水分管理对土壤-水稻体系中铀的赋存形态及积累的影响机制

Uranium ore mining and tailing open-dumping leads to easy movement of uranium with water, and then causes serious radioactive uranium pollution. Previous work showed the radionuclide uranium contents of paddy soil and rice are abnormal in uranium mining areas. It is obviously important that to ulluminate the influence of various water management on forms and accumulation of uranium in soil system and riceplant. This study intends to operate indoor culture experiments and potted plants with different water management. The uranium form transformation in the soil-rice system from 721 uranium mine in Jiangxi Province, and the uranium spatial distribution and translocation in the soil- iron film on root surface -rice system. The fate of uranium is also explored through the soil pH, Eh and the formation process of iron film on root surface. These experiment results will reveal the mechanism of uranium accumulation in rice and the food security evaluation of rice under different water management models. Finally, the optimal water management strategu\y will be suggested that can reduce uranium content in rice to ensure rice yield without reduction in yield, and will provide theoretical basis for further effective control of the uranium food chain transport in contaminated soils and soil remediation in uranium mining areas.

我国铀矿矿石开采及尾矿渣的露天堆放甚为普遍，导致铀易随水迁移，对矿区环境造成较为严重的放射性铀污染。前期工作发现铀矿区稻田土壤和稻谷中放射性核素铀含量异常，据此水分管理对土壤-水稻体系中铀的赋存形态及积累的影响研究显得尤为重要。本研究拟通过室内培养试验和根袋盆栽试验，运用现代生物学技术，研究不同水分管理模式下江西721铀矿矿区土壤-水稻中铀的形态转化特征、土壤-根表铁膜-水稻体系中铀的空间分布特征及运转，从土壤pH、Eh、根表铁膜形成过程等方面探索不同水分管理影响铀的迁移转化的机制，揭示不同水分管理对水稻积累铀的作用机制，探索水分安全管理模式下籽实器官的安全保障机制，获得能降低水稻中铀含量且保证水稻产量不减产的最佳水分管理模式，为进一步有效控制污染土壤铀的食物链传递及铀矿矿区土壤修复提供理论依据。

我国铀矿矿石开采及尾矿渣的露天堆放甚为普遍，导致铀易随水迁移，对矿区环境造成较为严重的放射性铀污染。.以某铀矿区铀污染农田土壤为栽培基质，分别采用淹水灌溉、干湿交替灌溉、湿润灌溉和当地农民灌溉方式进行盆栽实验，研究了不同水分管理模式下水稻根际土壤中铀的赋存形态变化及其主要影响因素，同时结合土壤pH值、有机质含量及水稻根表铁膜含量，探讨了不同水分管理影响铀的迁移转化机制，揭示了不同水分管理对水稻积累铀的作用机制，最终获得了水稻籽实器官具有安全保障的最佳水分管理模式--干湿交替灌溉模式。研究表明，水稻从土壤中吸收铀的关键时期为抽穗期，水稻各器官从根中转运吸收铀的关键时期为灌浆期，从富集系数、转移系数、根表铁膜含量及成熟期稻米品质角度综合考虑，干湿交替灌溉模式下当地水稻品种更能够有效降低铀的生物有效性。四种基因类型水稻对铀的生物有效性大小依次为：日本晴 > 9311 > 黄华占 > 当地水稻。.项目已发表论文7篇，其中核心期刊3篇，SCI收录论文4篇；获得实用新型专利授权1项，申请发明专利2项；相关成果获得省教学成果一等奖1项，生命科学大赛全国二等奖2 项，三等奖1项，全国大学生“挑战杯”省赛三等奖2 项，高分子大赛全国三等奖1项。.项目的研究成果为进一步有效控制污染土壤铀的食物链传递及铀矿矿区土壤修复提供了理论依据，对矿区水稻等农作物的安全生产具有重要指导意义。