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环境科学与资源利用论文_水分管理对稻田土壤铁

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文章摘要:稻田土壤水分管理过程中铁氧化物的形态转化对土壤镉（Cd）活性和水稻Cd累积具有重要影响。以西南地区紫色水稻土为研究对象，通过室内培养试验，探讨了淹水管理方式（持续淹水，CW；干湿交替，DW）联合铁氧化物（针铁矿，G-Fe；铁粉，Fe）施用对Cd污染土壤的pH、氧化还原性质（Eh、pe+pH）、铁氧化物形态转化和Cd有效性变化的影响，分析了水分管理驱动下铁氧化物形态转化与土壤Cd活性演变的耦合关系。结果表明CW管理可显著降低土壤Cd有效性，淹水93d后DTPA-Cd降低了17.7%～39.2%，CW联合Fe或G-Fe施用显著提升了对土壤Cd的钝化效果，其中G-Fe短期钝化效果好，淹水14d后DTPA-Cd的含量较对照降低24.3%，而Fe则可持续钝化土壤Cd，淹水93d后DTPA-Cd的降幅为39.2%，干湿交替下施用铁氧化物则对土壤Cd无钝化效应。相关性分析表明，无定形铁(Fe_o)的形成（P<0.01）是驱动土壤Cd有效性变化的主要原因：CW使土壤pH逐渐降低并稳定在7.4左右，且土壤保持还原状态，促进了土壤铁氧化物由结晶态(Fe_c)向Fe_o转化，进而促使Cd由可交换态向铁锰结合态转化，并最终导致Cd有效性降低；CW联合Fe、G-Fe施用显著提升了Fe_o的含量和比例，从而强化了对土壤Cd的钝化效果。研究结果揭示了水分管理联合铁氧化物施用对稻田土壤Cd活性的调控效应和机制，为Cd污染稻田土壤安全利用中水分优化管理和含铁钝化剂施用提供了科学依据。

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