烟秆炭对Cd污染土壤修复及烤烟吸收Cd的影响

发布时间：2020-04-10 19:43

【摘要】：镉(Cd)是对人类生命健康具有极大威胁作用的重金属元素,在土壤-作物-食物系统中通过食物链迁移传递到人体内。近年来,城市污染的加剧和农业用化学物质品种和数目的大幅度增加,使土壤的重金属污染日益严重。已有研究表明,把农业废弃物炭化得到的产物生物炭施入到土壤中,可以修复Cd污染土壤。因此,本文以烤烟为研究对象,烟秆炭为修复材料,研究烟秆炭对Cd污染植烟土壤的修复改良机制及对烤烟Cd含量的降低效应,并采用室内模拟试验研究烟秆炭对褐土和红壤中Cd的稳定化机制。结果表明:1、在酸性红壤中施用烟秆炭,土壤p H随烟秆炭施用量的增加大幅升高,施加20 g·kg-1的烟秆炭培养14 d后,土壤由酸性变成碱性;在碱性褐土中施用烟秆炭,土壤p H变化较平稳。红壤和褐土有机碳含量均随烟秆炭施用量的增加而大幅度提高。施用烟秆炭后,红壤的碳酸盐结合态Cd含量、Fe、Mn氧化物结合态Cd含量和有机结合态Cd含量均随着培养期的延长呈平缓升高的趋势,褐土的碳酸盐结合态Cd含量、Fe、Mn氧化物结合态Cd含量和有机结合态Cd含量均呈震荡增加的趋势。褐土的土壤有机碳含量和生物炭施用量与土壤可交换态Cd呈极显著负相关关系,与土壤碳酸盐结合态Cd、土壤Fe、Mn氧化物结合态Cd和土壤有机结合态Cd呈极显著正相关关系;红壤的p H、有机碳含量和生物炭施用量均与土壤可交换态Cd呈极显著负相关关系,与土壤其他四种形态Cd呈极显著正相关关系。但在红壤中土壤有机碳和生物炭施用量与各形态Cd的相关系数均大于在褐土中的相关系数。2、Cd污染使土壤酶活性、土壤微生物量及土壤呼吸速率受到不同程度的抑制,而烟秆炭对Cd污染土壤生物学特性有较好的改善作用。施用烟秆炭后,土壤细菌、真菌和放线菌数量,土壤脲酶活性,土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮和土壤呼吸速率均呈现升高的趋势。随着生育期的延长,土壤p H和有机碳含量均呈现升高趋势。在同一Cd污染程度下,土壤p H和有机碳含量均随烟秆炭施加量的增加而增高。随烟秆炭施用量的增加,土壤有效态Cd和可交换态Cd含量显著下降,土壤碳酸盐结合态Cd含量、铁锰氧化物结合态Cd含量、有机结合态Cd含量和残渣态Cd含量均升高。3、Cd胁迫下,烤烟的株高、茎围、叶长叶宽和有效叶片数均明显降低;施用烟秆炭后烤烟的农艺性状有显著改善。烤烟净光合速率、气孔导度等气体交换参数随Cd的施用而显著降低,施用烟秆炭后呈现升高趋势。60 mg·kg-1的Cd胁迫下,烤烟的净光合速率降低是由非气孔因素导致的。烟秆炭对Cd污染土壤中烟株各部位Cd含量和Cd累积量具有调节作用,烟株各部位Cd含量随烟秆炭施加量的增加显著降低,在中度污染的土壤中,烟株对Cd的总累积量随烟秆炭的施用呈现明显降低趋势。烟株各部位对Cd的富集系数均随烟秆炭施用量的增加而降低。施加Cd后,烟株根到上、中、下部叶的转运系数显著升高,施用烟秆炭有降低根到上、中、下部叶转运系数的趋势。
【图文】：

Cd含量,土壤,残渣,污染水平

别比处理 G2T0 增加了 5.82 mg·kg-1和 10.58 mg·kg-1。由图 9d 可以看出，同一 Cd 污染水平下，施加烟秆炭后，有机结合态 Cd 含量升高，且升高幅度较大，移栽后 30 d，处理 G0T2 和 G0T1 的有机结合态 Cd 含量分别是处理 G0T0的 2.25 和 1.72 倍，处理 G1T2 和 G1T1 分别是处理 G1T0 的 8.43 和 5.58 倍。图 9e 中，在Cd 污染的土壤中施加烟秆炭后，残渣态 Cd 含量明显增加，移栽后 100 d，，施加烟秆炭 20 g·kg-1的处理 G2T2 的残渣态 Cd 含量达到最大，为 10.51 mg·kg-1。未被 Cd 污染的土壤中添加烟秆炭后，土壤残渣态 Cd 含量变化幅度较小。a b
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X53

【参考文献】