【摘要】：由于自然因素和人為因素的共同影響,我國耕地土壤Cd污染呈加劇趨勢。Cd污染土壤不僅對農(nóng)作物生長產(chǎn)生脅迫作用,亦導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品中Cd濃度超限,損害人體健康。面對可耕土地面積銳減和土壤污染嚴(yán)重的現(xiàn)狀,需要加強對已污染耕地的修復(fù)與利用。為解決這一問題,需從低積累作物培育和合理的農(nóng)藝與調(diào)控措施兩方面考慮�；诖�,本研究選取沈陽地區(qū)具有代表性的地帶性土壤之一的棕壤作為研究對象,添加CdCl_2溶液陳化后形成濃度為10 mg/kg的Cd污染土壤,以土壤水分(40%、60%、80%WHC)與尿素施用量(0.00、0.125、0.25、0.375 N mg/kg)兩因素完全組合設(shè)置試驗,污染土壤混肥后裝盆種植油菜,待油菜長出3片真葉后每盆定植6株,分別于第10天(油菜生長前期)、20天(油菜生長中期)、35天(油菜生長后期)將油菜植株和土樣破壞性取出供試驗分析。本試驗采用盆栽方法系統(tǒng)地研究了:(1)不同水/肥條件對油菜生長及其植株內(nèi)Cd含量的影響;(2)土壤—油菜系統(tǒng)中重金屬Cd的賦存形態(tài)特征及其影響因素。主要研究結(jié)果如下:1.油菜在10 mg/kg的Cd污染土壤上可生長,對Cd脅迫具有一定耐受性。試驗條件下,油菜生物量在46.0-255.2 g/盆之間。單一控制因素下,該因素的增加顯著增加油菜生物量。水分、尿素的交互作用對油菜生物量產(chǎn)生明顯影響,在不施用N肥時,水分條件對油菜生物量的影響并不顯著(P0.05);在N肥充足的情況下,水分條件將成為油菜生長的限制性因素。2.油菜生長前期、中期、后期根系對Cd積累量分別在7.2-32.7、10.2-38.0、11.8-42.2 mg/kg之間,莖葉對Cd積累量分別在14.4-41.1、20.2-53.9、23.9-58.5mg/kg之間,表明油菜莖葉對Cd具有富集積累作用,且隨著油菜的生長其富集作用越明顯;高量水/肥條件油菜對Cd的積累明顯高于水/肥不足處理。在養(yǎng)分不足的情況下,油菜根系積累的Cd更容易向莖葉遷移,造成更大的食品安全風(fēng)險。油菜莖葉在全生育期內(nèi)均可作為食材,但在Cd污染水平為10 mg/kg條件下,其可食用部位Cd濃度均遠(yuǎn)高于食品中0.2 mg/kg限量標(biāo)準(zhǔn),不宜食用。表明在該水平Cd污染土壤上不適合直接種植油菜作為食材,但油菜可以作為修復(fù)材料修復(fù)Cd污染土壤。3.油菜生育期內(nèi),各時期土壤pH分別在5.23-5.67、5.20-5.41、4.59-5.14之間。至油菜收獲時,土壤pH較種植油菜前下降0.30-0.85個單位,土壤發(fā)生明顯的酸化,酸化趨勢隨著尿素施用量的增加而加劇,土壤的酸化勢必對土壤中Cd賦存形態(tài)產(chǎn)生影響。4.油菜全生育期內(nèi),土壤中Cd賦存形態(tài)含量次序為:交換態(tài)碳酸鹽結(jié)合態(tài)殘渣態(tài)鐵錳氧化態(tài)有機結(jié)合態(tài);至油菜收獲時,土壤中交換態(tài)Cd的含量在3.12-4.42 mg/kg之間,碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd含量在2.35-3.31 mg/kg之間,鐵錳氧化態(tài)Cd含量在1.01-1.06 mg/kg之間,土壤中有機結(jié)合態(tài)Cd含量在0.10-0.15mg/kg之間,殘渣態(tài)Cd含量在1.21-3.30 mg/kg之間。其中,鐵錳氧化態(tài)與殘渣態(tài)所占比例在全生育期內(nèi)基本未發(fā)生變化,部分有機結(jié)合態(tài)在油菜收獲時轉(zhuǎn)變?yōu)榻粨Q態(tài)或碳酸鹽結(jié)合態(tài),生物有效性增加。表明不同水/肥條件對活化土壤中Cd起到一定促進(jìn)作用。5.油菜生長前期和中期,土壤酸度(pH)與土壤中交換態(tài)Cd含量、碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd含量、鐵錳氧化態(tài)Cd含量及有機結(jié)合態(tài)Cd含量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系,與殘渣態(tài)Cd含量呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系,但相關(guān)性均不顯著;對于油菜生長后期,其趨勢與油菜生長前期和中期類似,但土壤酸度與碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd含量顯著負(fù)相關(guān),與殘渣態(tài)Cd含量顯著正相關(guān)。表明在酸性土壤中,土壤酸度的增加利于交換態(tài)、殘渣態(tài)Cd向其它幾種賦存形態(tài)轉(zhuǎn)變,增加其生物有效性。6.土壤中Cd賦存形態(tài)與油菜植株體內(nèi)Cd含量關(guān)系密切。油菜Cd積累量與土壤中鐵錳氧化態(tài)Cd含量及有機結(jié)合態(tài)Cd含量關(guān)系不大,與交換態(tài)Cd含量及碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd含量呈正相關(guān)關(guān)系,且與后者的相關(guān)性達(dá)到顯著水平,與殘渣態(tài)Cd含量呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。表明土壤中生物活性較高的Cd的賦存形態(tài)為碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd與交換態(tài)Cd,殘渣態(tài)Cd的生物有效性最低。
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X53;S311

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2629726