老化生物炭对小白菜积累重金属的影响

[目的]生物炭对土壤中的重金属具有较强的吸附固定能力,能够降低重金属的植物可累积性。生物炭进入土壤后,在各种生物及非生物氧化作用下发生老化,而老化后的生物炭对土壤重金属的有效性以及对植物累积重金属的影响等方面的研究较少。[方法]本研究以氧化剂-干湿-冻融交替循环的方法对新鲜制备的生物炭(原始炭)进行老化,比较生物炭老化前后的阳离子交换量(CEC)、元素含量和表面官能团等参数的变化,并通过盆栽实验,探究生物炭老化前后对小白菜积累重金属(Pb、Cu、Cd)的影响。[结果]结果显示:与原始炭相比,老化作用能够增加生物炭的CEC、O/C值以及生物炭表面羟基和羰基的数量。相比未添加炭处理(对照组),老化炭的施用显著增加了土壤pH值和有机质含量(P0.05)。而老化炭对土壤重金属有效态含量表现为显著降低,且施加量越大,效果越明显。即相比对照,5%老化炭处理下土壤中Pb、Cu、Cd的减少率分别为12.42%、11.67%、11.21%。相应地,老化炭的添加显著降低了小白菜体内重金属累积量(P0.05),即未添加炭处理中小白菜体内Pb、Cu、Cd的含量分别为24.33 mg·kg~(-1)、28.8mg·kg~(-1)、0.2mg·kg~(-1),而在5%老化炭处理下小白菜体内Pb、Cu、Cd的含量各减少至3.33 mg·kg~(-1)、7.23mg·kg~(-1)、0.03mg·kg~(-1)。[结论]因此,老化生物炭依然能有效降低土壤重金属的生物有效性,说明生物炭对重金属污染土壤的修复具有一定的长期稳定性。     

生物炭对土壤-植物体系中铅镉迁移累积的影响

为探讨不同特性生物炭对土壤-植物体系中典型重金属铅（Pb）和镉（Cd）迁移累积的影响，分别选择花生壳、水稻壳、小麦秸秆、椰壳及生物燃气副产物5种材料制备的生物炭及不同粒径椰壳生物炭作为土壤调理剂，进行多茬蔬菜盆栽试验，研究各茬蔬菜可食用部位生物量及Pb和Cd累积量，土壤理化性质及土壤有效态Pb和Cd含量变化规律。结果显示，生物炭的施加均可不同程度提升土壤pH、土壤有机碳含量及阳离子交换量（CEC）。除小麦秸秆生物炭外，其余4种生物炭均可显著降低土壤有效态Pb和Cd及蔬菜可食用部位Pb和Cd累积量，并对蔬菜有明显促生长效果。生物炭粒径越小对土壤有效态Pb和Cd含量的降低、蔬菜生长的促进及蔬菜Pb和Cd累积量的降低作用越显著。蔬菜生长与土壤pH、有机碳含量及CEC水平均呈显著正相关关系，而蔬菜Pb和Cd累积量及土壤有效态Pb和Cd含量则与土壤pH、有机碳及CEC含量呈显著负相关关系。连续3茬蔬菜轮作后，80~120目椰壳生物炭、花生壳生物炭、水稻壳生物炭及生物燃气副产物生物炭仍对Pb和Cd复合污染酸性土壤具有明显的修复效果。结果表明，生物炭可通过改变土壤pH、CEC、有机碳等基本理化性质，对土壤重金属产生钝化作用，显著促进蔬菜的生长并可消减蔬菜对土壤重金属元素的累积效应。     

三七中5种重金属的风险评价及累积特征

【目的】评价三七种植农田土壤中5种重金属(Cd、As、Pb、Cr、Hg)的污染风险及植株对5种重金属的累积差异。【方法】采集来自10个三七种植地的250株三七植株及其根际土壤样品,通过电感耦合等方法检测土壤和植株中的5种重金属含量,进一步分析三七根际土壤及植株地上部、地下部5种重金属的超标率、富集系数和转移系数。【结果】10个采样地三七根际土壤重金属超标率为Cd (75.56%)>As (40.23%)>Cr(8.89%)>Hg (0.00%)=Pb (0.00%),超标重金属未超过管控值,4个采样地属于轻度污染。三七植株地上部及地下部均超标的重金属为Cd、Cr和Pb,地上部重金属超标率为Cd (67.90%)>Cr (22.22%)>Pb (10.84%),地下部重金属超标率为Cr (49.43%)>Cd (32.05%)>Pb (3.70%)。除了Hg,三七植株地下部对Cd、Pb、As和Cr的富集能力均强于地上部,且地上部和地下部对Cd的富集系数均大于1。【结论】大部分采样地属于轻污染等级,但三七植株地下部及根际土壤Cd、As和Cr有潜在的...     

巨菌草的重金属富集特性及对土壤的修复效果

在重度Cd污染农田建立巨菌草土壤修复长期观测点,研究巨菌草吸收、积累重金属的特性及对土壤重金属污染的修复效果。在Cd和Hg复合污染的酸性土壤中迚行巨菌草植物修复试验,设置巨菌草和巨菌草加纳米重金属寈集剂2个处理。结果表明:巨菌草根、茎、叶中Cd含量依次降低,Pb、Cr、Hg含量在根中最高,茎中最低,叶、根、茎中As含量依次降低;茎中Cd积累量大于叶,叶中Cr积累量大于茎,Pb、As和Hg为叶积累型,80%以上积累在叶片中;Cd的初级迁移系数分别是Pb、Cr、As的4.2、7.2、2.4倍,Cd由根向茎的迁移能力最强;Pb、As和Hg的次级迁移系数分别为Cd的8.4、8.8、12.7倍,由茎向叶的迁移能力大于Cd;Cr在巨菌草植株中的移动性最差;巨菌草地上部Cd寈集量为82.96g/hm2,Cd的生物寈集量系数达38231kg/hm2,土壤Cd提取效率为1.699%;修复土壤Cd含量较背景值降低2.90%;添加纳米重金属寈集剂的巨菌草的Cd、Pb、Cr、As的转运量系数分别提高5.09%、30.88%、4.48%、49.72%,次级迁移系数分别提高11.39%、45.25%、59.52%、53.58%,可见,纳米重金属寈集剂促迚重金属元素在植物体内的迁移。在Cd单一污染的酸性土壤中迚行巨菌草植物修复试验,设置巨菌草和空白对照2个处理。结果表明:巨菌草修复土壤As、Hg、Cd、Pb、Cr含量比CK的分别下降6.16%、4.75%、4.91%、2.77%、2.42%,其中Pb、Cr、As、Hg的含量与CK之间的差异有统计学意义(P1%);空白对照土壤Cd、Pb、Cr、As、Hg的含量较背景值分别增长3.89%、1.98%、8.10%、0.74%、20.36%,说明大气沉降等环境因素对农田土壤重金属积累具有重要影响。     

铅锌矿区先锋植物野艾蒿对重金属的吸收与富集特征

采用野外采样系统分析法,研究了不同年限废弃地野艾蒿对Cu、Zn、Pb、Cd的富集与分布.结果表明,不同年限废弃地土壤中重金属的含量随着废弃年限的增加而减少,野艾蒿对zn和Pb的富集量较大,不同年限废弃地中野艾蒿和土壤Cu、Zn和Pb的含量之间呈极显著正相关,野艾蒿对重金属的吸收、富集有随土壤中重金属含量升高而增加的趋势.野艾蒿的不同部位在不同年限废弃地中累积不同重金属的能力不同,除3 a废弃地野艾蒿中Pb的含量地上部分小于地下部分外,其他环境中重金属含量都表现为地上部分大于地下部分.野艾蒿对4种重金属都有不同程度的转运能力,Cu在不同年限废弃地的生物富集系数均为最大,野艾蒿对Cu、Cd转运能力较强.野艾蒿根系对Pb有弱的滞留效应为36.59%,对Cu、Cd、Zn没有滞留效应.综合分析结果表明,野艾蒿能吸收富集多种重金属并且具有耐重金属的特性,基于其具有生物量较大、生长速度快的特点,作为重金属污染的修复植物具有较好的应用前景.     

土壤灭菌和杀真菌剂对紫花苜蓿生长和重金属累积的影响

以云南会泽铅锌矿周边重金属污染的农田土壤为基质,开展室内盆栽试验,研究土壤灭菌和杀真菌剂(苯菌灵)对紫花苜蓿的生长、光合色素含量、部分抗氧化生理、重金属含量与累积量的影响。结果表明:土壤灭菌显著影响苜蓿的抗氧化生理,导致巯基含量减少54%,丙二醛含量增加44%;显著降低光合色素含量和植株的生长,叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量分别下降27%、23%和30%,株高降低45%,地上部和地下部生物量分别减少74%和85%;土壤灭菌和施用苯菌灵均显著增加土壤有效Pb含量和苜蓿地下部Pb的含量,减少苜蓿地下部Zn的含量;土壤灭菌还显著增加苜蓿地上部Cd的含量;土壤灭菌极显著减少苜蓿对重金属的累积,植株Pb、Zn、Cd和Cu的累积量分别下降74%、78%、68%和76%;施用苯菌灵对苜蓿生长、抗氧化生理及重金属累积的影响均不显著。总之,完全消除土壤微生物明显降低了苜蓿对重金属的耐性与累积能力,土壤微生物对植物耐受重金属有重要作用。     

3-吲哚乙酸对植物修复重金属污染土壤的增效作用

为探究植物在外源3-吲哚乙酸(IAA)作用下对重金属[铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)、镉(Cd)]污染土壤的修复效果,以江苏省某重金属复合污染区土壤为对象,通过盆栽种植紫花苜蓿和黑麦草2种先锋植物,研究3-吲哚乙酸对植物修复重金属污染土壤效果的影响。结果表明：IAA可促进植物在重金属污染的土壤中生长,紫花苜蓿和黑麦草株高、根长和生物量均比不添加IAA的处理显著高;相比于对照,各处理土壤重金属含量降低,其中IAA处理下黑麦草土壤Cu、Zn、Cd含量最低,IAA处理下紫花苜蓿土壤Pb含量最低;IAA作用下土壤重金属去除率和植物体内重金属含量提高,2种植物对4种重金属的生物富集系数(BCF)提高,但紫花苜蓿中Pb和Zn转运系数(TF)降低,黑麦草中Cu和Zn的TF不受IAA影响。综合分析,植物激素IAA可促进植物生长,对植物修复土壤重金属污染具有增效作用。     

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。     

多年生黑麦草对黄壤重金属污染的修复

为重金属污染土壤的修复提供依据,采用定位观测试验,研究黄壤种植多年生黑麦草6年间土壤和植株重金属 As、Hg、Pb、Cr、Cd 含量的变化。结果表明：1）多年生黑麦草从根部向地上部运输重金属的能力顺序为 Cd＞Cr＞As＞Pb＞Hg,地上部对重金属的富集能力顺序为 Cd＞Cr＞Pb＞As＞Hg,对 Cr、Pb、As、Hg 的富集能力弱,对 Cd 为中等富集能力;根系对重金属的富集能力顺序为 Pb＞Cd＞Cr＞ Hg＞As,对 As 富集能力弱,对 Pb、Cd、Cr、Hg 为中等富集能力。根系对重金属的富集能力总体比地上部强。2）经过6年种植黑麦草,土壤中 As、Pb、Cr、Cd 含量分别比种植初期降低了52．71％、45．12％、48．32％、59．15％,单项污染指数分别由种植前的2．67、0．31、1．92和3．48降低为1．26、0．17、0．99和1．42,重金属污染得到不同程度的修复。     

风干污泥修复后淋洗液对黑麦草初期生长与重金属富集的影响

采用不同浓度DTPA强化修复风干污泥中的重金属,之后对基质进行淋洗,以获得的淋洗液培植黑麦草,研究了淋洗液对黑麦草初期生长及重金属富集的影响。结果表明,淋洗液中含有丰富的无机矿质元素,能够满足植物的生长需要。与对照相比,修复过程中20 mmol.kg-1DTPA未种植物处理的淋洗液显著抑制黑麦草的萌发,推迟黑麦草萌发的高峰期,且降低了黑麦草的地上生物量,其余处理的萌发数与对照差异不显著。各处理淋洗液培养的黑麦草在叶绿素含量上较对照有不同程度的增加,其中10 mmol.kg-1DTPA+隔层处理的淋洗液较对照提高了91.2%。在对重金属的富集中,各处理淋洗液培植的黑麦草地上部和根部的Cd、Cr、Cu、Zn和Pb的浓度显著提高,尤其20 mmol.kg-1DTPA未种植物处理要显著高于对照和其他淋洗液处理。对于同一金属而言,同一处理下根部浓度要远远高于地上部。相同处理下,黑麦草地上部对不同重金属富集系数表现为Zn最大,Pb最小,根部则表现为Cd、Pb较大,Zn较小,且Zn从地下向地上的转运能力最强。和其他4种重金属相比,黑麦草对Zn具有较强的吸收潜力,可作为Zn污染土壤植物修复的备选植物。     

不同钝化剂对土壤有效态重金属含量及其 在小白菜中累积的影响

研究不同钝化剂对土壤有效态Cd、Pb含量和在植物中累积的影响,筛选对Cd、Pb污染农田土壤钝化效果好的钝化剂,为重金属的原位钝化修复提供理论参考。以不添加钝化剂土壤为对照,将膨润土、碳酸钙和生物质炭分别以0.5%、1.0%、2.0%、5.0%的添加量掺入土壤,对小白菜幼苗进行室内培养试验。结果表明,当碳酸钙添加量分别为5.0%和2.0%时,对土壤有效态Cd和Pb的钝化效果较好,土壤有机质含量与土壤有效态Cd、Pb含量呈正相关。添加碳酸钙45 d后,小白菜茎叶部分Cd、Pb含量比对照分别降低59.3%、57.1%。添加钝化剂可以抑制小白菜对Cd、Pb的吸收转运,在小白菜生长中后期,添加碳酸钙和生物质炭抑制Cd、Pb的吸收转运效果较好。添加2.0%的碳酸钙对土壤有效态Cd、Pb含量钝化效果最好,同时碳酸钙、生物质炭对小白菜茎叶部分Cd和Pb的吸收转运抑制作用较强。     

生物炭与肥料复配对土壤重金属镉污染钝化修复效应

通过田间实验,研究了生物炭与有机肥及氮磷钾复合肥复配施用对菜地土壤重金属镉污染钝化修复效应,并探讨了作用机制。结果表明,菜地土壤添加不同钝化材料可显著降低油麦菜地上可食部位Cd的累积量,降幅可达32.6%~54.8%,各钝化处理的菜地土壤有效态Cd含量均出现显著降低,降幅可达7.04%~21.85%,施用生物炭可以显著提高菜地土壤pH值,有利于促进对土壤重金属Cd活性的钝化作用;而施用鸡粪却明显降低菜地土壤pH值,不利于菜地土壤重金属Cd的钝化作用。土壤pH值与油麦菜根部Cd累积量间呈显著的正相关性,但与油麦菜地上可食部位Cd累积量间的相关性并未达到显著性水平。该项研究可为生物炭与有机肥及氮磷钾复合肥复配修复污灌菜地土壤重金属镉污染提供一定的理论基础。     

光叶苕子配施不同钝化剂对娃娃菜生长及Cd富集的影响

为通过豆科绿肥光叶苕子的合理利用来有效降低土壤重金属有效性及主作物重金属含量,本研究采用盆栽试验研究豆科绿肥光叶苕子配施不同钝化剂（生物炭、硅肥、钙镁磷肥）对娃娃菜产量、根系形态、光合作用及其Cd转运效应等的影响。结果表明,单施光叶苕子可增加娃娃菜产量和根冠比,显著增加了根表面积、根体积、气孔导度、蒸腾速率和叶绿素,显著降低土壤有效Cd含量（23.20%,P<0.05）,显著降低娃娃菜地上和地下Cd含量,分别降低了22.34%和15.83%。光叶苕子配施不同钝化剂显著增加地上部分生物量,且生物炭处理主要提高地上部生物量,增产效果好,而硅肥主要增加地下部分生物量;其次,光叶苕子配施钝化剂降低根表面积、根尖数、蒸腾速率、胞间CO₂和叶绿素含量;与单施光叶苕子相比,光叶苕子配施硅肥可增加土壤有效Cd含量（18.34%,P<0.05)和娃娃菜地下部分Cd含量（26.71%,P<0.05）,但对地上部分Cd无显著影响;光叶苕子配施钙镁磷肥对土壤有效Cd和娃娃菜地下部分Cd含量无显著影响,但可增加地上部分Cd含量（31.22%,P<0.05）。在所有处理中,光叶苕子配施生物炭对土壤Cd钝化效果、娃娃菜地上和地下Cd含量降低效果最佳,分别为43.93%、14.57%和25.37%,因此推荐豆科绿肥光叶苕子与生物炭合理配施来降低Cd污染地区Cd活性和缓解Cd对娃娃菜的毒性。     

污灌区土壤-植物系统中重金属分布与迁移转化特征研究

为给污灌区重金属污染治理提供一定的科学依据,研究了陕西省咸阳市郊渭河北岸接受污水灌溉的沙质土地中,不同种类的重金属在土壤-植物系统中的分布与迁移转化特征。土样采集用分层采样法,同时采集同一样点的植物样(地面、地下部分)、水样,使用火焰原子吸收分光光度法测定Cd、Cr、Pb、Cu、Zn含量。结果表明:该土壤中重金属Cd、Cr、Pb主要分布在0~50 cm处;不同植物对同种重金属吸收有差异,同种植物对不同重金属的吸收差异也较大;污灌水中重金属Hg、Cd、Pb含量的高低,与相对应的灌区土壤和植物中重金属的累积量的多少基本一致。     

土壤重金属污染复合效应对小白菜生长及重金属累积的影响

采用小白菜盆栽试验,研究了植物对土壤中重金属Cd、Pb、Cu的吸收效应。结果表明,元素间的复合效应对小白菜生长的影响不同于单元素污染。与单元素污染相比,复合污染处理小白菜地上部分长度下降1～6cm,产量下降4%～35%。Cd Cu,Cd Pb和Pb Cu复合污染条件下,小白菜在不同重金属处理下分别存在着协同效应和拮抗效应。试验结果显示,Cd比Pb、Cu易向地上部分迁移,Pb元素大部分累积于小白菜根部,小白菜地上部分对几种重金属的吸收系数大小顺序为Cd>Cu>Pb。     

茄子秆生物炭联合黑麦草对土壤镉-芘复合污染修复的影响

针对当前我国农田土壤中广泛存在的重金属和多环芳烃污染问题,采用盆栽方法,考察茄子秆生物炭联合黑麦草对去除土壤重金属镉(Cd)与多环芳烃芘(Pyrene)复合污染及对土壤微生物群落结构的影响,以期揭示茄子秆生物炭联合黑麦草对土壤镉-芘复合污染土壤的修复机制。结果显示,在Cd、Pyrene含量分别为16.8、71.04 mg/kg条件下,添加生物炭土壤的Cd和Pyrene去除率在第60天分别达到21.88%和23.55%,较无生物炭添加的对照分别提高17.71%与14.28%。在生物炭添加量30 mg/g及种植黑麦草密度为13.5 mg/cm~2条件下,土壤Cd和Pyrene去除率最高分别达到20.59%与70.58%。高通量测序分析表明,生物炭能够提高土壤微生物丰富度,生物炭联合黑麦草明显影响土壤微生物群落结构。Cd-Pyrene致使土壤优势菌相对含量下降,其中,鞘氨醇单胞菌相对含量下降3.08个百分点,芽单胞菌相对含量下降1.69个百分点;但施用生物炭能够使耐Cd菌和高效降解Pyrene菌鞘氨醇单胞菌相对含量提高1.22个百分点,生物炭联合黑麦草使Pyrene降解菌假单胞菌、肠杆菌相对含量分别提高160、414倍。因此,茄子秆生物炭联合黑麦草将有效修复Cd和Pyrene复合污染土壤并增加Cd-Pyrene降解菌相对含量。     

土壤重金属污染复合效应对小白菜生长及重金属累积的影响

采用小白菜盆栽试验,研究了植物对土壤中重金属Cd、Pb、Cu的吸收效应。结果表明,元素间的复合效应对小白菜生长的影响不同于单元素污染。与单元素污染相比,复合污染处理小白菜地上部分长度下降1～6cm,产量下降4%～35%。Cd+Cu,Cd+Pb和Pb+Cu复合污染条件下,小白菜在不同重金属处理下分别存在着协同效应和拮抗效应。试验结果显示,Cd比Pb、Cu易向地上部分迁移,Pb元素大部分累积于小白菜根部,小白菜地上部分对几种重金属的吸收系数大小顺序为Cd>Cu>Pb。     

镉污染土壤中吐纳麝香的生物有效性及其评价

采用室内盆栽实验,以小麦为供试植物,研究重金属镉(Cd)和吐纳麝香(AHTN)复合污染对小麦植株生物量的影响以及Cd对土壤中AHTN生物有效性的影响,并应用聚2,6-二苯基对苯醚(Tenax-TA)、固相微萃取纤维(SPME)和三油酸甘油酯-醋酸纤维素复合膜(TECAMs)对土壤中的AHTN进行提取,以评价Cd污染土壤中AHTN对小麦的生物有效性。结果表明:AHTN-Cd复合污染土壤中的小麦植株生物量低于单一AHTN污染土壤;当AHTN浓度为5 mg·kg~(-1)时,共存重金属Cd抑制AHTN在小麦地上和地下部的累积,其抑制作用随Cd浓度的增大而增强,抑制率最高达39.1%,AHTN在小麦体内从地下到地上的迁移随着Cd浓度的增加受到抑制,且浓度越高抑制作用越强,抑制率可达到19.0%;当AHTN浓度为10 mg·kg~(-1)时,共存重金属Cd则促进AHTN在植物体内的累积,其促进率高达38.4%,AHTN从地下到地上的迁移受到诱导,促进率高达68.5%;在AHTN和Cd单一及复合污染土壤中,Tenax 24 h、SPME 12 h和TECAMs 12 h单点提取AHTN的量与小麦根部AHTN富集量显著相关,表明Tenax 24 h、SPME12 h以及TECAMs 12 h对土壤中AHTN的提取量可以用来评价其生物有效性。     

不同种类生物炭对土壤重金属镉铅形态分布的影响

为探讨不同生物炭对土壤镉(Cd)、铅(Pb)复合污染的钝化修复效果,在Cd、Pb复合污染的土壤中施加不同种类、添加量的常见农业废弃物与城市污泥制备的生物炭,分析了土壤中Cd、Pb形态分配的变化,结果表明,添加生物炭可以改变土壤的理化性质,4种生物炭均显著提高了土壤的pH值、阳离子交换量和有机质的含量,与1%添加量相比,4%添加量增加幅度更大,pH、阳离子交换量和有机质含量分别比对照增加了2.7%~11.6%、12.7%~54.3%和252.0%~594.8%。4种生物炭不同程度地降低了重金属的弱酸提取态和可还原物质结合态含量,增加了可氧化物质结合态和残渣态的含量。不同种类生物炭相比,棉花秸秆炭对Cd的钝化效果最佳,其次为玉米秸秆、小麦秸秆和污泥生物炭,其中4%棉花秸秆炭处理下弱酸提取态、可还原物质结合态含量分别下降5.2%、25.5%,可氧化物质结合态、残渣态含量分别增加177.8%、166.7%。生物炭添加同样对土壤中Pb表现出了不同程度的钝化效果,不同生物炭对土壤中Pb的钝化能力表现为玉米秸秆炭小麦秸秆炭棉花秸秆炭污泥生物炭。相关分析表明,添加生物炭导致的土壤理化性质的变化可能是导致土壤重金属形态变化的重要原因。本研究结果表明,施用生物炭可有效改变土壤Cd、Pb赋存形态,促进Cd、Pb由生物有效性高的弱酸提取态、可还原物质结合态,向生物有效性低的可氧化物质结合态、残渣态转化,降低其生物可利用性,从而减轻土壤重金属污染危害。     

生物炭施用对棕壤重金属镉赋存形态及油菜吸收镉的影响

以受镉(Cd)单一污染的棕壤为供试土壤,分别添加不同用量(0、1%、3%和5%)的稻壳生物炭进行土壤培养试验,通过测定不同形态重金属Cd含量及土壤pH的变化,研究生物炭施用对棕壤中Cd赋存形态的影响;将培养后的土壤继续进行盆栽油菜的种植,测定不同时期油菜地上部及地下部的Cd含量,并计算其根富集系数及地上部转运系数,旨在探明生物炭的施用对油菜吸收Cd的影响。结果表明,随生物炭施用量的增加,活性较强的交换态Cd的含量显著降低,而活性较弱的有机结合态和残渣态Cd的含量显著增加(P0.05);3%、5%的生物炭施用量提高了土壤pH,可交换态Cd与土壤pH存在极显著负相关关系(P0.01),有机结合态、铁锰氧化物结合态和残渣态Cd与土壤pH存在显著正相关关系(P0.05)。与对照相比,不同生物炭施用量(1%、3%和5%)处理的油菜地上部Cd含量分别降低了18.86%、64.22%、68.40%,地下部Cd含量分别降低了11.03%、57.93%、60.62%;油菜全生育期根富集系数减小值在0.01~1.26范围内,地上部转运系数减小值在0.22~0.32范围内,其中以生物炭施加量为5%的处理效果最佳。