生物质炭对稻田系统重金属的拦截效应

发布时间：2018-03-16 03:02

  本文选题：生物质炭　切入点：玉米炭　出处：《中南林业科技大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：通过室内静态试验,从玉米秸秆炭(简称玉米炭)、稻草秸秆炭(简称稻草炭)、稻壳炭中筛选出一种对土壤重金属钝化效果较好的生物质炭,并将该生物质炭施用于盆栽水稻土壤中,一方面研究不同施炭量(炭土质量比：0%、0.05%、0.1%、0.5%、1%、2%)对土壤中Cd、Pb、Zn生物有效性及对水稻各部位中Cd、Pb、Zn含量的影响；另一方面,在3个施炭量(0%、0.1%、2%)的盆栽土壤中,在水稻5个生长期(分蘖期、拔节期、孕穗期、开花期、灌浆期)灌溉2个Cd浓度的含Cd水(C1,满足《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)；C2,满足《铅、锌工业污染物排放标准》(GB25466-2010)),并用自来水(CK)作为对照,考察灌溉水中Cd浓度对糙米中Cd的累积影响及生物质炭的拦截效应。主要试验结果如下：(1)室内静态试验表明,3种生物质炭均能不同程度地提高土壤pH值,降低土壤Cd、Pb、Zn的有效杰含量及毒性浸出量。综合比较,玉米炭对十壤Cd、Pb、Zn的钝化效果优于稻草炭和稻壳炭。(2)盆栽试验中,施炭量对秧苗期和成熟期土壤的基本理化性质影响较大,达到显著或极显著水平。其中,秧苗期土壤的CEC低于成熟期土壤的CEC,秧苗期土壤的pH、有机质、EB、BS则相反,均高于成熟期的相应值。施炭量对土壤Cd、Pb、Zn有效态含量的影响不显著(p0.05),对土壤Cd、Pb、Zn毒性浸出量有一定的影响。其中,秧苗期土壤的Cd、Pb、Zn有效态含量均高于成熟期的相应值,Pb、Zn毒性浸出量均低于成熟期相应值；当施炭量为0%、0.05%时,秧苗期土壤毒性浸出Cd高于成熟期土壤相应值,施炭量在0.1%-2%之间时,结果则相反。当施炭量为2%时,与不施炭相比,秧苗期土壤的Cd、Pb、Zn毒性浸出量分别降低31.8%、73.8%、22.5%,且均达到了显著水平(p0.05),成熟期土壤的Cd、Pb、Zn毒性浸出量分别降低7.6%、25.9%、10.2%。(3)盆栽试验中,随着施炭量的增加,水稻株高有略高于对照的趋势,并在施炭量为2%时,达到显著水平(p0.05)。施炭量对水稻茎、叶、壳、糙米干重和生物量均有一定影响,但不显著(p0.05),当施炭量为2%时,上述各指标均达到最大。施炭量对水稻茎、叶、壳中Cd、Pb、Zn含量的影响不明显。随着施炭量的增加,水稻根表铁膜中Cd含量逐渐降低,当施炭量为2%时,根表铁膜中Cd含量降低27.9%,并达到显著水平(p0.05)。根系中Pb、Zn含量随施炭量的增加有降低的趋势,当施炭量达最大(2%)时,它们分别降低33.9%、31.2%。当施炭量为0%～1%时,糙米中Cd、Pb、Zn含量均随着施炭量的增加而降低,三者分别降低7.1～24.2%、21.7-76.2%、8.3～27.3%。可见,在此施炭浓度范围内,米Cd均满足《食品安全国家标准》(GB2762-2012) (≤0.2mg/kg),且当施炭量为1%时,米Pb由超标降至达标(0.2mg/kg).但当施炭量增至2%时,米Cd、米Pb含量均有所回升,均超标。(4)含Cd灌溉水试验表明,在不施炭时,土壤总Cd、有效态Cd、毒性浸出Cd均随着灌溉水中Cd浓度的增加而增加,施加0.1%的生物质炭能有效拦截灌溉水C1、C2中的Cd,阻滞土壤对Cd的积累,降低土壤Cd的生物有效性。无论土壤施炭或不施炭,水稻各部位中Cd含量均随灌溉水中Cd浓度的升高而不同程度地增加。在不施炭处理下,灌溉自来水(CK)时,米Cd (0.15mg/kg)达标,而灌溉C1、C2时,米Cd均超标,说明在一定程度Cd污染土壤中种植水稻,即使灌溉水中Cd浓度满足农灌要求,仍会出现米Cd超标情况。0.1%的生物质炭处理下,糙米中Cd含量分别由0.24、0.28mg/kg降至0.13、0.14mg/kg,即由超标降至达标,降幅达45.6%和50.7%。但当施炭量为2%时,糙米中Cd含量反而分别比不施炭的高,且均超标。(5)Cd的吸收系数和累积量分析表明,水稻根、茎叶是Cd吸收系数最高的部位,根、茎叶、糙米是Cd累积量最多的部位。土壤中施加0.1%的生物质炭,能有效降低水稻根、茎叶对Cd的吸收,促进壳对Cd的吸收,此施炭浓度下糙米中Cd的吸收系数、累积量随灌溉水中Cd浓度的增加变化不大。但当施炭量为2%时,水稻的根、茎叶、壳中Cd的吸收系数、累积量均随着灌溉水Cd浓度的增加而大幅增加,从而使米Cd出现超标。
[Abstract]:閫氳繃瀹ゅ唴闈欐，

本文编号：1618012