不同降尘水平对棉花及玉米重金属含量的影响

莫治新，温善菊

(1.喀什大学化学与环境科学学院，新疆 喀什 844006；2.塔里木大学植物科学学院，新疆 阿拉尔 843300)



不同降尘水平对棉花及玉米重金属含量的影响

莫治新1，温善菊2

(1.喀什大学化学与环境科学学院，新疆 喀什 844006；2.塔里木大学植物科学学院，新疆 阿拉尔 843300)

本文利用数理统计方法分析降尘对棉花和玉米重金属含量的影响。结果表明：受降尘处理的棉花各器官铜素、铁素和锰素含量均大于不受降尘处理的各器官含量；受降尘处理的棉花叶片和根中的锌素含量均高于不受降尘处理的棉花。受降尘处理的玉米叶片铜素、铁素和锰素含量高于不受降尘处理的玉米叶片，而受降尘处理的玉米根系铜素和锰素含量低于不受降尘处理的玉米根系；各处理玉米各器官中的锌素含量存在差异，但是差异不显著。

降尘；棉花；玉米；重金属

植物对重金属元素的需要量不多，但是它们在保证植物正常生长发育方面的重要性与大量元素是相同的，当植物缺乏某种重金属元素时，植物的生长发育会受到明显的影响，产量和品质下降[1]。据报道降尘中含有植物生长发育所需要的大量和微量元素(即重金属元素)，为土壤发育、植物的生长提供了潜在的养分来源[2]。近年来，对降尘的研究较多，内容主要涉及降尘的时空分布[3-5]及理化性质[6-8]等方面的研究，降尘对植被影响的研究主要集中在降尘对农作物、蔬菜、天然植被的光合速率、蒸腾速率及叶绿素含量影响等方面[9-15]。本研究通过模拟降尘对温室棉花和盆栽玉米重金属含量的影响，旨在确定降尘对棉花和玉米重金属含量的影响，为降尘区棉花和玉米合理施肥及管理提供依据，从而为棉花产量及品质的提高提供保证。本研究对干旱区农业的可持续发展及生态环境的保护有着重要的理论及实践意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试棉花品种为早中熟陆地棉新品种-新陆中36号。试验地为塔里木大学园艺试验站内的智能温室内的小区试验地，面积为68 m2，经过翻地，施肥，平整后供试作物种植。试验地土壤为砂壤土。供试玉米为郑单-49#，采用盆栽试验，每盆播种5粒，播种后放于塔里木大学智能温室内，定苗后每盆留苗1株。盆栽土壤为菜园土，装盆前过筛，充分搅匀，保持各盆土壤一致。供试降尘取自塔里木大学气象试验站。温室土壤、盆栽土壤及供试降尘的化学性质见表1。

表1 盆栽土壤及供试降尘化学性质

1.2 试验设计方案

1.2.1 棉花试验设计方案 把试验地划分为15个小区，每个小区的面积为1.5 m×2.0 m。试验设5个处理，分别为不受降尘影响(CK，对照)，0.5倍自然降尘量(25 g/m2)，自然降尘量(50 g/m2)，2倍自然降尘量(100 g/m2)，3倍自然降尘量(150 g/m2)。每个处理3个重复，各处理间随机区组排列，每个处理和重复均保持相同的土、肥、水及其它管理措施。从棉花初蕾期开始每隔7 d对棉花进行人工降尘1次。每个生育期对各处理样品进行采集。

1.2.2 玉米试验设计方案 试验设5个处理，分别为不受降尘影响(CK，对照)，0.5倍自然降尘量(25 g/m2)，自然降尘量(50 g/m2)，2倍自然降尘量(100 g/m2)，3倍自然降尘量(150 g/m2)。每个处理20个重复，各处理间随机区组排列，每个处理和重复均保持相同的土、肥、水及其它管理措施。

玉米于3月25日播种，定苗后每隔1周撒尘1次，至抽雄期为止。

1.3 样品测定方法

温室土壤和降尘基本理化性质分析：pH值的测定采用水土比1∶1，电位法测定；土壤有机质测定采用重铬酸钾容量法—外加热法；利用原子吸收分光光度法测定重金属Cu、Fe、Zn、Mn。

2 结果与分析

2.1 降尘对棉花重金属含量的影响

从图1可以看出，棉花叶片中的锌、铁、锰素含量均较高于茎及根系；棉花根系中的铜素含量较高于叶片和茎。受降尘处理的棉花各器官铜素含量均大于不受降尘处理的各器官铜素含量，只是处理间未达到显著水平。受降尘处理的棉花叶片和根中的锌素含量均高于不受降尘处理的棉花，处理间未达到显著水平。受降尘处理的棉花各器官铁素含量均大于不受降尘处理的各器官铁素含量，只是处理间未达到显著水平。受降尘处理的棉花各器官锰素含量均大于不受降尘处理的各器官锰素含量，其中棉花茎和根各处理间达到较为显著的水平(P<0.05)。

处理Y0、Y0.5、Y1、Y2、Y3分别表示不受降尘影响、0.5倍自然降尘量、1倍自然降尘量、2倍自然降尘量、3倍自然降尘量。下同图1 不同降尘处理下棉花重金属含量Fig.1 Heavy metal contents of cotton under different dust-fall levels

图2 不同处理下玉米重金属含量Fig.2 Heavy metal content of maize under different dust-fall levels

2.2 不同降尘处理对玉米重金属含量的影响

从图2可以看出，不同降尘处理下的玉米叶片、茎、根中的重金属含量存着一定的差异，其中受降尘处理的玉米叶片铜素含量高于不受降尘处理的玉米叶片，而受降尘处理的玉米根系铜素含量低于不受降尘处理的玉米根系，但是各处理间差异不显著。受降尘处理的玉米叶片铁素含量高于不受降尘处理的玉米叶片，处理间差异显著(P<0.05)。受降尘处理的玉米叶片锰素含量高于不受降尘处理的玉米叶片，处理间差异显著(P<0.05)；而受降尘处理的玉米根系锰素低于不受降尘处理的玉米根系，但是各处理间差异不显著。各处理玉米各器官中的锌素含量存在差异，但是差异不显著。

3 结 论

受降尘处理的棉花各器官铜素含量均大于不受降尘处理的各器官铜素含量；受降尘处理的棉花叶片和根中的锌素含量均高于不受降尘处理的棉花；受降尘处理的棉花各器官铁素含量均大于不受降尘处理的各器官铁素含量；受降尘处理的棉花各器官锰素含量均大于不受降尘处理的各器官锰素含量。

受降尘处理的玉米叶片铜素含量高于不受降尘处理的玉米叶片，而受降尘处理的玉米根系铜素含量低于不受降尘处理的玉米根系；受降尘处理的玉米叶片铁素含量高于不受降尘处理的玉米叶片；受降尘处理的玉米叶片锰素含量高于不受降尘处理的玉米叶片；受降尘处理的玉米根系锰素低于不受降尘处理的玉米根系；各处理玉米各器官中的锌素含量存在差异，但是差异不显著。

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(责任编辑 陈 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

国家自然科学基金资助项目(30900206)；喀什师范学院校内项目(142512)

莫治新(1978-)，女，安徽六安人，硕士，副教授，主要从事土壤与环境方面的教学和科研工作，E-mail:mzxzky@163.com。

S562;S513

A