外源重金屬對(duì)不同類型土壤養(yǎng)分及微生物活性的影響
本文關(guān)鍵詞:外源重金屬對(duì)不同類型土壤養(yǎng)分及微生物活性的影響,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:近年來,由于人為活動(dòng)帶來的土壤重金屬污染問題越來越突出,對(duì)我國(guó)農(nóng)田土壤環(huán)境及農(nóng)產(chǎn)品安全造成了嚴(yán)重影響。本研究選取我國(guó)南北地區(qū)兩種典型土壤,楊凌X土(石灰性土壤)和江西紅壤(酸性土壤),以土壤重金屬污染較為突出的5種重金屬(Pb、Cd、Hg、Cr和As)為研究對(duì)象,采用大田試驗(yàn)和化學(xué)分析方法分析了不同濃度外源重金屬在農(nóng)田土壤中的年際變化情況,以及重金屬污染對(duì)土壤速效養(yǎng)分、有機(jī)碳穩(wěn)定性和微生物活性的影響,旨在進(jìn)一步弄清楚重金屬在不同類型土壤中的環(huán)境化學(xué)行為,為污染土壤的質(zhì)量評(píng)價(jià)及建立有效的土壤重金屬污染預(yù)警和治理提供一定的理論依據(jù),對(duì)評(píng)價(jià)重金屬在農(nóng)田環(huán)境中的影響和預(yù)測(cè)農(nóng)田土壤重金屬污染趨勢(shì)具有重要的意義。獲得的主要結(jié)論如下:1)外源重金屬的固定反映主要發(fā)生于進(jìn)入土壤初期,該時(shí)期重金屬遷移轉(zhuǎn)化明顯,流動(dòng)性較強(qiáng),在土壤之中有明顯的動(dòng)態(tài)變化。土壤中有效態(tài)重金屬的比例隨試驗(yàn)周期的延長(zhǎng)不斷下降,在有機(jī)質(zhì)、CaCO3和pH較高的X土中,有效態(tài)Pb、Cd含量較低,重金屬易于被固定;紅壤中有效態(tài)Pb、Cd含量較高,重金屬達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間也更久。2)外源重金屬污染對(duì)土壤養(yǎng)分循環(huán)產(chǎn)生了一定程度的影響,但影響程度因重金屬種類及濃度的不同而不同。低濃度Pb處理下土壤中堿解氮含量下降明顯;可溶態(tài)Pb、Cd能夠與土壤溶液中的磷酸根生成難溶性鹽,降低土壤速效磷含量,不利于植物的利用;Pb離子與土壤膠體或土壤礦物晶格中的K+發(fā)生置換,使土壤中速效鉀含量升高,加大了其流失的傾向性;Cd污染則能夠顯著降低土壤速效鉀含量。3)外源鉛、鎘污染導(dǎo)致了土壤有機(jī)碳和溶解性有機(jī)碳含量的顯著下降,表明重金屬污染加速了土壤有機(jī)碳的分解,從而對(duì)土壤長(zhǎng)期的固碳潛力產(chǎn)生重要影響,導(dǎo)致土壤供給作物養(yǎng)分的能力下降,威脅農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。4)低濃度Pb和Cd的污染刺激了微生物的生長(zhǎng),提高了土壤微生物量碳水平,隨著重金屬濃度的升高這種刺激作用逐漸消失,并轉(zhuǎn)向抑制的效果。這表明低濃度重金屬的加入促進(jìn)了土壤有機(jī)碳的分解,減弱了土壤有機(jī)碳的穩(wěn)定性,不利于土壤碳的固持。由此看來,長(zhǎng)期重金屬污染對(duì)土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性的影響存在對(duì)碳的有效性和微生物活性的綜合影響機(jī)制。5)X土中微生物總量大于紅壤,紅壤中真菌的比例較高,土壤中種群數(shù)量大小為:細(xì)菌放線菌真菌,細(xì)菌的數(shù)量為主控因子。外源重金屬添加到土壤中后,土壤三大類微生物數(shù)量均呈現(xiàn)下降趨勢(shì),說明高濃度重金屬污染能夠抑制土壤微生物的生長(zhǎng),其敏感性大小表現(xiàn)為細(xì)菌放線菌真菌。6)重金屬污染下真菌數(shù)量變化最小,表明真菌能忍耐較高濃度的重金屬而生長(zhǎng)。同時(shí),真菌在土壤中所占三類菌的比例有所上升,可能表明重金屬污染導(dǎo)致土壤質(zhì)量出現(xiàn)退化。7)不同季節(jié)中,鉛污染對(duì)土壤脲酶活性和過氧化氫酶活性的影響差異較大。夏季,Pb在一定程度上激活土壤脲酶和過氧化氫酶的活性;冬季主要表現(xiàn)出抑制作用。夏季過氧化氫酶對(duì)鉛污染更為敏感,而冬季脲酶較過氧化氫酶對(duì)鉛的污染更為敏感。8)不同類型土壤鉛污染下,土壤脲酶和過氧化氫酶活性變化不一致,且堿性X土中酶活性顯著高于酸性紅壤中酶活性。土壤脲酶和過氧化氫酶可以作為表征土壤重金屬鉛污染程度的指標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】:X土 紅壤 外源重金屬 速效養(yǎng)分 微生物活性
【學(xué)位授予單位】:西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:X53;S151.9
【目錄】:
- 摘要5-7
- ABSTRACT7-12
- 第一章 文獻(xiàn)綜述12-20
- 1.1 土壤重金屬污染概述12-13
- 1.1.1 土壤常見重金屬來源12
- 1.1.2 土壤的重金屬污染現(xiàn)狀12-13
- 1.1.3 土壤常見重金屬危害13
- 1.2 影響重金屬在土壤中形態(tài)分布的因素13-14
- 1.2.1 酸堿性(pH)13
- 1.2.2 有機(jī)質(zhì)13-14
- 1.2.3 陽離子交換量(CEC)14
- 1.3 重金屬污染對(duì)土壤養(yǎng)分循環(huán)的影響14-15
- 1.3.1 土壤有機(jī)質(zhì)的穩(wěn)定性14
- 1.3.2 N循環(huán)14-15
- 1.3.3 土壤磷、鉀與重金屬間的相互作用15
- 1.4 重金屬污染對(duì)土壤微生物活性的研究15-16
- 1.4.1 土壤微生物生物量15-16
- 1.4.2 土壤微生物商16
- 1.4.3 微生物群落結(jié)構(gòu)16
- 1.5 重金屬污染對(duì)土壤酶活性的影響16-17
- 1.6 課題研究的目的和意義17-20
- 1.6.1 研究目的及意義17-18
- 1.6.2 研究?jī)?nèi)容18
- 1.6.3 研究技術(shù)路線18-20
- 第二章 材料與方法20-23
- 2.1 研究區(qū)域概況20
- 2.2 研究方案設(shè)置20-21
- 2.2.1 重金屬添加方式20
- 2.2.2 重金屬添加量20
- 2.2.3 試驗(yàn)小區(qū)布置20-21
- 2.3 樣品采集與處理21
- 2.4 試驗(yàn)方法21-22
- 2.4.1 土壤基本理化性質(zhì)測(cè)定21
- 2.4.2 土壤重金屬全量和有效態(tài)含量的測(cè)定21
- 2.4.3 土壤微生物量碳的測(cè)定21
- 2.4.4 土壤微生物數(shù)量測(cè)定21-22
- 2.4.5 土壤酶活性測(cè)定22
- 2.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)22-23
- 第三章 外源重金屬在不同類型土壤中的年際變化及對(duì)土壤養(yǎng)分的影響23-30
- 3.1 結(jié)果與分析23-27
- 3.1.1 供試土壤基本情況23
- 3.1.2 外源鉛、鎘在不同類型土壤中的年際變化情況23-25
- 3.1.3 外源鉛、鎘對(duì)土壤速效養(yǎng)分的影響25-27
- 3.1.4 外源鉛、鎘污染與土壤相關(guān)因子間的相關(guān)性27
- 3.2 討論27-29
- 3.3 小結(jié)29-30
- 第四章 外源重金屬對(duì)土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性的影響30-33
- 4.1 結(jié)果與分析30-32
- 4.1.1 外源鉛、鎘對(duì)土壤有機(jī)碳的影響30
- 4.1.2 外源鉛、鎘對(duì)土壤溶解性有機(jī)碳的影響30
- 4.1.3 外源鉛、鎘對(duì)微生物量碳的影響30-31
- 4.1.4 外源鉛、鎘對(duì)微生物商的影響31-32
- 4.2 討論32
- 4.3 結(jié)論32-33
- 第五章 重金屬污染對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響33-36
- 5.1 結(jié)果與討論33-35
- 5.1.1 重金屬污染下土壤微生物數(shù)量的變化33-34
- 5.1.2 重金屬污染下微生物組成比例的變化34-35
- 5.1.3 土壤有效重金屬與土壤微生物數(shù)量相關(guān)性分析35
- 5.2 小結(jié)35-36
- 第六章 重金屬污染對(duì)土壤酶活性的影響36-40
- 6.1 結(jié)果與討論36-39
- 6.1.1 外源鉛對(duì)不同季節(jié)不同類型土壤脲酶活性的影響36-37
- 6.1.2 外源鉛對(duì)不同季節(jié)不同類型土壤過氧化氫酶活性的影響37-38
- 6.1.3 兩種類型土壤酶活性比較38-39
- 6.2 結(jié)論39-40
- 第七章 主要結(jié)論40-41
- 參考文獻(xiàn)41-46
- 致謝46-47
- 作者簡(jiǎn)介47
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