有机物料还田对土壤—小麦系统重金属污染的原位修复效应研究

发布时间：2017-07-07 12:05

  本文关键词：有机物料还田对土壤—小麦系统重金属污染的原位修复效应研究

  更多相关文章： 土壤 小麦 重金属污染 有机物料 原位修复

【摘要】：随着经济及科学技术的不断发展以及人类对自然资源的过度开发与不合理利用,重金属污染状况日趋严重,人们对重金属污染治理的研究也日渐深入,越来越多的修复材料被用于重金属污染土壤的改良。与此同时,随着农业发展,大量有机废弃物不断产出和堆积,也带来了严重的环境问题和资源浪费,如何对其进行资源化利用也是目前人们较为重视的问题。近年来,将有机废弃物作为修复材料用于重金属污染治理的研究备受关注。在本研究中,将秸秆、秸秆过腹处理后的牛粪和秸秆栽培食用菌处理后的菌渣作为修复剂还田,并搭配吸附性修复材料生物炭和粉煤灰,研究各有机物料及搭配组合对重金属污染农田中土壤理化性质、小麦生长发育特征、各重金属在小麦中的转运富集规律及其生物有效性的影响。得出主要结论如下:1.在重金属污染大田中添加秸秆、牛粪、菌渣、生物炭、粉煤灰,复合添加秸秆和粉煤灰、牛粪和粉煤灰、菌渣和生物炭均能显著提高土壤的pH以及土壤有机质含量,对土壤的阳离子交换量(Cation exchange capacity,CEC)和酶活性也有不同程度的提升,能有效改善土壤质量。2.在重金属污染大田中添加以上各修复剂,均能够削弱重金属对小麦群体数量的胁迫影响,提高小麦叶片叶绿素相对含量,提高小麦光合作用,并最终提高小麦产量。其中,牛粪处理、秸秆处理、秸秆加粉煤灰复合处理及牛粪加粉煤灰复合处理对小麦的产量的促进效果较为明显。3.在重金属污染大田中添加以上各修复剂均能在一定程度降低小麦从其他部位向可食用部位转运Pb、Cd的能力,减少小麦籽粒对土壤Pb、Cd的吸收富集。添加各修复剂均能使小麦从其他部位向可食用部位转运Cu的能力减弱,牛粪、菌渣、生物炭、粉煤灰、牛粪和粉煤灰组合、菌渣和生物炭组合均能减少小麦籽粒对土壤Cu的吸收富集。各修复剂处理均使小麦籽粒从土壤中吸收富集As的能力有所增强。4.在重金属污染大田中添加秸秆、牛粪、菌渣、生物炭、粉煤灰,复合添加秸秆和粉煤灰、牛粪和粉煤灰、菌渣和生物炭后,均能使土壤中有效态Pb和Cd的比重得到不同程度的降低,减弱了土壤Pb、Cd的生物可利用性。牛粪、菌渣、生物炭、粉煤灰、牛粪和粉煤灰组合、菌渣和生物炭组合均可降低土壤Cu的生物活性,秸秆、秸秆和粉煤灰组合使土壤Cu生物活性升高。各修复及处理均使土壤As生物活性有所增强。5.土壤的pH、有机质含量、阳离子交换量与土壤有效态Pb、Cd、Cu、As含量均有一定的相关关系。其中,土壤pH、有机质含量与土壤有效态Pb、Cu含量均存在极显著的负相关关系,土壤的CEC与土壤的有效态Pb、Cd含量均呈现极显著的负相关关系,与土壤有效态As含量存在显著的正相关关系。各重金属在土壤中的有效态含量均与其在小麦籽粒中的含量存在极显著正相关关系。6.在重金属污染大田中添加这几种修复剂均有一定的修复效果,吸附性修复剂与有机物料配施后比单一使用的修复效果好。
【关键词】：土壤 小麦 重金属污染 有机物料 原位修复
【学位授予单位】：河南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X53;S156
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 前言10-20
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 研究现状11-18
• 1.2.1 重金属污染来源11-12
• 1.2.2 重金属的危害12-13
• 1.2.3 重金属修复技术13-15
• 1.2.4 重金属原位钝化修复的研究现状15-18
• 1.3 研究目的与意义18-19
• 1.4 技术路线19-20
• 2 材料与方法20-24
• 2.1 试验设计20-21
• 2.2 指标测定方法21-23
• 2.2.1 土壤理化指标测定21
• 2.2.2 小麦植株形态指标测定21
• 2.2.3 小麦植株生理指标测定21-22
• 2.2.4 小麦产量指标测定22
• 2.2.5 重金属含量测定及相关计算方法22-23
• 2.3 数据统计方法23-24
• 3 结果与分析24-46
• 3.1 有机物料修复剂对重金属污染大田中土壤理化性质的影响24-29
• 3.1.1 对土壤pH的影响24-25
• 3.1.2 对土壤有机质的影响25-26
• 3.1.3 对土壤阳离子交换量的影响26-27
• 3.1.4 对土壤酶活性的影响27-29
• 3.2 有机物料修复剂对重金属污染大田中小麦生长发育特征的影响29-37
• 3.2.1 对小麦群体数的影响29
• 3.2.2 对小麦株高的影响29-30
• 3.2.3 对小麦叶片叶绿素相对含量的影响30-31
• 3.2.4 对小麦叶绿素荧光参数的影响31-32
• 3.2.5 对花后小麦旗叶光合生理的影响32-36
• 3.2.6 对小麦产量性状的影响36-37
• 3.3 有机物料修复剂对土壤-小麦系统中重金属转运富集规律及其生物可利用性的影响37-43
• 3.3.1 对土壤-小麦系统中Pb转运富集规律的影响37-38
• 3.3.2 对土壤-小麦系统中Cd转运富集规律的影响38-39
• 3.3.3 对土壤-小麦系统中As转运富集规律的影响39-40
• 3.3.4 对土壤-小麦系统中Cu转运富集规律的影响40-41
• 3.3.5 对不同重金属生物可利用性的影响41-43
• 3.4 土壤主要理化性质、土壤重金属有效态含量、籽粒重金属含量之间的相关分析43-46
• 4 讨论与结论46-52
• 4.1 讨论46-50
• 4.1.1 有机物料修复剂对农田土壤-小麦系统重金属污染的原位修复作用46-49
• 4.1.2 有机物料修复剂对小麦植株所受重金属胁迫的缓解效应49
• 4.1.3 不同有机物料修复剂对土壤-小麦系统重金属污染原位修复作用比较49-50
• 4.2 结论50-52
• 5 研究展望52-54
• 参考文献54-62
• 致谢62-64
• 攻读学位期间发表的学术论文目录64-65

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本文编号：530100