改性生物炭对汞污染紫色土水稻生理的影响
发布时间：2021-01-10 00:44
重金属污染不仅造成作物减产并且威胁生态环境安全和人体健康,具有隐蔽性、持久性和不可逆性等特点。由于工业的迅速发展,亚洲成为汞排放最多的地区,我国的汞存储量世界第三,当植物受到汞污染时,将引起氧化损伤甚至死亡。水稻在生长期内,大部分时间都生长在水淹环境中,形成特殊的湿地生态系统,成为甲基汞向食物链迁移的潜在途径。我国作为农业大国,进行农田污染物处理尤其是难以降解的重金属污染修复,对于实现我国可持续发展有重要意义。紫色土是西南地区分布特别宽广、土壤肥力较高的一种适合农业耕作的土壤,而如若被汞污染损失重大。生物炭是由生物质原料在部分或完全缺氧的条件下,通过高温热解制得的多孔、疏松,吸附性能优良的含碳固形物。研究发现,生物炭对重金属有吸附作用,将原始生物炭负载特殊的官能基团进行改性,能够优化吸附性能,修复重金属污染土壤,实现农业废弃物资源再利用,对土壤改良有广阔的研究前景。本文针对西南地区紫色土汞污染问题,通过设计盆栽实验,探索施加不同种类改性生物炭对汞污染条件下紫色土水稻生理特性变化及土壤和作物养分含量变化,选择效果相对较好的改性材料,并分析其机理。同时通过设置不同质量比改性生物炭,探讨最佳...
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
巯基改性生物炭处理（SH）、硒负载改性生物炭处理（Se）、壳聚糖改性生物炭处理（CTS）在光合指标的响应。（1）净光合速率 A净光合速率 A 是叶片光合功能的直接指标，不同水稻品种间存在显著差异（Janardhan et al.,1983）。由图 4.1 可知，在测量的水稻的整个生育时期，净光合速率A 呈现先升高后降低的趋势，即扬花期＞拔节期＞灌浆期。同一汞浓度条件下，施加生物炭之后，拔节期除了 Se 处理，其余改性生物炭相对 CK 和 BC 均有不同程度的增加，在 NH，YYJ 和 SH 处理增幅较大，相对 BC 分别增加 25.0%，24.9%，17.7%；扬花期和灌浆期均在 NH，YYJ 增幅较大，相对 BC 分别增加 11.3%-18.8%，11.7%-12.6%。
西南大学农业硕士学位论文17（2）蒸腾速率E蒸腾速率E是反映叶片蒸腾作用的重要指标，蒸腾作用是发生在叶片表面的水汽蒸发过程，与光合作用是两个同时进行的气孔交换过程（孔令娜等，2010）。由图4.2可知，在水稻的整个生育时期，蒸腾速率E呈现逐渐降低的趋势，即拔节期＞扬花期＞灌浆期。同一汞浓度条件下，施加生物炭之后，不同生育时期均有不同程度的增加。拔节期在NH，YYJ和SH处理显著增加，相对BC分别增加12.9%，12.9%，9.7%；扬花期在NH，HYJ，YYJ和SH处理显著增加，相对BC增加2.56%-4.62%；灌浆期在NH，YYJ和SH处理显著增加，NH增幅最大，相对BC增加2.50%。图4.2不同改性生物炭对汞污染紫色土水稻蒸腾速率的影响Fig.4.2Effectsofdifferentmodifiedbiocharontranspirationrateofriceinmercury-contaminatedpurplesoil（3）气孔导度gs气孔导度gs是影响植物二氧化碳同化的重要指标。气孔是植物与外界环境进行水分和气体交换的主要通道。气孔的保卫细胞对环境条件非常敏感，可以通过水分出入调节气孔孔径大小，进而调控植物的光合呼吸等生理过程。与其他作物相比，水稻的气孔数目较多（陈温福等，1990）。由图4.3可知，在水稻的整个生育时期，气孔导度gs呈现逐渐降低的趋势，即拔节期＞扬花期＞灌浆期。同一汞浓度条件下，施加生物炭之后，拔节期除了HYJ处理，其余处理均有不同程度的增加，其中，NH和SH处理显著增加，与BC相比，增幅分别为10.6和12.9%；扬花期和灌浆期NH处理最显著，增幅分别为28.9%、42.2%。
【参考文献】：
期刊论文
[1]负压灌溉下施钾促进紫叶生菜生长和根际微生物多样性的研究[J]. 高翔,张淑香,龙怀玉. 中国土壤与肥料. 2019(06)
[2]不同生物质炭对土壤中有效态汞的影响及其吸附特征分析[J]. 徐振涛,梁鹏,吴胜春,单胜道. 环境化学. 2019(04)
[3]乙氧基改性聚三硅氧烷在“两减一增”工作中的重要作用[J]. 李刚,何道琼. 农村经济与科技. 2018(15)
[4]多功能环氧基填料固定蛋白A[J]. 段亚,张旭锋. 应用化工. 2018(04)
[5]不同茶树品种硒、汞、砷富集特性研究[J]. 秦玉燕,时鹏涛,王运儒,蓝唯,罗清,杜国冬,陆仲烟,温立香. 西南农业学报. 2017(06)
[6]不同生物炭用量对湘西植烟土壤养分的影响[J]. 宋亮,任天宝,李敏,周亚军,杨永锋,云菲,刘国顺. 河南农业科学. 2017(02)
[7]纳米零价铁改性氨基生物炭的制备及对Cd（Ⅱ）的吸附和解吸特性[J]. 马天行,杨琛,江鲜英,党志,李筱琴. 环境工程学报. 2016(10)
[8]硒对汞毒性的拮抗作用及机理[J]. 王祖光,崔丽巍,赵甲亭,李云云,徐小晗,高愈希,李柏,李玉锋,柴之芳. 中国科学:化学. 2016(07)
[9]生物炭对镉胁迫下水稻生长及光合产量的影响[J]. 张学艳,曹莹,孟军,周国驰,张贺楠,贾甜华. 江苏农业科学. 2016(05)
[10]明胶-环氧聚醚胺交联膜的合成及其对重金属离子的吸附性能[J]. 张赛,史子兴,印杰. 功能高分子学报. 2016(01)
博士论文
[1]稻田土壤碳氮转化与微生物群落结构及活性之间的联系机制[D]. 王娟.浙江大学 2015
[2]生物炭对不同类型土壤理化性质和微生物多样性的影响[D]. 韩光明.沈阳农业大学 2013
[3]生物炭对中国北方酸化土壤的改性研究[D]. 徐振华.中国海洋大学 2012
硕士论文
[1]巯基改性生物炭的制备及其修复重金属污染土壤的研究[D]. 范家俊.华侨大学 2019
[2]微地形主导下紫色泥岩发育土壤的发生特征[D]. 唐嘉鸿.西南大学 2019
[3]设施菜地中镉的钝化修复效果研究[D]. 于志祥.河北大学 2018
[4]改性生物炭对草甘膦和磺胺二甲基嘧啶的去除[D]. 江鲜英.华南理工大学 2018
[5]农林废弃物生物炭的制备、改性及在Cd污染治理中的应用[D]. 李飞.东南大学 2018
[6]生物炭及其改性材料对铅的吸附研究[D]. 高超群.长安大学 2018
[7]不同类型水稻土甲基汞变化特征及其在水稻中的富集[D]. 李雨芩.西南大学 2018
[8]改性生物炭对水稻土壤中镉和砷生物有效性以及根际微生态的影响[D]. 刘书四.华南理工大学 2017
[9]吡咯亚胺钒络合物催化制备含功能性乙氧基硅烷的乙烯共聚物[D]. 刘智颖.浙江大学 2017
[10]玉米秸秆生物炭对氮磷的吸附特性及其对土壤氮磷吸附特性的影响[D]. 张璐.吉林大学 2016
本文编号：2967726
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
巯基改性生物炭处理（SH）、硒负载改性生物炭处理（Se）、壳聚糖改性生物炭处理（CTS）在光合指标的响应。（1）净光合速率 A净光合速率 A 是叶片光合功能的直接指标，不同水稻品种间存在显著差异（Janardhan et al.,1983）。由图 4.1 可知，在测量的水稻的整个生育时期，净光合速率A 呈现先升高后降低的趋势，即扬花期＞拔节期＞灌浆期。同一汞浓度条件下，施加生物炭之后，拔节期除了 Se 处理，其余改性生物炭相对 CK 和 BC 均有不同程度的增加，在 NH，YYJ 和 SH 处理增幅较大，相对 BC 分别增加 25.0%，24.9%，17.7%；扬花期和灌浆期均在 NH，YYJ 增幅较大，相对 BC 分别增加 11.3%-18.8%，11.7%-12.6%。
西南大学农业硕士学位论文17（2）蒸腾速率E蒸腾速率E是反映叶片蒸腾作用的重要指标，蒸腾作用是发生在叶片表面的水汽蒸发过程，与光合作用是两个同时进行的气孔交换过程（孔令娜等，2010）。由图4.2可知，在水稻的整个生育时期，蒸腾速率E呈现逐渐降低的趋势，即拔节期＞扬花期＞灌浆期。同一汞浓度条件下，施加生物炭之后，不同生育时期均有不同程度的增加。拔节期在NH，YYJ和SH处理显著增加，相对BC分别增加12.9%，12.9%，9.7%；扬花期在NH，HYJ，YYJ和SH处理显著增加，相对BC增加2.56%-4.62%；灌浆期在NH，YYJ和SH处理显著增加，NH增幅最大，相对BC增加2.50%。图4.2不同改性生物炭对汞污染紫色土水稻蒸腾速率的影响Fig.4.2Effectsofdifferentmodifiedbiocharontranspirationrateofriceinmercury-contaminatedpurplesoil（3）气孔导度gs气孔导度gs是影响植物二氧化碳同化的重要指标。气孔是植物与外界环境进行水分和气体交换的主要通道。气孔的保卫细胞对环境条件非常敏感，可以通过水分出入调节气孔孔径大小，进而调控植物的光合呼吸等生理过程。与其他作物相比，水稻的气孔数目较多（陈温福等，1990）。由图4.3可知，在水稻的整个生育时期，气孔导度gs呈现逐渐降低的趋势，即拔节期＞扬花期＞灌浆期。同一汞浓度条件下，施加生物炭之后，拔节期除了HYJ处理，其余处理均有不同程度的增加，其中，NH和SH处理显著增加，与BC相比，增幅分别为10.6和12.9%；扬花期和灌浆期NH处理最显著，增幅分别为28.9%、42.2%。
【参考文献】：
期刊论文
[1]负压灌溉下施钾促进紫叶生菜生长和根际微生物多样性的研究[J]. 高翔,张淑香,龙怀玉. 中国土壤与肥料. 2019(06)
[2]不同生物质炭对土壤中有效态汞的影响及其吸附特征分析[J]. 徐振涛,梁鹏,吴胜春,单胜道. 环境化学. 2019(04)
[3]乙氧基改性聚三硅氧烷在“两减一增”工作中的重要作用[J]. 李刚,何道琼. 农村经济与科技. 2018(15)
[4]多功能环氧基填料固定蛋白A[J]. 段亚,张旭锋. 应用化工. 2018(04)
[5]不同茶树品种硒、汞、砷富集特性研究[J]. 秦玉燕,时鹏涛,王运儒,蓝唯,罗清,杜国冬,陆仲烟,温立香. 西南农业学报. 2017(06)
[6]不同生物炭用量对湘西植烟土壤养分的影响[J]. 宋亮,任天宝,李敏,周亚军,杨永锋,云菲,刘国顺. 河南农业科学. 2017(02)
[7]纳米零价铁改性氨基生物炭的制备及对Cd（Ⅱ）的吸附和解吸特性[J]. 马天行,杨琛,江鲜英,党志,李筱琴. 环境工程学报. 2016(10)
[8]硒对汞毒性的拮抗作用及机理[J]. 王祖光,崔丽巍,赵甲亭,李云云,徐小晗,高愈希,李柏,李玉锋,柴之芳. 中国科学:化学. 2016(07)
[9]生物炭对镉胁迫下水稻生长及光合产量的影响[J]. 张学艳,曹莹,孟军,周国驰,张贺楠,贾甜华. 江苏农业科学. 2016(05)
[10]明胶-环氧聚醚胺交联膜的合成及其对重金属离子的吸附性能[J]. 张赛,史子兴,印杰. 功能高分子学报. 2016(01)
博士论文
[1]稻田土壤碳氮转化与微生物群落结构及活性之间的联系机制[D]. 王娟.浙江大学 2015
[2]生物炭对不同类型土壤理化性质和微生物多样性的影响[D]. 韩光明.沈阳农业大学 2013
[3]生物炭对中国北方酸化土壤的改性研究[D]. 徐振华.中国海洋大学 2012
硕士论文
[1]巯基改性生物炭的制备及其修复重金属污染土壤的研究[D]. 范家俊.华侨大学 2019
[2]微地形主导下紫色泥岩发育土壤的发生特征[D]. 唐嘉鸿.西南大学 2019
[3]设施菜地中镉的钝化修复效果研究[D]. 于志祥.河北大学 2018
[4]改性生物炭对草甘膦和磺胺二甲基嘧啶的去除[D]. 江鲜英.华南理工大学 2018
[5]农林废弃物生物炭的制备、改性及在Cd污染治理中的应用[D]. 李飞.东南大学 2018
[6]生物炭及其改性材料对铅的吸附研究[D]. 高超群.长安大学 2018
[7]不同类型水稻土甲基汞变化特征及其在水稻中的富集[D]. 李雨芩.西南大学 2018
[8]改性生物炭对水稻土壤中镉和砷生物有效性以及根际微生态的影响[D]. 刘书四.华南理工大学 2017
[9]吡咯亚胺钒络合物催化制备含功能性乙氧基硅烷的乙烯共聚物[D]. 刘智颖.浙江大学 2017
[10]玉米秸秆生物炭对氮磷的吸附特性及其对土壤氮磷吸附特性的影响[D]. 张璐.吉林大学 2016
本文编号：2967726
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