)實(shí)際情況不符，且秸稈還田對(duì)Cd的解毒機(jī)理仍不明確。因此，研究小麥秸稈還田量對(duì)Cd 在水稻體內(nèi)的亞細(xì)胞分布特征影響，有助于理解秸稈還田下水稻對(duì)Cd的耐受機(jī)制。

本研究以安徽典型礦區(qū)Cd 污染土壤為對(duì)象，以實(shí)際生產(chǎn)中秸稈產(chǎn)量為還田依據(jù)，按照大田秸稈處理方式將秸稈處理成段還田，更真實(shí)地反映了田間實(shí)際情況。通過研究小麥秸稈還田量對(duì)水稻Cd亞細(xì)胞分布的影響，從器官和亞細(xì)胞水平上探討秸稈還田下水稻對(duì)Cd 的耐受解毒機(jī)制，同時(shí)運(yùn)用3 種典型的土壤重金屬有效態(tài)評(píng)價(jià)手段，對(duì)土壤-水稻系統(tǒng)中Cd運(yùn)移情況進(jìn)行評(píng)估對(duì)比，以期為Cd 污染農(nóng)田的秸稈還田提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試土壤

供試土壤采集于安徽某礦區(qū)（30°56′39″N，117°59′16″E），土壤類型為水稻土，土壤全Cd含量超過現(xiàn)行《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 15618—2018）中農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控值2倍以上，達(dá)重度污染，其基本理化性質(zhì)見表1。

表1 供試土壤基本理化性質(zhì)Table 1 The physico-chemical properties of the tested soil

1.1.2 供試秸稈

供試秸稈為小麥秸稈，品種為煙農(nóng)19 號(hào)。小麥秸稈經(jīng)風(fēng)干后剪至3～5 cm備用。

1.1.3 供試作物供試作物為水稻，品種為豐兩優(yōu)香1，由安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院水稻課題組提供。

1.1.4 其他材料

梯度擴(kuò)散薄膜裝置購(gòu)自南京智感環(huán)境科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

秸稈還田土壤處理采用盆栽試驗(yàn)，該水稻盆栽試驗(yàn)在安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)萃園開展。試驗(yàn)設(shè)常規(guī)施肥無秸稈對(duì)照（CK）、半量小麥秸稈還田（Half dose wheat straw，HDWS）、全量小麥秸稈還田（Full dose wheat straw，F(xiàn)DWS）3 個(gè)處理，每處理重復(fù)12 次。以安徽平均小麥秸稈產(chǎn)量計(jì)算得每盆缽中小麥全量、半量秸稈量分別為10.6 g和5.3 g[18]。將過2 mm 篩的重度Cd污染土樣裝入上口徑28 cm、下口徑20 cm，高30 cm 的塑料盆缽中，按照3 個(gè)小麥秸稈還田水平混勻，用（NH4）2SO4、KH2PO4、K2SO4溶液施基肥，加入量分別為N：0.10 g·kg-1，K2O：0.10 g·kg-1，P2O5：0.07 g·kg-1。淹水培養(yǎng)15 d 后于2019 年5 月15 日移栽30 d 秧齡幼苗，每缽定苗4 株，其他措施按照當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)栽培管理措施進(jìn)行。水稻于2019 年9 月30 日收獲，全生育期169 d。分別在水稻苗期、分蘗期、灌漿期和成熟期各取3 盆采集全株植株，用于植株不同部位及各亞細(xì)胞組分Cd含量的測(cè)試。同期，取盆栽土樣，除去植物根系，風(fēng)干后分別過2 mm 篩，用于土壤有效態(tài)Cd 含量測(cè)定。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1 土壤Cd有效態(tài)測(cè)定

土壤有效態(tài)Cd 分別采用CaCl2（0.01 mol·L-1）、EDTA（0.005 mol·L-1）和DGT 3 種具有代表性的提取劑浸提。DGT測(cè)定方法如下[19]：

采用梯度擴(kuò)散薄膜技術(shù)測(cè)定土壤Cd有效態(tài)。將研磨過篩后的土樣調(diào)節(jié)最大田間持水量80%，土壤平衡48 h后放置于DGT并暴露24 h?；厥展潭ぃ褂? mol·L-1硝酸提取待測(cè)。

DGT濃度（CDGT）計(jì)算方法如下：

式中：M為固定膜中Cd 的積累量，μg；Ce為提取液Cd濃度，μg·L-1；Ve為提取液體積，L；Vg為固定相體積，L；fe為Cd提取率。

利用公式（2）計(jì)算DGT濃度：

式中：Δg為擴(kuò)散層厚度，cm；D為磷酸根離子在DGT擴(kuò)散層中的擴(kuò)散系數(shù)，cm2·s-1；A為每一個(gè)圓片膜的面積，3.14 cm2；t為DGT裝置的放置時(shí)間，s。

1.3.2 植物及其亞細(xì)胞組分Cd含量測(cè)定

亞細(xì)胞分組方法[20]如下：采集新鮮水稻樣，經(jīng)清洗剪切處理后，在低溫環(huán)境下使用液氮研磨至粉末狀。以與樣品1∶5 的比例加入提取劑，提取劑成分為250 mmol·L-1蔗糖、50 mmol·L-1tris-HCl、1.0 mmol·L-1二硫赤蘚糖醇、5.0 mmol·L-1抗壞血酸、1.0%Polyclar AT PVPP（pH=7.5）。

采用分級(jí)離心法分離細(xì)胞不同組分：將上述混合樣品7 000 r·min-1離心20 min，沉淀為細(xì)胞壁組分（F1）；再將上一步驟中得到的上清液12 000 r·min-1離心40 min，得到的上清液即為細(xì)胞可溶性組分（F3），沉淀為細(xì)胞器組分（F2），采用硝酸-高氯酸消解（GB 5009.15—2014）待測(cè)。

利用ZEEnit-700P 原子吸收分光光度計(jì)和ICAP6000Series 電感耦合等離子發(fā)射光譜儀測(cè)定Cd濃度，測(cè)定過程中使用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GBW07405、GBW07460）進(jìn)行質(zhì)量控制。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016、Origin 2017 對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析和常規(guī)作圖，采用SPSS 25.0 進(jìn)行相關(guān)性分析和差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥秸稈還田量對(duì)水稻Cd亞細(xì)胞分布的影響

2.1.1 小麥秸稈還田量對(duì)水稻根Cd亞細(xì)胞分布的影響圖1 為小麥秸稈還田量對(duì)各生育期水稻根Cd 亞細(xì)胞分布及含量分配的影響。整體上，小麥秸稈還田降低了水稻苗期與分蘗期根部F1、F2和F3中的Cd含量，但提高了灌漿期和成熟期根部F1、F2 和F3 中的Cd 含量；在根部各亞細(xì)胞組分的Cd 含量分配上，不同生育階段不同處理均呈現(xiàn)F1＞F3＞F2，至生育后期各處理F2和F3組分中的Cd含量百分比上升，但仍以F1 組分中的Cd 含量占比最大，并未表現(xiàn)出秸稈還田量間的一致規(guī)律（圖1d）。在苗期，F(xiàn)1、F3 中的Cd 含量均表現(xiàn)為CK 高于秸稈還田組（P＜0.05），降幅達(dá)35.8%～76.0%和58.8%～69.1%，到了分蘗期CK 與秸稈還田組之間的Cd 含量差距縮小，這可能是秸稈還田在短時(shí)間內(nèi)促進(jìn)了土壤對(duì)Cd 的吸附，降低了植物對(duì)Cd 的吸收所致。而在灌漿期，F(xiàn)1 組分FDWS 的Cd含量顯著大于HDWS 和CK，在成熟期F3 組分HDWS的Cd 含量顯著大于CK，這種現(xiàn)象可能與秸稈腐解程度有關(guān)。而在F2 中，所有生育階段中處理間均無顯著性差異。

2.1.2 小麥秸稈還田量對(duì)水稻莖Cd亞細(xì)胞分布的影響小麥秸稈還田量對(duì)各生育期水稻莖Cd亞細(xì)胞分布的影響如圖2 所示，小麥秸稈還田顯著降低了灌漿期和成熟期水稻莖部F1、F2 中的Cd 含量，亦顯著降低了分蘗期和灌漿期F3 中的Cd 含量，在莖部各亞細(xì)胞組分的Cd 含量分配上，不同生育階段不同處理均呈現(xiàn)F1＞F3＞F2。在灌漿期，莖部F1、F3 中CK 的Cd含量顯著高于秸稈還田組（P＜0.05）。在成熟期F2 中CK 的Cd 含量顯著高于秸稈還田組，其中，F(xiàn)DWS 和HDWS 的F2 組分Cd 含量較CK 分別下降了45.3%和31.3%，說明小麥秸稈還田一定程度上降低了Cd對(duì)細(xì)胞器的毒害。

表2 小麥秸稈還田對(duì)不同生育期水稻各部位Cd含量的影響（mg·kg-1）Table 2 Effect of wheat stalk returning on the Cd contents of each organ in different rice varieties（mg·kg-1）

圖1 小麥秸稈還田對(duì)各生育期水稻根Cd亞細(xì)胞分布及含量分配的影響Figure 1 Effects of wheat straw residue amount on Cd subcellular distribution and content in rice roots at different growth stages

2.2 小麥秸稈還田量對(duì)Cd轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)及積累量的影響

小麥秸稈還田對(duì)不同生育期水稻各部位Cd含量的影響如表2 所示。與CK 相比，HDWS 和FDWS 在水稻分蘗期均顯著降低了水稻地下部分Cd的濃度（P＜0.05），降幅達(dá)28.5%和43.5%，但是在灌漿期HDWS和FDWS 水稻地下部分Cd 的濃度顯著升高，增幅達(dá)43.1%和29.2%。

小麥秸稈還田對(duì)Cd在水稻中轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)的影響見表3。在苗期、灌漿期和成熟期，小麥秸稈還田一定程度上降低了Cd 從水稻地下部向地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)能力，但效果不顯著（P＜0.05）。而在分蘗期，HDWS 和FDWS 處理的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)較CK 有所上升，但均未達(dá)顯著水平，說明在水稻的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期間，小麥秸稈還田可能促進(jìn)了土壤有效Cd的溶出。

小麥秸稈還田對(duì)水稻生物量的影響見表4?？傮w上，小麥秸稈還田處理未對(duì)水稻生物量產(chǎn)生顯著性影響，CK 的植株地上部分生物總量要略高于HDWS和FDWS，但差異未達(dá)顯著水平。

表3 小麥秸稈還田對(duì)Cd 在水稻中轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)的影響Table 3 Effect of wheat stalk returning on the Cd transfer coefficient in rice

表4 小麥秸稈還田對(duì)成熟期水稻植株Cd積累量的影響Table 4 Effects of wheat straw residue amount on Cd accumulation in rice plants

圖2 小麥秸稈還田量對(duì)各生育期水稻莖Cd亞細(xì)胞分布的影響Figure 2 Effects of wheat straw residue amount on Cd subcellular distribution and content in rice stems at different growth stages

小麥秸稈還田對(duì)水稻地上各部位Cd 積累量的影響如表4 所示。與CK 相比，HDWS 和FDWS 顯著降低了水稻稻谷中Cd 積累量（P＜0.05），亦顯著降低了地上部對(duì)Cd 總積累量（P＜0.05），兩種處理對(duì)地上部Cd 積累量降低幅度均為0.17%，處理間未達(dá)顯著水平。

2.3 小麥秸稈還田量對(duì)土壤有效態(tài)Cd的影響

小麥秸稈還田量對(duì)水稻不同生育期土壤有效態(tài)Cd 含量的影響如圖3 所示。總體上，EDTA 提取劑提取的Cd 含量高于CaCl2和DGT 提取的Cd 含量，隨著生育期的延長(zhǎng)，3種提取劑提取的Cd含量均呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。小麥秸稈還田量對(duì)土壤有效態(tài)Cd含量的影響效應(yīng)在CaCl2和EDTA 提取劑中表現(xiàn)不明顯，僅苗期CaCl2提取的Cd 含量和EDTA 提取的Cd 含量、分蘗期EDTA提取的Cd含量表現(xiàn)出了與CK間的顯著差異或HDWS 和FDWS 間的顯著差異。其中，苗期HDWS 和FDWS 較CK 均顯著降低了土壤CaCl2提取態(tài)Cd 含量（P＜0.05），下降幅度為31.1%和30.4%，且HDWS處理的EDTA 提取態(tài)Cd 含量顯著低于CK 和FDWS（P＜0.05）；在分蘗期FDWS 較CK 顯著提高了土壤EDTA提取態(tài)Cd 的含量，提高幅度為15.1%。而小麥秸稈還田量對(duì)土壤有效態(tài)Cd含量的影響效應(yīng)在DGT提取劑中表現(xiàn)明顯，具體表現(xiàn)為：在苗期，F(xiàn)DWS 和HDWS較CK均顯著降低了DGT提取態(tài)Cd的含量，下降幅度為14.1%和43.9%。在苗期至分蘗期內(nèi)，CK 增長(zhǎng)平緩，F(xiàn)DWS 和HDWS 處理DGT 提取態(tài)Cd 大幅度增長(zhǎng)，而在分蘗期后，與CK 大幅增長(zhǎng)相反，F(xiàn)DWS 和HDWS增長(zhǎng)趨于平緩，直到灌漿期，CK 中DGT 提取態(tài)Cd 的含量超過FDWS和HDWS。

圖3 小麥秸稈還田對(duì)土壤有效Cd的影響Figure 3 Effect of wheat stalk returning on soil available Cd，as measured using different chemical extractants

2.4 Dose-dependent分析

2.4.1 小麥秸稈還田量變化下土壤有效態(tài)Cd 與水稻各組分Cd含量相關(guān)性分析

成熟期土壤有效態(tài)Cd 與水稻亞細(xì)胞組分Cd 含量相關(guān)性見表5。總的來說，化學(xué)提取的有效態(tài)Cd與各亞細(xì)胞組分Cd 含量相關(guān)性較差，相對(duì)而言，DGT 提取的有效態(tài)Cd 與各亞細(xì)胞組分Cd 含量相關(guān)性較好。具體表現(xiàn)為：DGT 提取的Cd 與莖細(xì)胞F1、F2 組分Cd 含量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與稻谷Cd含量極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與地下各部分CaCl2均無顯著相關(guān)性；土壤CaCl2提取的Cd 與莖F2 和稻谷Cd 含量顯著正相關(guān)（P＜0.05），其余部分均無明顯相關(guān)性。

表5 成熟期土壤有效Cd與水稻亞細(xì)胞組分Cd含量相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis between soil available Cd and Cd contents in subcellular components of rice at the mature stage

2.4.2 小麥秸稈還田量變化下水稻各亞細(xì)胞組分和稻谷Cd含量相關(guān)性分析

水稻各亞細(xì)胞組分和稻谷之間的Cd含量相關(guān)性分析見表6?？傮w上看，大部分亞細(xì)胞組分和稻谷中Cd 含量沒有相關(guān)性，只有根F3、莖F1 與莖F2 和根F3、莖F1 與稻谷間存在較好的相關(guān)性。其中，根F3組分與莖F2 顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），與稻谷呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），這可能是由于根細(xì)胞可溶性組分對(duì)Cd 向稻谷轉(zhuǎn)運(yùn)有較強(qiáng)的截留作用導(dǎo)致。此外，莖F1與莖F2顯著正相關(guān)，莖F2與稻谷顯著正相關(guān)。

表6 水稻各亞細(xì)胞組分、稻谷Cd含量相關(guān)性分析Table 6 Correlation analysis between Cd contents of rice subcellular components and Cd content in rice grains

3 討論

小麥秸稈還田對(duì)水稻Cd亞細(xì)胞分布影響差異顯著。在水稻苗期與分蘗期，根系細(xì)胞壁和可溶性組分Cd 含量均表現(xiàn)為CK＞HDWS＞FDWS，這可能是因?yàn)镃d 在進(jìn)入植物細(xì)胞之前，先于土壤中秸稈相互作用所致。秸稈還田可以通過改變土壤有機(jī)質(zhì)、低分子量有機(jī)酸和pH，從而達(dá)到促進(jìn)秸稈對(duì)Cd 的吸附作用[21-22]。到了灌漿期與成熟期，HDWS 和FDWS 在根系細(xì)胞壁、細(xì)胞器和可溶性組分Cd 含量高于CK，該變化可能與秸稈的腐解程度有關(guān)。相關(guān)報(bào)道[23]指出，進(jìn)入農(nóng)田的秸稈通常具有較快礦化速率，能固定到土壤碳庫(kù)的比例較低，在歷經(jīng)1.5～6 個(gè)月的半衰期后，Cd 會(huì)再次釋放到土壤中，從而被根系固定吸收。同時(shí)，本文結(jié)果表明，在灌漿期和成熟期，小麥秸稈還田顯著降低了水稻莖細(xì)胞器組分Cd 含量，大部分的Cd被固定在了根F1 和F3、莖F1 上，從而抑制了Cd 向上轉(zhuǎn)運(yùn)的能力。相關(guān)研究已證明，Cd 能夠?qū)?xì)胞器產(chǎn)生明顯傷害，例如破壞葉綠體膜、破壞線粒體膜、損傷細(xì)胞核仁、抑制核糖核酸酶活性、改變RNA 合成[24]等。同時(shí)，孕穗期、灌漿期和成熟期是水稻籽粒Cd累積關(guān)鍵時(shí)期[25]。一方面，由于細(xì)胞壁富含果膠、纖維素等多糖分子，含有羥基、羧基、醛基和磷酸基等親金屬離子的配位基團(tuán)[26]，易與金屬離子結(jié)合，有學(xué)者提出，水稻根部的耐Cd 機(jī)制之一是將大部分Cd 累積在細(xì)胞壁上，減少Cd 向地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)[27]，這種特性與細(xì)胞壁中果膠和HC1 成分含量有關(guān)[28-29]；另一方面這可能是由于秸稈中富Si 和S 的特性，研究表明，Si 能促進(jìn)細(xì)胞壁對(duì)Cd 的固持[30]，S 通過促進(jìn)鐵斑的形成、Cd的螯合和空泡的隔離減少了水稻對(duì)Cd 的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)[31]，并能促進(jìn)液泡對(duì)Cd 的區(qū)隔化[32]，由于秸稈中Si和S 的作用將大部分Cd 固定在了細(xì)胞壁和可溶性組分上，因此減少了Cd向細(xì)胞器和籽粒的運(yùn)輸。

小麥秸稈還田對(duì)土壤有效態(tài)Cd 影響差異顯著，隨著水稻根系的生長(zhǎng)，利用DGT 技術(shù)提取的土壤有效態(tài)Cd 逐漸增大。報(bào)道指出，Cd 脅迫會(huì)刺激根系分泌有機(jī)酸，且Cd 脅迫對(duì)根系分泌氨基酸的種類影響不大，但對(duì)分泌量變化影響顯著[33]。同時(shí)，根系分泌物中的檸檬酸、酒石酸等有機(jī)酸或氨基酸類物質(zhì)對(duì)重金屬有明顯的活化作用[34]。因此，根系分泌物與土壤Cd 相互作用可能是有效態(tài)Cd 升高的主要原因。秸稈還田明顯抑制了土壤有效態(tài)Cd 的上升趨勢(shì)，這可能是厭氧條件促進(jìn)了秸稈腐解過程中酚醛-木質(zhì)素殘留物的積累[35]，這些物質(zhì)與土壤有效態(tài)Cd 發(fā)生沉淀、螯合作用，部分螯合物還可以與根際游離重金屬離子形成穩(wěn)定的金屬螯合物復(fù)合體，降低其活性及毒性[36]。另有研究表明，秸稈添加有助于土壤交換性酸降低，并且在秸稈腐解過程中產(chǎn)生的NH+4通過影響環(huán)境pH 間接影響到土壤Cd 的有效性[37]。小麥秸稈還田與土壤有效態(tài)Cd 之間并不具有指向性的影響，并且由于影響因素眾多，呈現(xiàn)出復(fù)雜的相互作用。

本研究中隨著秸稈還田量的變化，DGT提取的土壤有效態(tài)與CaCl2提取的可交換態(tài)Cd 與稻谷分布呈顯著（P＜0.05）和極顯著（P＜0.01）正相關(guān)，而EDTA 提取的有效態(tài)Cd 和水稻各組分Cd 含量均沒有顯著的相關(guān)性。鄭春榮等[38]在研究3 種土壤EDTA 提取Cd與水稻各部位吸收Cd中發(fā)現(xiàn)，兩者有極顯著相關(guān)性，與本研究結(jié)果并不一致，這可能是其控制變量為土壤類型，與本文的控制秸稈還田量不同的原因。國(guó)外報(bào)道在對(duì)大田水稻土壤Cd、Zn、Cu、Ni、Pb 的研究中發(fā)現(xiàn)，DGT 測(cè)定濃度受土壤性質(zhì)的影響較小，體現(xiàn)了土壤因素（如pH、有機(jī)質(zhì)等）對(duì)重金屬有效性的影響，表明DGT 是一種更有效的有效性分析方法[39]。而國(guó)內(nèi)亦有研究表明，評(píng)價(jià)Cd-Zn 復(fù)合污染土壤中Cd 的有效性時(shí)，DGT 法優(yōu)于傳統(tǒng)的化學(xué)提取法[40]。但是也有學(xué)者認(rèn)為，傳統(tǒng)化學(xué)提取法各自的適用條件亦不相同。例如以CaCl2為代表的中性鹽提取的是交換態(tài)重金屬，EDTA 可以提取碳酸鹽、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)和部分有機(jī)結(jié)合態(tài)重金屬。綜上所述，就秸稈還田量變化而言，DGT法較經(jīng)典的化學(xué)提取法能更好地評(píng)價(jià)土壤Cd的有效性。

4 結(jié)論

（1）在灌漿期和成熟期，小麥秸稈還田有助于提高水稻根系細(xì)胞壁固定及可溶性組分區(qū)隔化作用，顯著降低水稻莖細(xì)胞器組分Cd 含量，減少Cd 對(duì)細(xì)胞代謝作用的毒害。

（2）小麥秸稈半量、全量還田均顯著降低了水稻中Cd 向地上的轉(zhuǎn)運(yùn)能力和水稻地上部分Cd 累積量（P＜0.05）。總體而言，全量秸稈還田在全生育期土壤中DGT 提取態(tài)Cd 含量顯著低于半量還田，解毒效果更好。

（3）對(duì)于評(píng)價(jià)秸稈還田量變化下土壤Cd 的有效性，DGT法與水稻各組分的相關(guān)性優(yōu)于傳統(tǒng)的化學(xué)提取劑。