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镉是农业生态环境中不容忽视的重金属污染物质之一,以其毒性强、难降解、滞后期长,且可通过食物链危害人类生命,直接影响到大自然和生态环境以及人体健康,而倍受各国政府和科学工作者的关注。
Cd在土壤中的移动性决定了其在土壤剖面中的移动程度、污染地下水的可能性和被植物根系吸收的难易程度,其在土壤中的移动性不仅与Cd性质、作物品种有关,而且与土壤质地、有机质含量、土壤pH值、灌溉及降雨情况有关。显然,要保护地下水、土壤和作物免受重金属Cd的污染,需要了解上述诸因素对Cd在土壤生态系统中迁移机制的影响。
为定量化地了解土壤基本物理化学性质对作物从镉污染土壤中吸收镉能力的影响以及作物生长条件下镉在土壤剖面纵向向下迁移和向作物根系转移的动态过程,本论文分别以小白菜和菠菜为例,应用统计分析的方法和采用数学模型的手段对此进行了统计回归分析及数值模拟分析。
研究结果显示:小白菜从单位质量的土壤中吸收镉的含量显著地受到土壤基本理化性质的影响。在土壤镉含量较低的情况下,受到它们综合效应的作用较大。但是,当土壤镉含量较高时,土壤理化性质对土壤中镉生物有效性的影响不显著。回归统计结果对于田间小白菜镉含量的估算具有参考价值。
数值模拟结果显示:镉在土壤中纵向向下迁移极为困难,主要持留在土壤表层。由于菠菜根系的吸收,土壤表层的累积量并不是随着灌溉用水量的增加一直递增。从土壤迁移到菠菜的镉含量远远低于菠菜的本底值。在作物系数和叶面积指数均相同的条件下,从1999年-2001年种植的各茬菠菜Cd的吸收总量相同,生长期内Cd吸收的最大速率也出现在不同的生育阶段内,其数值也均不相同。菠菜镉含量受到降雨、灌溉和气象条件的影响比较明显。