武慧斌，曾希柏*，湯月豐，白玲玉，蘇世鳴，王亞男，陳 鴿

砷污染土壤不同比例客土對大豆生長和吸收砷的影響

武慧斌1，曾希柏1*，湯月豐2，白玲玉1，蘇世鳴1，王亞男1，陳 鴿2

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所/農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)環(huán)境重點實驗室，北京 100081；2.湖南省岳陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所/農(nóng)業(yè)部岳陽農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)觀測實驗站，湖南 岳陽 414000）

為探究砷污染土壤的客土修復(fù)效果，利用在農(nóng)業(yè)部岳陽實驗站的微區(qū)試驗，研究不同客土比例與方式對砷污染土壤的修復(fù)效果及其對大豆生長、吸收砷等的影響。結(jié)果表明：污染土壤與客土不同比例混合后能使土壤的砷含量不同程度降低，且其含量降幅與客土比例正相關(guān)，相應(yīng)地，大豆對砷的吸收和累積量隨客土比例的增加而減少。與對照（即污染土壤）相比較，污染土壤和清潔土壤比例為60∶40時，大豆地上部總生物量（含莖、葉、莢和籽粒）達到最大值，且根、莖、葉、莢和籽粒的砷含量分別比對照降低30.1%、45.3%、39.8%、66.9%和82.8%；其他不同客土比例處理下，大豆各部位的砷含量均與客土比例存在顯著的正相關(guān)關(guān)系。研究表明，合適比例的客土可以降低土壤和大豆砷含量，并促進大豆生長。

客土比例；砷；大豆；污染土；有效砷

砷（As）是一種公認(rèn)的有毒致癌元素，其在土壤中的大量存在不僅嚴(yán)重影響作物生長、產(chǎn)量和品質(zhì)，而且將通過食物鏈的遷移和傳遞，在人體內(nèi)累積，給人類健康帶來極大危險?？屯练ㄊ且环N快速降低污染土壤中重金屬等污染物含量、促進污染土壤安全利用的一種切實有效的方法，在污染土壤修復(fù)中應(yīng)用較廣泛[1]。我國遼寧張士灌區(qū)鎘污染土壤的治理中，客土法也是應(yīng)用較多、且效果較好的方法[2-3]?？屯练ūM管工程量較大，但至今仍被廣泛使用，如日本87.2%（7327 hm2）鎘污染土地的修復(fù)采用了該方法[4]。我國德興銅礦周邊地區(qū)受Cu、Pb、Zn、Cd污染的土壤經(jīng)客土及植被恢復(fù)重建3年后，表層土壤的有機質(zhì)和速效磷、速效鉀含量均出現(xiàn)不同程度的提高[5]。對放射性元素污染土壤進行的客土盆栽試驗，也證實了客土法對降低污染土壤中污染元素含量和作物吸收量具有顯著效果[6-7]。

大豆是我國重要的油料和經(jīng)濟作物，是人類重要的植物蛋白質(zhì)來源之一，同時也是對砷等元素富集能力相對較弱的作物[8-10]。黃益宗等[8]采用盆栽試驗方法研究了16個品種大豆對污染土壤中As吸收、累積和分配的影響，結(jié)果表明，不同品種大豆的根、莖、葉、豆莢、籽粒及總生物量等均具有較大差異；楊蘭芳等[9]通過土壤添加外源砷的盆栽實驗，發(fā)現(xiàn)大豆根、莖和籽粒的砷含量均與砷的添加量呈極顯著線性相關(guān)，且根＞莖＞籽粒；Zhao等[10]對我國華南地區(qū)17塊種植大豆農(nóng)田中采集的30個大豆品種進行了分析，結(jié)果顯示其中有11塊樣地存在單一或復(fù)合重金屬污染（Cd 0.11～0.91 mg·kg-1；Pb 0.34～2.83 mg·kg-1；Zn 42.00～88.00 mg·kg-1；As 0.26～5.07 mg·kg-1）問題，且部分樣地的大豆重金屬含量超標(biāo)，意味著華南地區(qū)大豆生產(chǎn)存在重金屬超標(biāo)的風(fēng)險。作者所在課題組對湖南石門縣砷污染土壤進行客土修復(fù)效果的調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，作物樣品中的總砷含量盡管沒有超過國家食品質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)，但客土7年后由于砷在土壤中的遷移等原因，表土中總砷含量呈顯著增加趨勢[11]。為此，我們利用農(nóng)業(yè)部岳陽農(nóng)業(yè)環(huán)境實驗站的微區(qū)試驗，研究了客土不同混合比例對大豆生長及砷在大豆體內(nèi)富集等的影響，探討大豆砷含量對土壤砷污染水平的響應(yīng)，為砷污染土壤改良與作物安全生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試土壤：微區(qū)實驗所用污染土壤取自湖南石門縣某雄黃礦區(qū)周邊農(nóng)田表層土壤，其成土母質(zhì)為板頁巖。為保證成土母質(zhì)的一致性，從湖南平江縣黃金洞鄉(xiāng)采集了由板頁巖母質(zhì)發(fā)育的清潔土壤作為客土。采集的土壤經(jīng)自然風(fēng)干并去掉較大的石塊等雜物后過2 mm篩備用，根據(jù)不同客土比例要求，分別稱取一定數(shù)量的污染土和清潔土并均勻混合，然后填裝到長寬高均為1 m的相應(yīng)微區(qū)模擬池內(nèi)。供試土壤的基本理化性質(zhì)如表1所示。由于不可能采集肥沃表土作為客土，本研究中采集的清潔土壤為未種植作物的表層原狀土壤，其肥力水平較低，有機質(zhì)及N、P、K等含量均遠低于污染土。

供試大豆品種為中豆33，種子購自湖南省岳陽市種子公司。2015年4月20日直播大豆在微區(qū)模擬池中，根據(jù)微區(qū)面積及大豆生長特點，每個微區(qū)模擬池20穴，每穴3～4粒種子。大豆生長期間澆水、施肥、病蟲害防治等措施均同普通大田。2015年8月11日收割前按五點取樣方法采集大豆植物樣品，先用自來水清洗，再用0.1 mol·L-1的鹽酸浸泡清洗10 min以去除植物表面附著的砷，最后用去離子水沖洗多次，用濾紙吸干表面水分后，按照根、莖、葉、豆莢、籽粒將采集的植株樣分為5個部分，在烘箱內(nèi)105℃殺青30 min后80℃烘干至恒重，用粉碎機磨碎并過1 mm篩備用。

1.2 試驗設(shè)計

微區(qū)試驗位于岳陽農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)環(huán)境野外科學(xué)觀測試驗站（29°16′6.6″N、113°5′21.9″E）。試驗共設(shè)置 6個處理、重復(fù)3次，共計18個模擬池（1 m×1 m×1 m）。模擬池內(nèi)按照不同客土比例要求，分別裝入由砷污染土壤和清潔土壤按相應(yīng)比例均勻混合后的土壤，每個微區(qū)內(nèi)填充的土壤總質(zhì)量相同（1000 kg）。為避免降雨導(dǎo)致模擬池內(nèi)水分溢出引起砷流失，并影響試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，在模擬池上方用透明塑料制作的頂棚將其覆蓋。試驗設(shè)6個不同污染土壤與清潔土壤的組合比例，分別為 A=100∶0、B=80∶20、C=60∶40、D=40∶60、E=20∶80、F=0∶100。將污染土壤和清潔土壤均勻混合裝池后，得到的不同組合比例土壤的基本理化性質(zhì)及砷含量如表2所示。從表2可以看到，隨著清潔土壤比例的增加，混合后土壤中的總砷濃度及有效砷濃度均呈現(xiàn)出不同程度的降低趨勢，說明采用客土混合的方法來降低砷污染土壤中砷含量具有非常顯著的效果。

表1 供試土壤的理化性質(zhì)Table 1 Soil physical and chemical properties

1.3 樣品處理與分析

植物總砷的測定：采用HNO3-HClO4-H2SO4消解方法[12]，稱取磨碎后的植物干樣0.500 0 g于消煮管內(nèi)，加1 mL超純水濕潤，再按順序分別加入8 mL HNO3、2 mL HClO4、1 mL H2SO4，在消煮管口加蓋彎頸小漏斗，放置過夜。次日，將消煮管置于130℃[13]消解爐中消解至溶液呈清亮透明、管內(nèi)棕色氣體全部逸散后，用去離子水沖洗彎頸小漏斗外壁，然后繼續(xù)加熱至消煮管內(nèi)剩余1～2 mL液體時停止加熱。待消煮管冷卻后，用去離子水定容至25 mL，過濾待測。用氫化物發(fā)生原子熒光儀（AFS-920，北京吉天）測定待測濾液中的砷。

土壤總砷的測定：采用1∶1王水-水消煮法進行前處理[14]。稱取過0.149 mm篩風(fēng)干土樣0.500 0 g置于50 mL三角瓶中，加12 mL超純水潤濕，再加9 mL濃HCl和3 mL濃HNO3，在三角瓶口蓋上彎頸漏斗，浸泡過夜后，將三角瓶置于130℃電熱板上消解至土樣呈灰白色、消煮液澄清且剩余2～3 mL，冷卻后定容至50 mL容量瓶中，過濾待測。用氫化物發(fā)生原子熒光儀（AFS-920，北京吉天）測定濾液中的砷。

土壤有效態(tài)砷的測定：采用0.5 mol·L-1NaHCO3浸提法[15]。稱取過2 mm篩的風(fēng)干土樣5.00 g于100 mL離心管中，加入50 mL 0.5 mol·L-1的NaHCO3溶液（稱取41.00 g NaHCO3溶解于1 L水中），20℃180 r·min-1振蕩2 h，高速離心5 min后用0.45 μm 濾膜過濾，用氫化物發(fā)生原子熒光儀（AFS-920，北京吉天）測定濾液中的砷。

土壤各結(jié)合態(tài)砷的提取和測定：采用Wenzel等[16]的連續(xù)提取法進行，具體步驟見表3。第一步為非專性吸附態(tài)砷（F1），第二步為專性吸附態(tài)砷（F2），第三步為弱結(jié)晶水合鐵鋁氧化物結(jié)合態(tài)砷（F3），第四步為結(jié)晶水合鐵鋁氧化物結(jié)合態(tài)砷（F4），第五步為殘渣態(tài)砷（F5）。第四步之后，將土樣風(fēng)干，研磨過0.149 mm篩，按照土樣總砷的分析方法進行消煮。

砷測定的質(zhì)量保證與控制：消煮過程中，采用國家土壤標(biāo)準(zhǔn)參比物（GSS-27：GBW07456）和圓白菜（GBS-5：GBW10014）進行質(zhì)量控制。標(biāo)準(zhǔn)土樣和圓白菜消煮后的回收率分別為92.1%～107.2%和88.5%～110.0%。提取樣品上機測定時，設(shè)置空白對照，以消除試劑的背景干擾，同時利用砷標(biāo)準(zhǔn)水樣（GBWZ50004-88，環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究所）作為內(nèi)標(biāo)物進行標(biāo)準(zhǔn)曲線的校正，標(biāo)準(zhǔn)水樣的回收率為92.6%～106.8%，每測定20個樣品后測定一次標(biāo)準(zhǔn)水樣，以保證測定結(jié)果的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

表2 不同比例客土混合下土壤相關(guān)理化性質(zhì)Table 2 Soil physical and chemical properties and its arsenic content in condition of different proportion of soil dressing

表3 土壤中各結(jié)合態(tài)砷提取步驟Table 3 Sequential extraction procedure for As in soils

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2010處理，并表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤；用SPSS 21軟件進行方差分析，Duncan新復(fù)極差法進行多重比較（α=0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同比例客土對大豆生長的影響

不同比例客土下大豆各部位收割后生物量（質(zhì)量）如圖1所示。大豆莖和根生物量隨著清潔土比例提高的變化不明顯，且不同客土比例處理間大豆根的生物量差異不顯著，莖的生物量只有處理E（清潔土壤比例為80%）與其他各處理間的差異達到顯著水平。不同客土比例下大豆葉、莢和籽粒的生物量則差異較大，處理C和E的大豆籽粒生物量顯著高于其他處理，處理F的生物量則顯著低于其他處理，而處理C和E間差異不顯著。不同處理下大豆葉片的生物量僅處理E與其他處理間有顯著差異。

2.2 不同比例客土對大豆各部位砷含量的影響

從圖2可以看到，不同比例客土處理中，大豆地上各部位和地下部的砷含量均低于6 mg·kg-1，且隨著客土比例的增加，土壤中砷的含量逐漸降低，大豆各部位的含砷量也出現(xiàn)相應(yīng)的下降。與A處理（即污染土壤）相比較，客土的比例越高，大豆各部分的砷含量越低。處理B大豆莖、葉、莢的砷含量盡管較處理A有所降低，但是沒有達到顯著差異；處理C對應(yīng)各部位的含量比處理A分別降低了30.1%、45.3%、39.8%、66.9%和82.8%；處理D的各部位含量較處理A分別降低了29.5%、53.0%、46.3%、56.8%和84.7%；處理E的各值分別降低了59.5%、66.9%、57.1%、76.7%和76.7%；處理F各值比A處理分別降低了84.2%、87.5%、81.5%、90.6%和97.7%。統(tǒng)計分析結(jié)果顯示，C、D、E和F處理各部位的砷含量均與處理A達到顯著差異，但其他處理兩兩間比較，其差異性無明顯的規(guī)律。

圖1 不同客土混合比例對大豆生長和產(chǎn)量的影響Figure 1 The effect of different mixing proportion of soil dressing on the biomass of soybean

圖2 不同客土混合比例對大豆各部位砷含量的影響Figure 2 The effect of different mixing proportion of soil dressing on As concentration of soybean

在上述結(jié)果基礎(chǔ)上，應(yīng)用相關(guān)方法求得了各處理大豆對砷的富集與轉(zhuǎn)移系數(shù)（圖3）。從圖3的結(jié)果可以看出，當(dāng)客土的比例增大（處理A到處理D）時，大豆對砷的富集系數(shù)盡管呈下降趨勢，但變化幅度很小且沒有明顯差異；但客土比例繼續(xù)增加時，大豆對砷的富集系數(shù)有增加的趨勢，且在處理F時達到最大，并與其他處理的差異達到顯著水平?；蛘哒f，在土壤砷含量相對較高的前提下，大豆對砷的富集系數(shù)并不隨土壤砷含量升高而增大，但在土壤砷含量相對較低時對砷富集系數(shù)反而最高，即對砷的富集能力最強。大豆對砷的轉(zhuǎn)移系數(shù)則隨客土比例增加而呈現(xiàn)出“V”字型變化，即首先隨著客土比例的增大而降低，至處理D（清潔土比例占60%時）達到最低，但此后則隨客土比例增大而增加，至處理F（全部為客土）時達到最大值，同時處理C、D的大豆對砷轉(zhuǎn)移系數(shù)值與其他處理有顯著差異。出現(xiàn)這種變化趨勢的原因，一方面可能與大豆對砷的吸收、富集與轉(zhuǎn)移等能力有關(guān)，另一方面也可能與土壤砷含量在一定條件下對大豆生長及生物量的影響等相關(guān)聯(lián)。

圖3 不同客土混合比例對大豆富集系數(shù)和轉(zhuǎn)移系數(shù)的影響Figure 3 The effect of different mixing proportion of soil dressing on the enrichment capability and transfer capability of soybean

土壤中砷的遷移轉(zhuǎn)化與毒性在很大程度上與其有效性緊密關(guān)聯(lián)。為進一步明確土壤有效砷含量和大豆砷含量的相互關(guān)系，對不同客土混合比例下土壤中砷有效性含量與大豆各部位砷含量的相互關(guān)系進行了回歸分析，并選擇其中相關(guān)性最好的回歸方程來表述二者間的關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)無論是大豆根、莖、葉，還是豆莢、籽粒的砷含量均與土壤有效砷含量極顯著相關(guān)，且均可用二次多項式形式來描述（圖4）。由方程可知，大豆各部位的砷含量與土壤含砷量具有極顯著正相關(guān)關(guān)系，即隨著客土比例降低，土壤砷的含量升高，有效砷的含量也升高，大豆根、莖、葉、莢、籽粒等部位的砷含量也呈現(xiàn)出不斷增加的趨勢。

圖4 不同客土混合比例土壤中有效態(tài)砷與大豆砷含量關(guān)系Figure 4 Relevant relationships between arsenic in soybean and available-As in different mixing proportion soil dressing

2.3 土壤中分級提取態(tài)砷含量

在不同處理大豆收割后采集0～20 cm土壤進行了砷形態(tài)的分級測定，其結(jié)果如表4所示。

從不同客土比例處理的總砷在5種不同砷結(jié)合形態(tài)的分布情況來看，土壤中砷形態(tài)主要為弱結(jié)晶水合鐵鋁氧化物結(jié)合態(tài)（F3：11.94%～23.77%）、結(jié)晶水合鐵鋁氧化物結(jié)合態(tài)（F4：21.94%～41.52%）和殘渣態(tài)（F5：26.00%～44.76%），這三種形態(tài)砷占土壤總砷含量的80%以上。F3、F4、F5與土壤結(jié)合較為緊密，對作物的有效性較低；與土壤有效態(tài)砷密切相關(guān)的非專性吸附態(tài)（F1）和專性吸附態(tài)（F2）的加和僅占總砷比例的1.78%～18.5%。隨著客土比例的增大，F(xiàn)1、F2兩種形態(tài)砷占總砷含量的百分比也逐漸降低，可能在很大程度上與客土的性質(zhì)等有關(guān)。

表4 不同客土處理土壤分級提取態(tài)砷百分比含量Table 4 The percentage of sequentially extracted As fractions in different mixing proportion soil dressing

3 討論

雖然砷不是植物的必需元素，但已有眾多研究發(fā)現(xiàn)低劑量的砷能夠促進植物的生長[17-19]。植物吸收的砷一般主要累積在其根部，以避免其向地上部、特別是果實和種子中轉(zhuǎn)運[20-21]。通常情況下，植物體內(nèi)砷的分布規(guī)律為根＞葉莖＞果實（籽粒）[22]，有研究者測定了22種在污染土壤中生長的植物中的砷含量，結(jié)果亦為根＞葉＞莖＞果[23]，大豆植株各部分砷含量的大小順序同樣為根＞莖＞葉＞籽粒[8]。本研究中不同客土比例下大豆植株各部位的砷含量表現(xiàn)為根＞葉＞莖＞莢＞籽粒，與相關(guān)文獻報道結(jié)果是一致的。

植物對某種元素的富集系數(shù)和轉(zhuǎn)移系數(shù)分別表示其對該元素的富集能力，以及將該元素從地下部轉(zhuǎn)移到地上部的能力，其值越大表明植物的富集與轉(zhuǎn)移能力越強。大量樣本的統(tǒng)計表明，作物對砷的富集系數(shù)為葉菜類＞根莖類＞茄果類＞油料類＞豆類＞禾谷類，其中又以玉米對砷轉(zhuǎn)運與富集能力為最弱[24]。蔬菜砷富集系數(shù)與蔬菜砷含量呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系，但與土壤砷含量呈顯著的負相關(guān)關(guān)系[25]，富集系數(shù)的變化可以很好地反映蔬菜對砷吸收能力的變化[26]。

實際上，無論是蔬菜還是其他類型作物，其砷含量都與土壤砷含量呈顯著正相關(guān)[24，27]。本研究和前人的研究結(jié)果均表明，大豆根、莖和籽粒砷含量均與土壤砷水平密切相關(guān)[9，18]，因此在客土比例較低時，土壤總砷和有效砷的含量就越高，所種植大豆根、莖、葉、莢、籽粒等部位的砷含量也相應(yīng)較高。本課題組之前的研究也證實，植物體內(nèi)砷的含量及形態(tài)取決于土壤有效砷的含量以及植物的吸收過程[28]。土壤有效態(tài)砷含量是評價土壤砷生物有效性的重要指標(biāo)，它在土壤中的移動性以及生物有效性最強[29]，而盡管作物受害程度、體內(nèi)重金屬含量等與土壤中該元素的總量存在較好的相關(guān)性，但同時與有效態(tài)濃度的相關(guān)性更加密切。

土壤中砷的生物有效性是研究砷進入食物鏈及危害人體健康程度的重要影響因素。在砷污染地區(qū)，糧食作物和蔬菜等對土壤中砷的吸收利用狀況將直接影響農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)，進而可能危及人體健康。土壤中砷的植物有效性是指其能被植物吸收利用的程度，土壤類型、土壤性質(zhì)對砷的吸附解吸、形態(tài)轉(zhuǎn)化和固定等過程均具有十分重要的影響[30-33]。本研究中，隨著客土比例增大，土壤的理化性質(zhì)也發(fā)生了相應(yīng)變化（表2），其中土壤pH值隨客土比例增大呈一定幅度的下降，而pH是影響土壤對砷吸附解吸、賦存形態(tài)及礦物表面電荷的重要因素，砷在土壤中通常以砷氧陰離子或分子形態(tài)存在，pH通過影響砷的形態(tài)和土壤膠體表面電荷而影響土壤對砷的吸附能力等。在強酸性條件下，砷吸附量增加的機制是靜電吸附；而在強堿性條件下，砷吸附量增加是砷與土壤中的離子生成了難溶性的沉淀[34-35]。當(dāng)pH值高于土壤的電荷零點時，土壤表面可變電荷中的負電荷大于正電荷，從而使土壤表面帶負電荷，而土壤中的砷大多是以含氧陰離子形式存在。因此，pH較高的土壤對砷酸根陰離子的吸附能力較弱，土壤溶液中砷的含量升高，從而使土壤中砷的植物毒性趨于增大，并提高了砷的生物有效性[36]。本研究中，隨著客土比例增大，盡管土壤pH值也出現(xiàn)一定下降，并對土壤中砷的有效性和作物吸收產(chǎn)生一定影響，但與此同時土壤總砷含量大幅度降低，已遠遠超過了土壤pH值變化所帶來的影響，因而作物對砷的吸收量也大幅度降低。

砷的存在形態(tài)變化也會影響土壤對砷的吸附。砷在土壤中可以被土壤膠體吸附-解吸，這是影響土壤中含砷化合物遷移、轉(zhuǎn)化的重要過程，土壤中的砷與礦物可通過非專性吸附和專性吸附形成外層或內(nèi)層配合物，隨后非專性吸附態(tài)砷和專性吸附態(tài)砷逐漸進入礦物的晶核內(nèi)，先形成弱結(jié)晶水合鐵鋁氧化物結(jié)合態(tài)砷，隨后逐漸變?yōu)榉€(wěn)定的結(jié)晶水合鐵鋁氧化物結(jié)合態(tài)砷與殘渣態(tài)砷，最終降低砷的生物有效性[37-38]。同時，土壤對砷的吸附量與土壤性質(zhì)密切相關(guān)，紅壤的吸附量相比其他類型土壤高[39]，在很大程度上與其粘粒含量、pH值等密切相關(guān)[40-41]。本研究中，非專性吸附態(tài)砷和專性吸附態(tài)砷之和僅占總砷比例的1.78%～18.5%，且隨著客土比例的增加，兩者占總砷含量的百分比逐漸降低。這與客土的總砷和非專性吸附態(tài)砷、專性吸附態(tài)砷的含量低是直接關(guān)聯(lián)的。此外，非專性吸附態(tài)砷的百分含量還與總磷含量、陽離子交換量等因素密切相關(guān)。土壤中的磷和砷具有相似的化學(xué)性質(zhì)，在土壤溶液中都主要以陰離子的形式存在，砷和磷分子結(jié)構(gòu)及構(gòu)型相似，砷在土壤中形成的化合物也和磷的化合物相似，因此磷酸根和砷酸根會競爭土壤表面相同的吸附位點。也有研究證實，較高的外源磷添加能顯著減少土壤對砷的吸附[42-43]。本研究中，隨著客土比例的增加，有效磷和有效砷的含量均出現(xiàn)下降，因而難以體現(xiàn)出磷砷競爭的變化，可能與本研究中沒有添加外源磷有關(guān)。

4 結(jié)論

（1）與不進行客土相比，不同客土比例能顯著降低污染土壤的砷含量，有利于大豆等作物安全生產(chǎn)。

（2）隨著客土比例的增大，大豆根、莖、葉、莢、籽粒的砷含量逐漸降低。與對照（污染土）相比，客土混合比例為40%時，大豆地上部莖、豆莢和籽粒生物量最大，且各部位（根、莖、葉、莢和籽粒）砷含量分別降低30.1%、45.3%、39.8%、66.9%、82.8%。

（3）不同客土處理大豆各部位（根、莖、葉、莢、籽粒）的砷含量與土壤有效砷含量間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系。

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Effects of different soil dressing ratios on soybean growth and absorption of arsenic in arsenic contaminated soil

WU Hui-bin1,ZENG Xi-bai1*,TANG Yue-feng2,BAI Ling-yu1,SU Shi-ming1,WANG Ya-nan1,CHEN Ge2
（1.Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculture,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Key Laboratory of A-gro-Environment,Ministry of Agriculture of China,Beijing 100081,China;2.Yueyang Agricultural Sciences Institute/Yueyang Agricultural Environment Scientific Experiment Station,Ministry of Agriculture of China,Yueyang 414000,China）

A field micro-plot experiment was conducted at the Yueyang experimental station at the Ministry of Agriculture of China to determine the effects of different soil-dressing methods,containing different proportions of soil dressing,on soybean growth and arsenic uptake.The results indicated that mixtures of contaminated soil and virgin soil in different proportions can decrease the soil arsenic content to different degrees.Reduction of the arsenic content of soil was positively correlated with the proportion of soil dressing.In addition,soybean arsenic uptake and accumulation also decreased as the proportion of soil dressing increased.Compared with the control（contaminated soil）,soil dressing treatment C（mixing proportion V/V=polluted soil∶clean soil=60∶40）had the highest total aboveground biomass dry weight of soybean stems,leaves,pods,and seeds.Meanwhile,the As content of roots,stems,leaves,pods and seeds were lower than those of the control treatment,by 30.1%,45.3%,39.8%,66.9%,and 82.8%,respectively.Increasing the thickness of the soil dressing also effectively reduced the absorption and accumulation of As in soybean tissues.Correlation analysis showed that As content of soybean tissues with different soil dressing treatments was significantly positively correlated with the soil available As content.These research results provide effective support for soil-dressing remediation of soil contaminated by arsenic and other elements.

soil dressing proportion;arsenic;soybean;contaminated soil;available As

X503.231

A

1672-2043（2017）10-2021-08

10.11654/jaes.2017-0311

武慧斌，曾希柏，湯月豐，等.砷污染土壤不同比例客土對大豆生長和吸收砷的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2017,36（10）：2021-2028.

WU Hui-bin,ZENG Xi-bai,TANG Yue-feng,et al.Effects of different soil dressing ratios on soybean growth and absorption of arsenic in arsenic contaminated soil[J].Journal of Agro-Environment Science,2017,36（10）：2021-2028.

2017-03-09 錄用日期：2017-06-09

武慧斌（1982—），女，河南安陽人，博士，從事土壤污染與修復(fù)方面的研究。E-mail：whb20040706@163.com

*通信作者：曾希柏 E-mail：zengxibai@caas.cn

國家自然科學(xué)基金項目（41541007）

Project supported：The National Natural Science Foundation of China（41541007）