基于薄膜擴(kuò)散梯度的玉米Cd、Ni、Zn生物積累預(yù)測與估算模型

食用被鎘、鎳和鋅等重金屬污染的玉米會(huì)威脅到人類的健康。對(duì)于原位測量重金屬的生物利用度，薄膜擴(kuò)散梯度法(DGT)優(yōu)于其他傳統(tǒng)方法，因此尋找一種基于DGT方法的玉米重金屬富集預(yù)測方法具有重要意義。本研究在天津市玉米主產(chǎn)區(qū)進(jìn)行了田間調(diào)查，將DGT與傳統(tǒng)提取方法相結(jié)合，對(duì)玉米籽粒重金屬濃度進(jìn)行了預(yù)測。結(jié)果表明，DGT與土壤溶液耦合可顯著提高預(yù)測精度(Cd-R² = 0.908, Ni-R² = 0.903, Zn-R² = 0.904)。這表明DGT和土壤溶液是玉米重金屬濃度的可行預(yù)測因子。采用DGT誘導(dǎo)土壤/沉積物通量(DIFS)模型模擬DGT對(duì)重金屬的吸收過程，較好地揭示了土壤中重金屬的解吸過程，表征了土壤重金屬的再補(bǔ)給能力。DGT和DIFS參數(shù)的耦合預(yù)測精度最高(Cd-R² = 0.920, Ni-R² = 0.928, Zn-R² = 0.908)。Zn的預(yù)測值略弱于Cd和Ni (Cd- p < 0.01, Ni- p < 0.01, Zn- p < 0.05)。原因是Cd和Ni在土壤中的平均補(bǔ)給方式是部分維持的，而Zn只通過擴(kuò)散補(bǔ)給。解吸速率k^?1能很好地提高DGT的預(yù)測精度，避免了土壤溶液法不考慮解吸的缺點(diǎn)。DGT和DIFS參數(shù)的耦合為玉米重金屬富集預(yù)測提供了準(zhǔn)確可靠的方法。