土壤是重要的自然資源,是農(nóng)業(yè)發(fā)展和糧食安全的基礎(chǔ),也是維持生命存在的關(guān)鍵因素。當前我國土壤污染十分嚴重,特別是農(nóng)田土壤的重金屬污染問題,已經(jīng)受到了全世界的廣泛關(guān)注。農(nóng)田中重金屬主要來源于污水的灌溉,采礦業(yè)、冶金業(yè)的大力發(fā)展以及農(nóng)田化肥和農(nóng)藥的大量施用等。重金污染會造成土壤中微生物生物量的減少,從而影響土壤中有機碳的礦化與分解。水稻土作為我國有機碳密度最高的農(nóng)田土壤,其有機碳的穩(wěn)定性關(guān)系到農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的碳庫儲存及大氣溫室氣體濃度。本文以宜興地區(qū)廢舊冶煉廠長期重金屬(Pb/Cd)污染的南方代表性地區(qū)的典型水稻土為研究對象,以重金屬污染對土壤有機碳的團聚體物理保護、化學穩(wěn)定性及微生物穩(wěn)定性的影響機制為主要研究內(nèi)容,利用團聚體分組、有機碳庫分析以及紅外光譜測定等手段理定重金屬污染影響水稻土有機碳穩(wěn)定性的途徑和機制,從而為進一步認識生境改變下的土壤微生物生態(tài)過程和污染環(huán)境下農(nóng)田土壤的碳評估和管理提供重要參考。主要研究結(jié)果如下:1.重金屬污染可能會改變土壤團聚體的顆粒組成。通過對水稻土不同種植季土壤采樣進行研究發(fā)現(xiàn),與未污染土壤相比,隨著重金屬污染程度的增加,小麥季土壤中2-0.2 mm與0.2-0.02 mm粒級的團聚體含量呈顯著降低趨勢,0.02-0.002 mm與0.002 mm粒級團聚體含量顯著增加,但這種現(xiàn)象在水稻收獲期表現(xiàn)不顯著;小麥季與水稻季的結(jié)果均表明重金屬污染降低了團聚體MWD(Mean Weight Diameter)值,降低了土壤的團聚程度,使得土壤穩(wěn)定性下降。2.與未污染土壤相比,重金屬污染土壤中活性有機碳含量顯著增加。其中微生物生物量碳隨著污染程度的增加呈先增加后降低趨勢,即重度污染降低了 土壤中微生物碳含量,而輕度重金屬污染使微生物碳顯著增加。這一現(xiàn)象表明重度污染嚴重抑制了微生物生長及功能多樣性,而低濃度重金屬污染能刺激微生物的生長,增加土壤中微生物量碳的含量。試驗還發(fā)現(xiàn)土壤中顆粒態(tài)有機碳含量亦隨著污染程度的增加呈增加趨勢,說明重金屬污染可能增加土壤中顆粒態(tài)有機碳的含量,使土壤中有機碳變得易于分解與流失。3.重金屬污染同樣可以改變土壤中有機質(zhì)的結(jié)構(gòu),試驗結(jié)果表明與未污染土壤相比,受重金屬污染土壤中酚羥基含量增加,各污染之間相比隨著污染程度的降低,酚羥基含量呈增加趨勢;與酚羥基相反,氨基與多糖官能團含量受重金屬污染影響呈降低趨勢,并且隨著污染程度的增加,降低趨勢更加明顯。綜上所述,重金屬污染可能會影響土壤團聚體的顆粒組成,增加小粒級團聚體的含量,降低了大團聚體顆粒組成,且隨著污染程度的增加,這種現(xiàn)象更加顯著;重金屬污染會增加土壤中活性有機碳的含量,使有機碳變得易于分解和利用,從而降低土壤中有機碳的含量,但各重金屬污染處理間有機碳含量變化沒有顯著性差異;同時可以發(fā)現(xiàn)重度污染降低了微生物碳的含量,而中度及輕度污染可以增加微生物碳的含量,刺激微生物的生長。
【學位單位】：南京農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：X53;S153.6
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻綜述
    研究背景
    1.1 農(nóng)田土壤重金屬污染現(xiàn)狀
    1.2 重金屬污染下土壤有機碳的物理保護機制
        1.2.1 土壤團聚體的形成機制研究
        1.2.2 團聚體的穩(wěn)定性
        1.2.3 團聚體對有機碳的物理保護機制
    1.3 土壤有機碳的化學保護機制
    1.4 重金屬污染對土壤有機碳結(jié)構(gòu)形態(tài)的影響
        1.4.1 傅立葉紅外光譜在土壤有機碳結(jié)構(gòu)測定中的應(yīng)用
        1.4.2 有機碳的化學結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性
    1.5 研究目的和意義
    1.6 研究內(nèi)容
    1.7 技術(shù)路線
第二章 材料與方法
    2.1 供試土壤及材料概況
        2.1.1 研究區(qū)域概況
        2.1.2 樣品的采集
        2.1.3 供試土壤基本性質(zhì)測定
    2.2 土壤樣品的測定方法
        2.2.1 土壤重金屬樣品的消化
        2.2.2 土壤團聚體分級與樣品制備
        2.2.3 微生物生物量碳、氮測定
        2.2.4 顆粒態(tài)有機碳的測定
        2.2.5 易氧化態(tài)有機碳的測定
        2.2.6 鐵鋁鍵結(jié)合態(tài)碳的選擇性提取與測定
        2.2.7 土壤有機碳傅里葉紅外光譜（FTIR）分析
    2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析
第三章 不同重金屬污染水平對土壤團聚體結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性的影響
    3.1 結(jié)果與分析
        3.1.1 不同重金屬污染程度土壤重金屬含量及內(nèi)羅梅指數(shù)
        3.1.2 不同重金屬污染程度對土壤團聚體質(zhì)量組成的影響
        3.1.3 不同重金屬污染程度對土壤團聚體穩(wěn)定性的影響
    3.2 討論
    3.3 小結(jié)
第四章 重金屬污染對土壤不同形態(tài)有機碳含量及結(jié)構(gòu)的影響
    4.1 結(jié)果與分析
        4.1.1 不同重金屬污染程度對原土及各粒級有機碳含量的影響
        4.1.2 不同重金屬污染程度對土壤微生物量碳的影響
        4.1.3 不同重金屬污染程度對原土顆粒態(tài)有機碳含量的影響
        4.1.4 不同重金屬污染程度原土及各粒級易氧化態(tài)碳含量影響
        4.1.5 不同重金屬污染程度對原土結(jié)合態(tài)有機碳的影響
        4.1.6 不同重金屬污染程度對原土有機碳形態(tài)及結(jié)構(gòu)的影響
    4.2 討論
        4.2.1 不同重金屬污染程度對土壤微生物生物量的影響
        4.2.2 不同重金屬污染程度對土壤中各形態(tài)有機碳含量影響
        4.2.3 不同重金屬污染程度對土壤中有機碳結(jié)構(gòu)形態(tài)影響
    4.3 小結(jié)
第五章 全文結(jié)論及展望
    5.1 全文主要結(jié)論
    5.2 文章創(chuàng)新點
    5.3 存在的不足與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
致謝

【引證文獻】

相關(guān)碩士學位論文 前1條

1 鄧媓;水稻土中重金屬形態(tài)分布的多表面模型預(yù)測[D];華中農(nóng)業(yè)大學;2018年

本文編號：2892575