湘东地区不同母质水稻土镉铅的剖面分布及影响因素研究

发布时间：2020-05-11 11:21

【摘要】：本文系“湖南省土系调查与土系志编制”(2014FY110200)以及“不同成土母质中的镉含量及其影响因素”(农业部、财政部、农办财函[2016]6号)项目的资助项目。针对湘东长株潭地区稻田土壤系统镉等重金属污染范围宽且可能来源复杂,污染严重但源头不清的问题,选择以湘东地区5种母质(河流沉积物、紫红色砂页岩风化物、花岗岩风化物、板页岩风化物、第四纪红色黏土)发育的水稻土为研究对象,采用系统分类方法挖掘土壤剖面以及随机采集若干耕层土样和稻谷样,分析测定了土壤镉(含稻谷镉)、铅全量和有效态含量以及土壤理化指标(pH值、有机质、各级颗粒含量),研究不同母质发育水稻土镉、铅含量的差异及剖面分布规律,评估母质中镉含量对水稻土镉污染的贡献率,探寻不同母质土壤镉、铅含量差异的主要影响因素以及稻谷镉与土壤有效态镉的关系。主要研究结果如下:(1)5种母质水稻土中,剖面全层土壤全镉和有效态镉含量均以河沙泥田的最高(全镉0.907 mg/kg、有效态镉0.272 mg/kg),紫沙泥田和黄泥田的其次(平均为全镉0.219 mg/kg、有效态镉0.084 mg/kg),以红黄泥田和麻沙泥田的最小(平均为全镉0.146mg/kg、有效态镉0.049 mg/kg);不同母质水稻土有效态镉占全镉百分比相差不大,在29%~38%之间。5种母质水稻土中仅河沙泥田全镉超标(二级标准,0.3mg/kg)。(2)从镉的剖面分布看,除河沙泥田全镉具有高低互层变化特征外,其它水稻土全镉和有效态镉均随剖面加深递减。耕层及多数犁底层全镉含量超标;耕层和犁底层中,全镉和有效态镉含量均以紫沙泥田、河沙泥田和黄泥田较高,平均含量耕层和犁底层分别为0.539 mg/kg和0.326 mg/kg、0.409 mg/kg和0.264 mg/kg,红黄泥田和麻沙泥田较低,耕层为0.329 mg/kg和0.183 mg/kg,犁底层为0.205 mg/kg和0.087 mg/kg;母质层全镉和有效态镉除河沙泥田较高外(全镉0.911 mg/kg,有效态镉0.254 mg/kg),其它4种水稻土全镉均低于自然背景值(0.2 mg/kg),平均0.145 mg/kg,有效态镉均低于0.06 mg/kg,平均0.039 mg/kg。土壤有效态镉与全镉之间呈极显著正相关(r=0.8562**,n=199)。(3)母质镉占耕层土壤镉百分比全镉均高于有效态镉,不同母质中均以河沙泥田的最大(全镉171.5%,有效态镉92.7%),黄泥田的最小(全镉28.9%,有效态镉10.7%),其它母质百分比全镉32%~38%、有效态镉14%~22%。剖面母质全镉(X表示)与耕层土壤全镉(Y表示)之间呈极显著正相关,建立的回归方程为:Y_(Cd)=0.6844X+0.2926(r=0.7134*,n=28)。(4)相关分析表明,土壤有机质和2-0.002mm颗粒含量是决定土壤镉含量高低的主要土壤因子。土壤有效态镉均与土壤全镉以及水稻植株镉(精米、稻秆)呈极显著正相关;不同母质水稻土比较,仅黄泥田和麻沙泥田有效态镉与精米镉呈极显著正相关,其它均无显著相关性,黄泥田一元回归方程可表达为:Y_(精米镉)=2.4389X_(黄泥田有效态镉)-0.1324(r=0.0.9817**,n=5),麻沙泥田Y_(精米镉)=3.5239X_(麻沙泥田有效态镉)-0.3302(r=0.9554**,n=6)。(5)不同母质水稻土剖面全铅含量不高,为17.25 mg/kg~54.89 mg/kg,有效态铅2.25 mg/kg~15.76 mg/kg。整体上土壤铅含量随剖面加深呈递减规律。全铅均未超标(二级标准,250 mg/kg),麻沙泥田、河沙泥田和黄泥田均大于自然背景值(35 mg/kg),平均含量是背景值的1.27倍。不同母质水稻土有效态铅占全铅百分比相差不大(15.6%~20.8%),土壤有效态铅与全铅含量呈极显著正相关(r=0.4306**,n=67)。母质铅占耕层土壤铅的百分比全铅大于58%,而有效态铅低于58%;整体上以河流沉积物和花岗岩风化物母质贡献率较大,全铅和有效铅均大于46%。相关分析表明,剖面母质全铅(X表示)均与耕层土壤全铅(Y表示)之间呈极显著正相关,回归方程表达为:Y=1.1058X+7.4376(r=0.6092**,n=24)。土壤有机质、pH值、游离氧化铁等是决定土壤铅含量高低的主要土壤因子。
【图文】：

以及室内分析测定等相结合的研究方法进含长沙、株洲、湘潭、岳阳 4 个地级市于中亚热带季风区，夏季高温多雨，冬季量为 1300-1500mm，日照均值为 1623.1样，包括了山地、丘陵和平原；同时境内湖南省的主要岩石和母质类型，包括有板第四纪红土、紫红色砂（页）岩及其风化和岩石矿物以及气候条件形成了复杂多样水稻土面积最大，双季稻品种多，产量高和湘潭两地机械、化工和矿产等工业较为重金属污染问题也较为严重，曾有过相关

表 3-1 剖面全层镉的含量范围及镉超标率Table3-1 The range of Cd contents and the percentageof over standard value in the all profil水稻土类型（n=样本数）加权平均值含量范围（mg/kg）镉超标率（%）河沙泥田(n=3) 0.332~1.680 100黄泥田(n=5) 0.165~0.383 20紫沙泥田(n=6) 0.131~0.440 17红黄泥田(n=7) 0.095~0.284 0麻沙泥田(n=7) 0.105~0.208 0表 3-2 剖面全层土壤有效态镉占全镉的百分比Table3-2 The percentage of the availble contents occupy the total contents in the all profile so水稻土类型（n=样本数） 平均值± 标准差（%） 变异系数（%）红黄泥田（n=7） 29.5 ± 11.0 37.3紫沙泥田（n=6） 36.7 ± 14.1 38.4黄泥田（n=5） 37.2 ± 16.2 43.5Fig3-1 The contents of Cd in the all profile soil from several typical paddy soil
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S153.6

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本文编号：2658376