江西鹰潭农田生态系统国家野外科学观测研究站
新闻公告鹰潭站在利用同位素技术示踪大气沉降镉在大豆中的富集效应研究方面取得进展
作者: 鹰潭站 更新时间: 2024-10-08
鹰潭站周静研究员团队周俊研究员和扬州大学环境学院刘海龙博士采用野外全因子大气暴露试验与镉（Cd）稳定同位素技术相结合的方法，探究了大气沉降对大豆Cd富集的贡献以及大豆吸收大气沉降Cd的主要途径，为区域农田Cd污染防控和作物安全生产提供了新的认识。相关研究成果发表在环境领域知名期刊Environmental Science & Technology上。
研究团队通过三年的野外全因子大气暴露实验，结合Cd稳定同位素技术，系统地研究了大气沉降Cd在土壤中的环境行为和在大豆中的生物富集效应。研究结果表明，作物生长季大气沉降输入农田生态系统的Cd只占土壤总库存的1-13%，然而这部分Cd对大豆植株中Cd积累的贡献却达到11-72%。随着土壤暴露于更长周期的大气沉降，土壤中生物有效性的Cd以及植株中Cd含量和Cd同位素比值均没有显著性变化，这些结果表明作物生育期大气新沉降Cd是大豆植株中Cd的重要源。利用一级指数衰减模型揭示的大气生物有效性的Cd输入土壤后发生的快速老化效应进一步支持了我们上述的观点。大气沉降中Cd同位素偏轻，因此导致了植物暴露于沉降点位大豆植株中Cd同位素比值出现明显地负向偏移。通过优化的Cd同位素端元混合模型以及联合质量平衡的方法，量化了叶面吸收方式对大豆植株Cd积累的贡献，对于茎、叶和籽粒其贡献值分别达到了13-51%、16-45%、21-56%。本研究的意义在于揭示了叶面吸收大气沉降Cd对大豆Cd积累的重要作用。未来在农田Cd污染防控研究工作中，控制叶面吸收可能是一种有效的策略。
