水肥耦合对海泡石钝化修复镉污染土壤的影响行为与机制
发布时间：2020-09-24 07:30
我国土壤污染形势日趋严峻,尤其是农业土壤镉污染问题已引起人们的广泛关注。原位钝化修复技术具有修复速率快、操作简单、价格较低等优点,尤其适用于修复大面积轻中度农田土壤镉污染。海泡石是一种环境友好型的天然粘土矿物,团队前期大量研究表明其对土壤重金属镉污染具有较好的钝化修复性能。但是,在实际大田修复应用中,其修复效果会受到施肥、灌溉等农艺措施的不同影响。本论文通过研究不同水肥耦合模式对海泡石钝化效应的影响和机制,为农田镉污染海泡石钝化修复下建立良好的水肥管理措施提高科学依据。取得的主要结果如下:1.试验表明,施用有机肥和提高土壤持水量均促进油菜生长,海泡石钝化土壤中施用鸡粪,增大油菜可食部镉含量,原因是鸡粪降低pH,增大土壤DOM含量;土壤保持100%田间持水量,钝化土壤中施用鸡粪,油菜可食部镉含量变化不显著,原因是土壤pH降幅更小,土壤DOM增幅更小。土壤保持60-65%田间持水量,钝化土壤中施用羊粪、蚯蚓粪对油菜可食部镉含量影响较小,原因是羊粪、蚯蚓粪增大土壤pH;土壤保持100%田间持水量,钝化土壤中施用羊粪、蚯蚓粪降低可食部镉含量。原因是土壤DOM增幅更小。2.研究表明,湿润和间歇淹水的管理模式下,单一海泡石处理根部Cd含量最低,钝化修复下施用鸡粪,增大土壤中可溶性Cd含量,促进根部吸收Cd,原因是水稻生殖生长阶段土壤pH低于单一海泡石处理。长期淹水的管理模式下,对照组根部Cd含量最低,单一海泡石处理增大根部Cd含量,原因是水稻生殖生长阶段土壤Eh高于对照;钝化修复下施用鸡粪,增大土壤中可溶性Cd含量,进一步促进根部吸收Cd,原因是水稻生殖生长阶段土壤pH低于单一海泡石处理。3.海泡石钝化修复下,淹水处理使水稻糙米中镉含量低于食品安全国家标准0.2 mg/kg,淹水处理中,钝化土壤中施用鸡粪,糙米Cd含量增大,一方面是因为施用鸡粪增大土壤有效态Cd的含量,另一方面是因为鸡粪降低根表铁膜含量;但是,湿润以及间歇淹水灌溉模式下,进一步施用鸡粪对糙米Cd含量的影响较小。淹水处理中,钝化土壤中施用羊粪增大糙米Cd含量,随着羊粪浓度增大,增幅降低,原因是羊粪增大土壤有效态Cd的含量,促进Cd向较高活性组分的转化;但是湿润以及间歇淹水灌溉模式下,进一步施用羊粪降低糙米Cd含量,原因是羊粪促进Cd向较低活性组分的转化。4.两年连续定位试验研究表明,与单一海泡石钝化处理相比,土壤长期淹水模式与施用鸡粪、羊粪耦合,在保证水稻稳产的同时,可以进一步降低糙米镉含量,起到强化海泡石钝化修复稳定性的效果。综上所述,无论旱作还是水作,不同水肥耦合措施对海泡石钝化效应的影响存在显著差异,选择科学的水肥管理模式可以对土壤镉污染海泡石钝化修复起到良好的效果。
【学位单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X53
【部分图文】：
实验技术路线
农业科学院博士学位论文 第三章 水肥耦合对海泡石钝化修复下油菜镉吸收的影响和图 3.2 水分调控和鸡粪耦合对钝化土壤中油菜生物量的影响。整个生长期油菜长势良好明显的中毒症状。这说明油菜对镉具有较强的耐受能力，因此对人类的潜在风险是相当 3.2 可见，无论钝化组还是未钝化组，提高土壤持水量显著增加油菜生物量（P<0.05）保持 60-65%田间持水量时，与对照比，单一鸡粪和单一海泡石处理对油菜生物量无显与单一海泡石处理比，钝化修复下施用 1.0%鸡粪时，油菜生物量增大 68.5%；当土壤田间持水量时，与对照比，单一鸡粪处理使油菜生物量显著增加（P<0.05），与单一理比，施用 1.0%鸡粪使油菜生物量增大 45.2%，其他浓度无显著影响。
和鸡粪耦合对钝化土壤中油菜植株体内镉含量的影响，图的上半部分表示油菜可菜根部镉含量；图中虚线代表蔬菜 Cd 含量的安全限值(0.2 mg·kg-1)(GB 2762 201母表示处理间差异显著(P＜0.05)f water management and chicken manure on Cd contents in root and shoot of rape in SP-f the figure shows the Cd contents in edible parts, and the lower part shows the Cd conten in the figure represents the maximum Cd level permitted in foods (0.2 mg·kg-1), accordi2762 2017) ; The different lowercase letters indicate significant differences among treat 又可知，当土壤保持 60-65%田间持水量时，与对照比，单一鸡粪处理 25.1%-38.4%；而与单一海泡石处理比，施用 0.5%和 1.0%鸡粪显著P<0.05）。当土壤保持 100%田间持水量时，与对照比，单一鸡粪处有显著影响；而与单一海泡石处理比，在海泡石钝化处理下施用鸡粪镉含量，当浓度为 0.5%、1.0%和 2.0%时，油菜可食部分镉含量分别降低。提高土壤持水量可以显著降低油菜可食部为镉含量（P<0.05）。根系对镉的特异性吸收系数和转移系数油菜根系对重金属的特异性吸收系数和转移系数。由图 3.4 可见，当土壤，与对照比，单一海泡石处理使镉特异性吸收系数降低 68.8%，单一Cd 特异性吸收系数降低 34.9%-37.5%；与单一海泡石处理比，钝化修复
本文编号：2825499
【学位单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X53
【部分图文】：
实验技术路线
农业科学院博士学位论文 第三章 水肥耦合对海泡石钝化修复下油菜镉吸收的影响和图 3.2 水分调控和鸡粪耦合对钝化土壤中油菜生物量的影响。整个生长期油菜长势良好明显的中毒症状。这说明油菜对镉具有较强的耐受能力，因此对人类的潜在风险是相当 3.2 可见，无论钝化组还是未钝化组，提高土壤持水量显著增加油菜生物量（P<0.05）保持 60-65%田间持水量时，与对照比，单一鸡粪和单一海泡石处理对油菜生物量无显与单一海泡石处理比，钝化修复下施用 1.0%鸡粪时，油菜生物量增大 68.5%；当土壤田间持水量时，与对照比，单一鸡粪处理使油菜生物量显著增加（P<0.05），与单一理比，施用 1.0%鸡粪使油菜生物量增大 45.2%，其他浓度无显著影响。
和鸡粪耦合对钝化土壤中油菜植株体内镉含量的影响，图的上半部分表示油菜可菜根部镉含量；图中虚线代表蔬菜 Cd 含量的安全限值(0.2 mg·kg-1)(GB 2762 201母表示处理间差异显著(P＜0.05)f water management and chicken manure on Cd contents in root and shoot of rape in SP-f the figure shows the Cd contents in edible parts, and the lower part shows the Cd conten in the figure represents the maximum Cd level permitted in foods (0.2 mg·kg-1), accordi2762 2017) ; The different lowercase letters indicate significant differences among treat 又可知，当土壤保持 60-65%田间持水量时，与对照比，单一鸡粪处理 25.1%-38.4%；而与单一海泡石处理比，施用 0.5%和 1.0%鸡粪显著P<0.05）。当土壤保持 100%田间持水量时，与对照比，单一鸡粪处有显著影响；而与单一海泡石处理比，在海泡石钝化处理下施用鸡粪镉含量，当浓度为 0.5%、1.0%和 2.0%时，油菜可食部分镉含量分别降低。提高土壤持水量可以显著降低油菜可食部为镉含量（P<0.05）。根系对镉的特异性吸收系数和转移系数油菜根系对重金属的特异性吸收系数和转移系数。由图 3.4 可见，当土壤，与对照比，单一海泡石处理使镉特异性吸收系数降低 68.8%，单一Cd 特异性吸收系数降低 34.9%-37.5%；与单一海泡石处理比，钝化修复
【参考文献】
相关期刊论文 前1条
1 ;The Effect of Planting Oilseed Rape and Compost Application on Heavy Metal Forms in Soil and Cd and Pb Uptake in Rice[J];Agricultural Sciences in China;2011年02期
本文编号：2825499
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