添加生物炭对土壤镉形态和小白菜镉吸收的影响

为了深入研究生物炭对土壤镉(Cd)形态及对小白菜吸收镉的影响,研究采取盆栽试验,将小白菜种植于镉污染土壤中,通过添加不同质量分数的生物炭进行培养试验。试验共设CK(不添加生物炭)、T1(添加2%的生物炭)及T3(添加4%的生物炭)三个处理,每个处理进行三次重复。试验结果表明：添加生物炭可以显著提高供试土壤的pH,T1、T2处理可分别将土壤pH提高0.58、0.80个单位;随着生物炭添加量的增加,土壤中弱酸提取态镉与可还原态镉的含量降低,而可氧化态镉与残渣态镉的含量增加,且T2处理与T1处理相比效果更显著;添加生物炭可以显著减少小白菜吸收镉的量,T1和T2处理可以分别使小白菜对镉的吸收降低41.67%和75.00%。总的来说,添加生物炭可以降低土壤中有效态镉的含量并显著降低小白菜对镉的吸收量,是一种降低土壤镉危害、提高小白菜的食品安全性的有效方法。     

生物炭-超富集植物联合修复镉污染土壤的研究

[目的]探究生物炭与超富集植物联合修复镉污染土壤的效果.[方法]采用盆栽试验模拟镉污染土壤,构建生物炭-超富集植物联合修复试验系统,考察不同生物炭添加量和植物种类对植物重金属吸收与土壤中重金属形态的影响,并通过复种农作物评价修复效果.[结果]水稻秸秆生物炭添加比例为1％时,能显著提高超富集植物对镉的富集作用,且与黑龙葵联合时对镉修复效果最好,对镉的富集量比黑龙葵单独修复提高了26.74％,且修复后复种作物镉含量也有显著降低.[结论]生物炭和超富集植物联合可以用于镉污染土壤的修复,为该技术的工程应用提供了科学依据和理论支持.     

水稻秸秆和蚕沙生物炭对玉米植株镉累积的影响

【目的】研究生物炭对土壤镉生物有效性和玉米植株镉累积的影响,为生物炭在重金属污染土壤修复及农业废弃物的资源化利用提供参考。【方法】选用水稻秸秆和蚕沙在500℃限氧条件下制备生物炭,通过室内培养实验(45 d)研究添加1%生物炭对镉污染土壤(5 mg/kg)中镉化学形态(BCR法)的影响,并从土壤p H值和阳离子交换量的变换初步探讨生物炭对土壤镉的钝化机理;通过玉米盆栽实验(45 d)研究添加0.5%和1%生物炭对玉米植株镉含量变化的影响。【结果】在培养结束时,添加水稻秸秆生物炭和蚕沙生物炭的土壤镉弱酸可提取态含量分别降低了27.76%和38.40%,残渣态含量分别增加了150.00%和188.10%;添加1%的水稻秸秆生物炭和蚕沙生物炭,玉米植株地下部分镉含量分别下降了33.33%和50.00%,地上部分下降了42.85%和62.86%。【结论】2种生物炭能有效降低土壤镉的弱酸可提取态和可还原态含量,增加可氧化态和残渣态含量,使土壤镉的生物活性显著降低,有效地减少了其向玉米植株的迁移和富集,蚕沙生物炭对土壤镉的钝化效果较好。     

土壤镉污染下生物炭对白菜生长及植株镉浓度的影响

以白菜为试验材料,研究土壤镉污染下分别向土壤中添加0%、0.5%、1.0%、2.0%、5.0%生物炭对白菜植株生长及镉富集情况的影响。结果表明,添加0.5%的生物炭可显著提高白菜的株高和鲜质量(P0.05),但随生物炭添加量的增加,白菜株高并没有继续显著增加,白菜鲜质量却出现下降趋势,添加过量的生物炭对白菜生长产生抑制作用;随生物炭添加量的增加,白菜植株镉含量有显著下降(P0.05),生物炭的添加可有效降低白菜地上部的镉含量;白菜植株中,叶片镉含量显著高于叶柄,在土壤镉污染下白菜叶片可能是镉的主要储存器官。     

水稻秸秆生物炭对土壤理化性质及土壤镉形态的影响

本文以水稻秸秆为原料制备生物炭,通过培养试验利用生物炭对土壤重金属镉进行钝化,设置土壤不添加生物炭处理(CK)和添加5％生物炭处理(BC),研究水稻秸秆生物炭对土壤理化性质及土壤镉形态的影响.结果表明,添加水稻秸秆生物炭后,BC处理的pH显著高于CK处理,土壤阳离子交换量和有机质含量分别提高了34.7％、16.7％;相...     

生物炭对水稻镉吸收的影响

为明确施用生物炭对水稻镉吸收的影响,研究了不同生物炭施用量(1.5%、3.0%、6.0%)对土壤pH、土壤有效态镉含量、水稻产量、水稻籽粒中镉含量的影响。结果表明:施用生物炭能够显著提高土壤pH,比对照组分别增加0.05,0.11,0.16。施用生物炭能够降低土壤中有效态镉的含量,比对照组分别降低2.4%、3.8%、7.1%。施用生物炭能够增加水稻产量,施用生物炭的3个处理水稻产量均高于对照处理,但差异不显著。施用生物炭能够抑制镉向水稻植株中迁移,显著降低水稻籽粒中镉的含量,比对照组分别降低20.2%、21.5%、25.8%。在镉污染土壤中施用生物炭可显著降低镉的有效性,降低了水稻镉污染的风险,对保障粮食安全具有重要意义。     

秸秆炭化后还田对不同镉污染农田土壤中镉生物有效性和赋存形态的影响

通过土壤培养试验和生物盆栽试验,研究不同镉污染土壤上作物秸秆炭化后还田对不同镉污染土壤中镉的赋存形态和生物有效性影响,结果表明:在碱性的镉污染土壤上,秸秆炭化后还田降低了玉米地上部生物量,但对玉米地上部镉含量和镉吸收量无显著影响;在酸性的模拟镉污染土壤上秸秆炭化后还田对玉米生长无影响,但还田含镉的油菜秸秆黑炭显著增加了玉米地上部镉含量和镉吸收量;还田不含镉的玉米秸秆黑炭对镉污染土壤中DTPA提取态镉含量没有明显影响,但还田含镉的油菜秸秆黑炭显著增加了镉污染土壤中DTPA提取态镉含量;施用含镉的油菜秸秆黑炭增加了镉污染土壤中水溶和交换态镉含量;施用玉米和油菜秸秆黑炭均显著降低了模拟镉污染土壤中水溶和交换态镉含量;增加了松有机结合态、碳酸盐结合态和紧有机结合态镉含量;模拟镉污染土壤施用玉米和油菜秸秆黑炭6个月后土壤中水溶和交换态镉仍然是土壤镉的主要赋存形态,水溶和交换态镉占土壤全镉的70％以上.综合以上结果可知,秸秆黑炭不能降低污染土壤中镉的生物有效性和植物对土壤镉的吸收量.     

生物炭基调理剂对土壤镉生物有效性的影响

研究采用木屑和市政污泥混合物制备的生物炭与石灰石、沸石混配成镉污染土壤调理剂,连续两季施用于镉污染稻田。通过对土壤中生物有效态镉及水稻中镉的检测,探讨生物炭基调理剂连续施用的降镉效果及其对水稻吸收镉的影响。结果表明:施用该生物炭使土壤中生物有效性镉降低,与石灰石、沸石混配能进一步降低土壤中有效态镉含量;两季试验有效态镉最大降低幅度分别为27.8%和22.9%;施加沸石、生物炭及两者混配均能提高水稻千粒重,最高达24.2%;混配施用生物炭与石灰石、沸石比单独施用该生物炭能进一步降低水稻根和米中镉含量,与空白对照相比,两季中根镉最大降幅为29.1%,稻米中镉含量降低48.8%。     

2种生物炭对Pb、Cd污染土壤的修复效果

以污泥和发酵床废弃垫料热解制备的生物炭为钝化剂,采用土壤培养试验的BCR分级提取方法研究生物炭对铅(Pb)、镉(Cd)单一和复合污染土壤中重金属形态变化的影响。采用小白菜盆栽试验,研究添加2种生物炭对植株生物量和地上部重金属含量的影响。结果表明:添加生物炭可以促进重金属从弱酸提取态向可氧化态和残渣态转化并降低其生态风险;可以提高小白菜的生物量,其中垫料生物炭处理达到了显著性效果;能降低小白菜地上部Pb、Cd的含量,且在单一重金属污染土壤处理中达到显著性效果;与污泥生物炭相比,垫料生物炭钝化修复Pb、Cd污染土壤的效果更佳。     

秸秆还田对镉污染农田土壤中镉生物有效性的影响

通过温室盆栽试验和土壤培养试验,研究了重金属镉污染水稻土和人为模拟镉污染土壤上不同种类和不同量的作物秸秆还田后,土壤中可提取态镉的动态变化规律以及对白菜生长和吸收重金属镉的影响.结果表明,秸秆还田显著提高了2 种镉污染土壤的pH值.镉污染水稻土上还田玉米和菜豆秸秆显著提高了土壤中醋酸铵提取态镉和DTPA 提取态镉含量,秸秆还田后2 周时醋酸铵提取态镉含量增加了17%～33%,随时间延长,土壤中可提取态镉增加变的不明显.模拟镉污染土壤上还田玉米和菜豆秸秆对土壤中醋酸铵提取态镉和DTPA 提取态镉含量影响不明显.镉污染水稻土上秸秆还田量2%时显著降低了白菜体内镉含量,还田菜豆秸秆和玉米秸秆白菜体内镉含量分别降低了18%和27%.还田玉米秸秆影响了白菜生长,降低了白菜的产量;模拟镉污染土壤上还田菜豆秸秆对白菜生长和镉含量影响不明显,但还田2%玉米秸秆降低了白菜生物量,增加了白菜镉含量.     

土壤调理剂对重度镉污染土壤改良及农作物吸收累积镉的影响

[目的]研究土壤调理剂对重度镉污染土壤改良及农作物吸收累积镉的影响。[方法]利用恩施富硒高镉地区表层土壤作为盆栽供试土壤,以辣椒为供试作物,通过开展盆栽试验,研究9种土壤调理剂对辣椒生长、吸收积累镉以及土壤中镉形态变化的影响。[结果]土壤调理剂的施用能明显降低辣椒果实中镉含量,降幅76.35%～90.27%,总体以T₄土壤调理剂(12.99%小麦秸秆生物炭+6.49%过磷酸钙+64.94%凹凸棒石+2.60%硅肥+12.99%贝壳粉)效果最佳。添加生物炭比菜籽粕试验组提升土壤pH效果更好;土壤调理剂的施用能显著降低可交换态和碳酸盐结合态镉含量,且可以促使镉向农作物不可利用的铁锰结合态以及残渣态转变,同时提高了植物叶片的光合速率,促进了植株的生长。辣椒果实镉含量与土壤中镉相关关系表明,辣椒在吸收土壤中水溶态镉的同时,也会对碳酸盐结合态镉进行吸收。[结论]在恩施富硒高镉地区施用“12.99%小麦秸秆生物炭+6.49%过磷酸钙+64.94%凹凸棒石+2.60%硅肥+12.99%贝壳粉”组合的调理剂可有效降低农作物对镉的吸收。高镉地区进行农作物安全种植不仅要降低能被植物直...     

玉米秸秆生物炭对镉污染土壤中小白菜生长的影响

本研究以小白菜为试验材料,采用模拟镉污染土壤的盆栽试验,研究玉米秸秆生物炭(施用量为10 g/kg、20 g/kg、30 g/kg)对镉污染土壤中小白菜生长的影响。结果表明:与常规土壤相比,镉污染土壤中小白菜的生长受到抑制,自然伸展高度、叶片开展度和单株鲜质量均下降。在镉污染土壤中,随着小白菜的生长,土壤中镉含量降低,小白菜可食用部位镉含量增加,施用适量的玉米秸秆生物炭可有效降低土壤中镉含量,缓解镉对小白菜的胁迫,使叶绿素含量、可溶性蛋白质含量和可溶性糖含量有所增加,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性下降。综合各项指标,发现施用20 g/kg玉米秸秆生物炭对镉污染土壤胁迫的缓解效果最佳。     

镉污染稻草还田对土壤镉形态转化的影响

采用模拟培养实验,研究了镉污染稻草还田后清洁土壤(pH=4.72)和镉污染土壤(pH=7.90)中有效态镉含量及镉形态分布的变化特征。结果表明:添加稻草和淹水培养使土壤pH值向6.0~7.5的区间转变,并显著提高了土壤可溶性有机碳(DOC)含量。清洁土壤添加镉污染稻草后,土壤DTPA(Diethylene triamine pentacetate acid)提取态Cd含量增加23.5%~225.0%,土壤酸提取态和可还原态镉的相对比例显著提高,而残渣态和可氧化态镉的比例则相对降低,其效果随稻草添加量的增加显著增强;镉污染土壤添加镉污染稻草后,DTPA提取态镉仅在培养初期(2 d)略有提高,随培养时间的延长,DTPA提取态镉含量显著降低(28.6%~41.1%),且添加稻草促使酸提取态镉向可还原态镉和残渣态镉转化。研究表明,镉污染稻草进入清洁土壤会带来镉污染的扩散风险,而进入供试污染土壤后则能在一定程度上降低污染土壤中镉的有效性。     

生物质炭对不同质地镉污染土壤性质及有效镉的影响

[目的]研究生物质炭对不同质地镉污染土壤理化性质及有效镉的影响。[方法]按照不同比例配置成砂土、壤土及黏土3种质地的镉污染土壤,通过添加不同比例的生物质炭,模拟研究不同添加量生物质炭对不同质地镉污染土壤pH、EC、有机质、含水率及有效镉含量的影响。[结果]生物质炭尽管提高了不同质地土壤pH,但是没有显著性影响;土壤EC值、有机质含量和含水率均随生物质炭添加量的增加而显著增加。当生物质炭添加量低于4%时,土壤有效镉随着生物质炭添加量的增加呈显著降低,进一步提高生物质炭添加量时土壤有效镉含量变化不明显。和对照相比,当土壤中生物质炭的添加量为2%、4%、8%时,砂土有效镉分别减少2.09%、7.94%、14.50%,壤土分别减少24.00%、32.60%、35.00%;黏土分别减少41.80%、58.80%、63.20%。[结论]该研究为生物质炭在不同质地镉污染土壤中的应用提供理论依据。     

3种生物炭对镉污染黄壤上小白菜生物量及品质的影响

以镉污染黄壤为供试土壤,小白菜为供试作物,采用盆栽试验,通过测定小白菜地上部鲜重与镉含量、土壤有效态镉含量以及小白菜可溶性糖、可溶性蛋白和维生素C含量等,研究木炭、辣椒秸秆炭和菌棒炭添加后镉污染黄壤上小白菜的生物量及品质变化情况.结果表明:与对照相比,施用3种生物炭能明显促进小白菜的生长,木炭、辣椒秸秆炭和菌棒炭处理小白菜的地上部鲜重分别是对照(不添加生物炭)的1.19、1.31、1.34倍;生物炭的添加使得小白菜地上部镉含量较对照分别降低了13.37％(木炭)、39.47％(辣椒秸秆炭)和62.33％(菌棒炭);3种生物炭处理的土壤有效态Cd含量分别下降了11.05％、22.91％和31.86％;与对照相比,施加辣椒秸秆炭和菌棒炭后,小白菜可溶性糖和维生素C含量分别增加了2.65％～4.22％和6.90％～7.96％;此外,施加菌棒炭处理的小白菜可溶性蛋白含量较对照上升了0.31％.由此可见,添加生物炭能促进小白菜生长,抑制其地上部对镉的吸收;在用量为5％的情况下,施用菌棒生物炭还能一定程度提高小白菜的品质.     

马铃薯生物炭对土壤中Cd的钝化效果

【目的】 研究马铃薯生物炭对土壤中镉的钝化效果。【方法】 以马铃薯秸秆为原料,研究不同温度制备的3种生物炭(B300、B400、B600)对水中Cd²⁺的吸附效果;采用室内培养实验,研究不同添加量(0.5%、1.5%、3.0%)生物炭(B400℃)对2种宁南山区典型土壤(黑垆土和山地草甸土)的pH、有机碳及DTPA-Cd含量的影响;采用盆栽试验,分析生物炭对土壤中Cd的钝化效果。【结果】 3种生物炭对Cd²⁺吸附能力的大小顺序为:B400>B300>B600;生物炭显著降低2种土壤中DTPA-Cd含量,其中3.0%添加量效果最好,黑垆土DTPA-Cd含量降低幅度大于山地草甸土;2种土壤的pH值和有机碳含量均与各自DTPA-Cd含量变化呈现显著的负相关;3.0%添加量的马铃薯生物炭能促进玉米的生长,降低玉米对Cd的吸收,有效抑制Cd由土壤到玉米体内的转移。【结论】 马铃薯秸秆生物炭对2种土壤中Cd的钝化效应明显。     

外源添加生物炭对水稻产量和土壤性质的影响

采用盆栽试验,研究不同用量秸秆生物炭（CK、1%、2%和4%）对水稻产量及其构成因素和土壤性质的影响。结果表明,外源添加生物炭显著提高了水稻产量,且水稻产量随着生物炭用量的增加而增加;添加生物炭有效提高了土壤pH、显著降低了土壤交换性酸和交换性铝,且生物炭施用越多,效果越明显;外源添加生物炭对土壤塑性指数无显著影响,但添加较多生物炭（4%）显著降低了土壤抗压强度。由此可见,外源添加生物炭不但可以增加水稻产量,而且有效改善了土壤性状。     

钝化剂对镉污染温室黑土镉生物有效性及白菜生长的影响

为探究钝化剂对镉污染温室黑土镉生物有效性及白菜生长的影响，对镉中轻度污染的北方温室黑土施加炭基肥和菌糠生物炭，研究生物有效性及不同镉积累能力白菜的生长与镉吸收能力。结果表明，炭基肥和菌糠生物炭均可显著降低土壤中有效态镉含量（P<0.05），分别降低2.5%和1.72%，其中炭基肥效果更好。与不施加钝化剂组相比，在施加炭基肥和菌糠生物炭后，北辰和金峰生物量、株高和根长均显著增加（P<0.05），增量分别为37.7%、7.6%、35.2%和23.1%、5.2%、28.3%。两种白菜可食用部分对镉的积累显著降低（P<0.05）；钝化剂对镉在植株体内迁移无显著影响。综合试验结果，在中轻度镉污染温室土壤环境中，炭基肥可促进白菜生长，有效降低土壤中有效态镉含量，同时显著降低高积累白菜北辰可食用部位镉含量，使其低于食品安全国家标准，实现安全生产。     

不同裂解温度生物炭对镉胁迫下烤烟生长特性和镉积累的影响

为探究镉(Cd)胁迫下添加不同裂解温度生物炭对烤烟生长、生理及镉积累的影响,以烤烟为试验材料,通过向镉污染的土壤中添加不同裂解温度的生物炭,研究不同裂解温度生物炭对镉污染烤烟的缓解效果。结果表明,镉胁迫抑制了烤烟的生长,而添加不同裂解温度的生物炭不同程度缓解了镉对烤烟的毒害作用,添加生物炭显著增加了烤烟叶片的干、鲜质量和最大叶面积,其中裂解温度为700℃生物炭处理增加最为显著,分别增加了15.6%、12.2%和67.3%。与CK相比,添加生物炭降低了烤烟超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,增强了烤烟的抗性。添加不同裂解温度生物炭降低了烤烟中镉元素的含量,降低了烤烟各组织的镉富集系数,一定程度上缓解了镉元素对于烤烟的胁迫,其中裂解温度为500℃的生物炭效果最好。综上所述,添加不同裂解温度的生物炭可以缓解镉元素对烤烟胁迫,一定程度上改善烤烟的生长环境,提高烤烟的产量和品质,其中,添加裂解温度为500℃的生物炭对于缓解烤烟的镉胁迫效果较好。     

不同材料生物炭对镉污染土壤修复和青菜镉吸收的影响

采用大田试验的方法研究水稻秸秆炭、竹炭、山核桃壳炭对镉污染土壤修复及青菜镉吸收的影响。结果表明,不同种类生物炭处理的土壤镉含量均显著降低,降幅达11.46%~17.54%。p H值增幅明显,比对照提高0.38~0.46个单位;施用不同种类的生物炭均可显著降低青菜地上部和根部的镉含量,降幅分别达10.8%~21.5%和9.1%~18.8%,青菜鲜产量也都有增加的趋势。