外源重金属对不同类型土壤养分及微生物活性的影响

发布时间：2017-03-23 17:04

  本文关键词：外源重金属对不同类型土壤养分及微生物活性的影响，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,由于人为活动带来的土壤重金属污染问题越来越突出,对我国农田土壤环境及农产品安全造成了严重影响。本研究选取我国南北地区两种典型土壤,杨凌X土(石灰性土壤)和江西红壤(酸性土壤),以土壤重金属污染较为突出的5种重金属(Pb、Cd、Hg、Cr和As)为研究对象,采用大田试验和化学分析方法分析了不同浓度外源重金属在农田土壤中的年际变化情况,以及重金属污染对土壤速效养分、有机碳稳定性和微生物活性的影响,旨在进一步弄清楚重金属在不同类型土壤中的环境化学行为,为污染土壤的质量评价及建立有效的土壤重金属污染预警和治理提供一定的理论依据,对评价重金属在农田环境中的影响和预测农田土壤重金属污染趋势具有重要的意义。获得的主要结论如下:1)外源重金属的固定反映主要发生于进入土壤初期,该时期重金属迁移转化明显,流动性较强,在土壤之中有明显的动态变化。土壤中有效态重金属的比例随试验周期的延长不断下降,在有机质、CaCO3和pH较高的X土中,有效态Pb、Cd含量较低,重金属易于被固定;红壤中有效态Pb、Cd含量较高,重金属达到稳定的时间也更久。2)外源重金属污染对土壤养分循环产生了一定程度的影响,但影响程度因重金属种类及浓度的不同而不同。低浓度Pb处理下土壤中碱解氮含量下降明显;可溶态Pb、Cd能够与土壤溶液中的磷酸根生成难溶性盐,降低土壤速效磷含量,不利于植物的利用;Pb离子与土壤胶体或土壤矿物晶格中的K+发生置换,使土壤中速效钾含量升高,加大了其流失的倾向性;Cd污染则能够显著降低土壤速效钾含量。3)外源铅、镉污染导致了土壤有机碳和溶解性有机碳含量的显著下降,表明重金属污染加速了土壤有机碳的分解,从而对土壤长期的固碳潜力产生重要影响,导致土壤供给作物养分的能力下降,威胁农业生态系统的生产力。4)低浓度Pb和Cd的污染刺激了微生物的生长,提高了土壤微生物量碳水平,随着重金属浓度的升高这种刺激作用逐渐消失,并转向抑制的效果。这表明低浓度重金属的加入促进了土壤有机碳的分解,减弱了土壤有机碳的稳定性,不利于土壤碳的固持。由此看来,长期重金属污染对土壤有机碳稳定性的影响存在对碳的有效性和微生物活性的综合影响机制。5)X土中微生物总量大于红壤,红壤中真菌的比例较高,土壤中种群数量大小为:细菌放线菌真菌,细菌的数量为主控因子。外源重金属添加到土壤中后,土壤三大类微生物数量均呈现下降趋势,说明高浓度重金属污染能够抑制土壤微生物的生长,其敏感性大小表现为细菌放线菌真菌。6)重金属污染下真菌数量变化最小,表明真菌能忍耐较高浓度的重金属而生长。同时,真菌在土壤中所占三类菌的比例有所上升,可能表明重金属污染导致土壤质量出现退化。7)不同季节中,铅污染对土壤脲酶活性和过氧化氢酶活性的影响差异较大。夏季,Pb在一定程度上激活土壤脲酶和过氧化氢酶的活性;冬季主要表现出抑制作用。夏季过氧化氢酶对铅污染更为敏感,而冬季脲酶较过氧化氢酶对铅的污染更为敏感。8)不同类型土壤铅污染下,土壤脲酶和过氧化氢酶活性变化不一致,且碱性X土中酶活性显著高于酸性红壤中酶活性。土壤脲酶和过氧化氢酶可以作为表征土壤重金属铅污染程度的指标。
【关键词】：X土 红壤 外源重金属 速效养分 微生物活性
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X53;S151.9
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 文献综述12-20
• 1.1 土壤重金属污染概述12-13
• 1.1.1 土壤常见重金属来源12
• 1.1.2 土壤的重金属污染现状12-13
• 1.1.3 土壤常见重金属危害13
• 1.2 影响重金属在土壤中形态分布的因素13-14
• 1.2.1 酸碱性（pH）13
• 1.2.2 有机质13-14
• 1.2.3 阳离子交换量（CEC）14
• 1.3 重金属污染对土壤养分循环的影响14-15
• 1.3.1 土壤有机质的稳定性14
• 1.3.2 N循环14-15
• 1.3.3 土壤磷、钾与重金属间的相互作用15
• 1.4 重金属污染对土壤微生物活性的研究15-16
• 1.4.1 土壤微生物生物量15-16
• 1.4.2 土壤微生物商16
• 1.4.3 微生物群落结构16
• 1.5 重金属污染对土壤酶活性的影响16-17
• 1.6 课题研究的目的和意义17-20
• 1.6.1 研究目的及意义17-18
• 1.6.2 研究内容18
• 1.6.3 研究技术路线18-20
• 第二章 材料与方法20-23
• 2.1 研究区域概况20
• 2.2 研究方案设置20-21
• 2.2.1 重金属添加方式20
• 2.2.2 重金属添加量20
• 2.2.3 试验小区布置20-21
• 2.3 样品采集与处理21
• 2.4 试验方法21-22
• 2.4.1 土壤基本理化性质测定21
• 2.4.2 土壤重金属全量和有效态含量的测定21
• 2.4.3 土壤微生物量碳的测定21
• 2.4.4 土壤微生物数量测定21-22
• 2.4.5 土壤酶活性测定22
• 2.5 数据处理与统计22-23
• 第三章 外源重金属在不同类型土壤中的年际变化及对土壤养分的影响23-30
• 3.1 结果与分析23-27
• 3.1.1 供试土壤基本情况23
• 3.1.2 外源铅、镉在不同类型土壤中的年际变化情况23-25
• 3.1.3 外源铅、镉对土壤速效养分的影响25-27
• 3.1.4 外源铅、镉污染与土壤相关因子间的相关性27
• 3.2 讨论27-29
• 3.3 小结29-30
• 第四章 外源重金属对土壤有机碳稳定性的影响30-33
• 4.1 结果与分析30-32
• 4.1.1 外源铅、镉对土壤有机碳的影响30
• 4.1.2 外源铅、镉对土壤溶解性有机碳的影响30
• 4.1.3 外源铅、镉对微生物量碳的影响30-31
• 4.1.4 外源铅、镉对微生物商的影响31-32
• 4.2 讨论32
• 4.3 结论32-33
• 第五章 重金属污染对土壤微生物数量的影响33-36
• 5.1 结果与讨论33-35
• 5.1.1 重金属污染下土壤微生物数量的变化33-34
• 5.1.2 重金属污染下微生物组成比例的变化34-35
• 5.1.3 土壤有效重金属与土壤微生物数量相关性分析35
• 5.2 小结35-36
• 第六章 重金属污染对土壤酶活性的影响36-40
• 6.1 结果与讨论36-39
• 6.1.1 外源铅对不同季节不同类型土壤脲酶活性的影响36-37
• 6.1.2 外源铅对不同季节不同类型土壤过氧化氢酶活性的影响37-38
• 6.1.3 两种类型土壤酶活性比较38-39
• 6.2 结论39-40
• 第七章 主要结论40-41
• 参考文献41-46
• 致谢46-47
• 作者简介47

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