农业机械学报

作者：栾雅珺，徐俊增，李亚威，胡哲伟，王海渝，王永红，徐锡华

单位：河海大学,河海大学,河海大学,河海大学；生态环境部南京环境科学研究所,河海大学,昆山市水务局,高邮市水利局,

关键词：镉;极性交换;电动修复;植物修复;水稻;控制灌溉

基金：江苏省科技计划项目（BE2019392）、中央高校基本科研业务费专项资金项目（B220202071）和江苏省自然科学基金项目（BK20210373）

通过盆栽试验，采用太阳能供电方式，探究在干湿交替的水分条件下，水稻种植过程中极性交换电场辅助植物修复(EKPR)土壤重金属镉（Cd）污染的可行性。控制灌溉条件下，两电极板附近的土壤区域种植水稻作物，中间土壤区域种植水葱作富集植物。结果表明，交换电极使电解水反应产生的氢离子（H+）和氢氧根离子（OH-）不断被中和，有效避免了土壤pH值极化。土壤电流变化范围为0.08~0.36A，说明极性交换和较高的土壤含水率有效确保土壤中的可迁移离子数量和离子流动性，能够驱动重金属迁移。与对照处理（CK）相比，EKPR处理水葱根部干物质量显著增加34.93%；水稻根部和稻谷干物质量显著降低17.21%~30.16%、16.18%~22.28%，叶片和茎部干物质量分别提高3.82%~13.17%、7.59%~30.91%。EKPR处理水葱根部、地上部Cd含量分别提高15.49%~22.45%、33.30%~35.45%；水稻根部、稻谷Cd含量分别降低14.48%~35.06%、39.04%~57.43%。极性交换电场辅助植物修复技术可提高水葱对Cd的富集量，同时降低水稻对Cd的富集量，与CK处理相比，EKPR处理水葱Cd生物富集量显著增加46.48%，水稻Cd生物富集量显著降低24.75%。试验结束后，水稻根系附近的土壤Cd含量下降16.33%~19.14%。研究结果表明，在控制灌溉水稻种植过程中，极性交换电场辅助植物修复是一种可行的修复手段，在作物生产过程中利用电动修复和植物修复实现土壤净化，具有良好的应用前景和现实意义。

来源：2024年第3期

《农业机械学报》期刊编辑部

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