【摘要】：重金屬污染不僅破壞土壤結(jié)構(gòu)和性質(zhì),同時會對植物生長產(chǎn)生抑制等毒害作用。土壤團(tuán)聚體作為土壤的基本結(jié)構(gòu)單元,是發(fā)生土壤物理、化學(xué)和生物反應(yīng)的重要場所,與重金屬及其生物有效性在土壤中的分布密切相關(guān)。目前,植物修復(fù)污染土壤過程對團(tuán)聚體中重金屬分布及生物有效態(tài)的影響尚不清楚。本文以不同植物修復(fù)的土壤(對照、黑麥草、艾蒿、串葉松香草和油菜)為研究對象,分析了土壤團(tuán)聚體組成及穩(wěn)定性、土壤團(tuán)聚體中有機(jī)碳(SOC)和球囊霉素相關(guān)土壤蛋白(glomalin-related soil protein,GRSP)含量、重金屬及其有效態(tài)的分布和荷載,探討了植物修復(fù)影響重金屬及其有效態(tài)分布的因素。研究結(jié)果如下:(1)植物修復(fù)增加了土壤中5 mm干篩團(tuán)聚體含量和干篩團(tuán)聚體平均重量直徑(DMWD);增加了2 mm濕篩團(tuán)聚體含量、團(tuán)聚體平均重量直徑(WMWD)和水穩(wěn)定性(WAS);降低了0.25 mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量。結(jié)果表明植物修復(fù)增強(qiáng)了重金屬污染土壤團(tuán)聚體的機(jī)械穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性。種植黑麥草后增加最顯著,其WMWD和WAS比對照分別提高了63.3%和44.6%。(2)黑麥草修復(fù)提高了各粒級團(tuán)聚體中有機(jī)碳含量,其中在2 mm團(tuán)聚體中最高,比對照增加了12.5%。植物修復(fù)(油菜處理除外)提高了各粒級團(tuán)聚體中的總球囊霉素(T-GRSP)和易提取球囊霉素(EE-GRSP)含量,其中在二者含量黑麥草處理最高。SOC和GRSP含量與大團(tuán)聚體質(zhì)量百分比顯著正相關(guān),與微團(tuán)聚體質(zhì)量百分比顯著負(fù)相關(guān),表明SOC和GRSP參與土壤顆粒內(nèi)部的膠結(jié),促進(jìn)大團(tuán)聚體形成。(3)植物修復(fù)顯著降低了試驗樣地銅(Cu)、鉛(Pb)、鋅(Zn)、鎘(Cd)含量;其中Cu含量降低了14.9~53.4%,Pb含量降低了7.1~30.5%,Zn含量降低了11.1~31.9%,Cd含量降低了17.3~34.3%。土壤中的有效態(tài)Zn和Cd含量(CaCl_2-Zn和CaCl_2-Cd)由高到低依次為:對照油菜串葉松香草蒿草黑麥草。各粒級團(tuán)聚體中Cd、Zn、Pb、Cu含量隨著團(tuán)聚體粒徑的增大而減小,且在黑麥草樣地中最低,與對照先比降低了0.32~72.42%。植物修復(fù)顯著降低了團(tuán)聚體中重金屬有效態(tài)含量,黑麥草和艾蒿樣地團(tuán)聚體中含量降低最明顯。(4)重金屬優(yōu)先富集于小顆粒中,植物修復(fù)促使吸附重金屬的小團(tuán)聚體(0.25 mm)粘結(jié)形成大團(tuán)聚體(2 mm),從而增加了重金屬在大團(tuán)聚體中的質(zhì)量荷載。因此與對照相比,植物修復(fù)降低了重金屬及其有效態(tài)在0.25 mm團(tuán)聚體中的質(zhì)量荷載;除油菜處理外,其他植物修復(fù)顯著增加了重金屬及其有效態(tài)在2 mm團(tuán)聚體中的質(zhì)量荷載,且在黑麥草處理中增加最顯著。(5)土壤中Cd、Zn、Cu含量與SOC、GRSP含量、團(tuán)聚體穩(wěn)定性負(fù)相關(guān);重金屬在團(tuán)聚體中的分布與氮、磷含量,GRSP、WMWD和WAS正相關(guān);重金屬有效態(tài)在土壤中的分布主要與土壤pH值、含水量和團(tuán)聚體穩(wěn)定性有關(guān)。團(tuán)聚體特性是影響重金屬及其分布的主要因素,且在大團(tuán)聚體中影響更大。與其他處理相比,黑麥草修復(fù)增加了土壤SOC、GRSP含量以及團(tuán)聚體穩(wěn)定性,降低了重金屬生物有效性,因此黑麥草的修復(fù)效果更佳。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X53;S152

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本文編號：2782030