水分条件对稻田土壤汞甲基化影响的模拟研究

通过培养实验，研究了70%田间持水量、干湿交替及淹水等3种水分管理方式对外源Hg在稻田土壤中甲基化的动态过程.外源添加浓度为5 mg·kg-1 Hg2+，培养时间为42 d.结果表明，70%田间持水量下，土壤甲基汞（MeHg）含量基本保持稳定，平均为11.55 μg·kg-1；淹水条件下，土壤MeHg含量呈上升趋势，平均为30.70 μg·kg-1，约为70%田间持水量的2.7倍；干湿交替条件下，土壤MeHg呈现"涨-消"的波动趋势，平均含量为20.41 μg·kg-1，约为70%田间持水量的1.7倍.培养结束后土壤MeHg含量和占总Hg比例依次为：淹水（37.42 μg·kg-1，0.76%）>干湿交替（16.08 μg·kg-1，0.33%）> 70%田间持水量（11.75 μg·kg-1，0.25%），表明淹水条件有利于稻田土壤中汞的甲基化.Elovich方程可以拟合淹水条件下稻田土壤MeHg含量变化的动力学过程，表明土壤中MeHg含量在试验前期（7 d）快速升高，随后呈现缓慢增长的趋势.培养期间，各水分处理下稻田土壤中硫酸盐还原菌（SRB）数量均表现为上下波动式的周期性变化特征，均值分别为（533 ±31）cfu·g-1（70%田间持水量）、（615 ±39）cfu·g-1（淹水）和（509 ±43）cfu·g-1（干湿交替）.相关分析表明，土壤MeHg含量与硫酸盐还原菌（SRB）数量、氧化还原电位（Eh）、土壤含水量之间的相关性达到了显著性水平（p < 0.05），与其他因素之间无显著相关性.可以推测，在稻田土壤淹水形成的厌氧环境中，SRB可能是生物汞甲基化的优势菌群