土壤镉污染及农艺调控对苹果树体镉积累影响的研究

发布时间：2020-08-28 00:05

【摘要】：以10年生盆栽红富士苹果为试材,通过土施氯化镉溶液研究了土壤镉污染对苹果叶片光合作用、果实品质的影响和土壤不同形态(可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态、残渣态)镉含量的变化,探索了土施3种改良剂(磷酸二氢钾、生物有机肥、氧化钙)对土壤镉污染的调控效果。研究结果表明: 1.苹果发育各时期土壤全镉、可交换态( Ex.)、碳酸盐结合态( B.C.)、铁锰氧化物结合态( B.I.M.)、有机结合态( B.O.M.)、残渣态( Re.)镉含量均为高剂量(40 mg·kg~(-1))中剂量(20 mg·kg~(-1))低剂量(5 mg·kg~(-1)),均与土壤镉含量呈显著或极显著正相关。各形态镉含量为:可交换态铁锰氧化物结合态残渣态碳酸盐结合态有机结合态。土壤全镉、土壤可交换态、土壤碳酸盐结合态、土壤铁锰氧化物结合态、土壤有机结合态镉含量均呈乘幂指数减少的趋势,残渣态镉含量呈指数增加的趋势。 2.苹果发育各时期土壤镉含量为:盛花期(4-23)生理落果期(6-23)果实膨大期(8-23)果实成熟期(10-23)。0～80 cm、0～60 cm和0～40 cm深度镉处理在盛花期(4-23)至生理落果期(6-23)的土壤镉含量减少量最大,占全年总减少量的比例最高,0～20 cm深度土壤镉处理在生理落果期(6-23)至果实膨大期(8-23)土壤镉含量减少量最大。 3.苹果不同发育时期叶片镉含量与土壤镉含量呈显著或极显著正相关(相关系数0.7117)。一年中随发育时期的推移,叶片镉含量逐渐增加,到果实缓慢生长期(9月23日)达到最高,之后下降;苹果果实镉含量随土壤镉含量的增加而增多,两者在果实成熟期呈极显著正相关(相关系数0.9834),其拟合公式为:y=0.0248x~(0.2001)。按无公害苹果果实镉的最大允许量为0.03 mg·kg~(-1)推算,在试验所用的壤质褐土(pH 7.133)进行的无公害苹果生产的土壤镉含量阈值为2.59 mg·kg~(-1)。 4.苹果发育各时期叶片总叶绿素含量、叶片叶绿素a、b含量、叶片净光合速率、叶片蒸腾速率、叶片气孔导度均为:零剂量(0 mg·kg~(-1))低剂量(5 mg·kg~(-1))中剂量(20 mg·kg~(-1))高剂量(40 mg·kg~(-1))。叶片总叶绿素含量、叶绿素a、b含量、叶片净光合速率、叶片蒸腾速率、叶片气孔导度与土壤镉含量均呈极显著负相关。苹果果实单果重、果实硬度、果实横纵径、果型指数、果实总糖、果实葡萄糖、果实果糖、果实还原糖、果实可溶性固形物含量均为:零剂量(0 mg·kg~(-1))低剂量(5 mg·kg~(-1))中剂量(20 mg·kg~(-1))高剂量(40 mg·kg~(-1)),均与土壤镉含量呈显著或极显著负相关;苹果果实可滴定酸含量与土壤镉含量无显著相关性。 5.苹果园土施3种改良剂处理可交换态镉含量、苹果叶片、果实镉含量分别低于未施改良剂处理9.9%～36.6 %、3.1%～41.6 %、0.5 %～53.9 %;土壤碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态、残渣态镉含量分别高于未施改良剂处理6.2 %～61.2 %、0 %～91.7 %、0 %～314.7 %、0 %～57.9 %。方差分析结果表明,在本试验所设的农艺调控措施中以土施1 g·kg~(-1)磷酸二氢钾+200 g·kg~(-1)生物有机肥+20 g·kg~(-1)氧化钙的土壤镉污染调控效果最好。根据此处理的土壤全镉含量与苹果果实镉含量拟合公式得出,土壤镉农艺调控极限值为11.59 mg·kg~(-1)。3种土壤改良剂中,以氧化钙对土壤可交换态镉含量、残渣态镉含量、苹果叶片镉含量、果实镉含量的调控效果最好,直接通径系数分别为-0.4494～-0.7924、0.8581～0.9445、-0.6671～-0.7652、-0.7832～-0.9027;磷酸二氢钾对土壤碳酸盐结合态镉含量、铁锰氧化物结合态镉含量的的调控效果最好,直接通径系数分别为0.8097～0.9079、0.8527～0.9327;有机肥对有机结合态镉含量的调控效果最好,直接通径系数为0.7663～0.8903。 6.土壤可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态镉含量与苹果叶片、果实镉含量的多元线性回归拟合方程达到显著或极显著水平。土壤碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态镉含量与苹果叶片、果实镉含量呈负相关。土壤碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态镉含量越高,土壤镉的生物有效性越低。
【学位授予单位】：河北农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X53

【引证文献】