【摘要】：【目的】近年來(lái),無(wú)機(jī)污染物對(duì)我國(guó)農(nóng)田土壤的危害越發(fā)嚴(yán)重,其中,重金屬Cd是污染農(nóng)田土壤的主要無(wú)機(jī)元素之一。生物炭作為一種潛在的環(huán)境修復(fù)材料,其豐富的表面官能團(tuán)、較高的pH以及良好的吸附性能對(duì)于去除土壤中重金屬有良好的效果,并且生物炭本身富含的灰分及礦質(zhì)元素對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育有著積極的功能效應(yīng),因此在消除土壤環(huán)境污染方面被廣泛采用�！痉椒ā勘狙芯恳孕陆尢锿寥朗┘油庠粗亟饘貱d為研究對(duì)象,以生物炭緩解土壤Cd的污染和緩解棉花Cd的積累為出發(fā)點(diǎn),采用2年盆栽試驗(yàn),探討不同生物炭施用量C1(1.5%)和C2(3%)對(duì)不同Cd污染水平1 mg·kg~(-1)(H1)、2 mg·kg~(-1)(H2)和4 mg·kg~(-1)(H3)水平下的土壤p H值、Cd含量、Cd形態(tài)轉(zhuǎn)化以及生物炭對(duì)棉花地上部各器官中Cd的積累效應(yīng)的影響,進(jìn)一步討論了地上部棉花和土壤Cd之間關(guān)系�！窘Y(jié)果】1.C1和C2的生物炭施用量均顯著提高了土壤p H值,其提升幅度隨著施用量的增加而升高,C1和C2施用量間對(duì)土壤pH值的影響差異不顯著,外源重金屬Cd的用量對(duì)土壤pH值無(wú)顯著影響,各處理隨著培養(yǎng)時(shí)間的延續(xù)p H均有降低趨勢(shì)。不同生物炭施用量顯著降低了有效態(tài)Cd含量,降幅最大為C2H3處理,為41.03%;在時(shí)間尺度上生物炭對(duì)有效態(tài)Cd的降低趨勢(shì)相似,施用生物炭在培養(yǎng)30、60和90天表現(xiàn)為促進(jìn)了土壤中可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)向有機(jī)質(zhì)結(jié)合態(tài)Cd的轉(zhuǎn)化,120和150天則表現(xiàn)為土壤中可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)向鐵錳氧化態(tài)Cd的轉(zhuǎn)化,即生物炭可以通過(guò)提高土壤pH值達(dá)到吸附土壤Cd的效果,促使可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd向鐵錳氧化態(tài)和有機(jī)質(zhì)結(jié)合態(tài)轉(zhuǎn)化,進(jìn)而降低Cd的生物有效性。2.棉花葉片和莖中Cd的含量在不施用生物炭處理下,表現(xiàn)為隨生育時(shí)期先增加后趨于平穩(wěn),生物炭施用均能緩解棉花葉片、莖和蕾鈴中重金屬Cd的富集,且生物炭的施用量越大,緩解效果越明顯;重金屬Cd在棉花地上部各器官的積累表現(xiàn)為葉片莖蕾鈴;生物炭的施加對(duì)棉花地上部各器官Cd的分配系數(shù)沒(méi)有顯著影響,即生物炭使棉花體內(nèi)自下而上的Cd運(yùn)輸發(fā)生遲滯的現(xiàn)象。生物炭的施用增加了棉花地上部干重,培養(yǎng)30和60天時(shí),C1生物炭處理較對(duì)照顯著增加,120和150天時(shí)差異不顯著;C2生物炭處理在整個(gè)棉花生育期均較對(duì)照顯著升高;生物炭的施用提高了棉花鈴數(shù),單鈴重,對(duì)棉花的產(chǎn)量有顯著的影響(P0.05),即生物炭能夠緩解重金屬Cd在棉花體內(nèi)的富集,并且對(duì)棉花的生長(zhǎng)發(fā)育有著積極的影響。3.相關(guān)性結(jié)果表明,土壤pH值與土壤中有效態(tài)、可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd之間的相關(guān)性達(dá)到了極顯著水平(P0.01)。棉花葉片和莖中Cd含量與土壤Cd含量、土壤可交換態(tài)和有效態(tài)Cd含量均呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系(P0.01),而與有機(jī)質(zhì)結(jié)合態(tài)Cd之間呈極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系(P0.01)�！窘Y(jié)論】新疆棉田長(zhǎng)期連作,化肥、農(nóng)藥和農(nóng)膜的大量投入,以至于棉田土壤重金屬污染日益嚴(yán)重,生物炭可通過(guò)提高土壤pH值來(lái)降低土壤有效態(tài)Cd,促進(jìn)可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd向有機(jī)質(zhì)結(jié)合態(tài)和鐵錳氧化態(tài)Cd的轉(zhuǎn)化,從而減緩Cd的生物有效性,且對(duì)棉花的生長(zhǎng)發(fā)育起到了一定的促進(jìn)作用,達(dá)到了改善棉田土壤重金屬污染的目的。
【圖文】：

生物炭對(duì)土壤外源鎘形態(tài)和棉花鎘吸收的影響之間，施加生物炭對(duì)土壤 Cd 全量沒(méi)有明顯地影響。這是由于生物炭具有豐富的表面微孔結(jié)構(gòu)，，且表面呈現(xiàn)負(fù)電荷狀態(tài)，能對(duì)土壤重金屬進(jìn)行靜電吸附[96-98]，因此生物炭施用后可以固定土壤中重金屬。另一方面，土壤pH 值升高，通過(guò)絡(luò)合、沉淀等作用也能將土壤中重金屬固定下來(lái)。隨著生物炭施加量增加，會(huì)提供越來(lái)越多的吸附點(diǎn)位，但由于土壤中重金屬的含量是一定的，所以生物炭添加土壤中重金屬的含量會(huì)有小幅度的變化[99]。因此，添加生物炭可以固定污染土壤中的重金屬，且生物炭施加量越高固定效果越好。3.1.3 生物炭對(duì)土壤 Cd 形態(tài)分布的影響

通過(guò)絡(luò)合、沉淀等作用也能將土壤中重金屬固定下來(lái)。隨著生物炭施加量增加，會(huì)提供越來(lái)越多的吸附點(diǎn)位，但由于土壤中重金屬的含量是一定的，所以生物炭添加土壤中重金屬的含量會(huì)有小幅度的變化[99]。因此，添加生物炭可以固定污染土壤中的重金屬，且生物炭施加量越高固定效果越好。3.1.3 生物炭對(duì)土壤 Cd 形態(tài)分布的影響圖 3-2a 培養(yǎng) 30d 后生物炭對(duì)土壤 Cd 形態(tài)分布的影響Fig.3-2a The effect of biochar for soil-Cd fractions after cultivating 30 days
【學(xué)位授予單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：X53

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2703175