【摘要】： 土壤鎘污染對(duì)生態(tài)系統(tǒng)、糧食安全及人體健康具有巨大的潛在危害,已成為當(dāng)今全球共同關(guān)注的重大環(huán)境問(wèn)題。我國(guó)有機(jī)物資源豐富,通過(guò)施用有機(jī)物降低鎘的危害既適合我國(guó)國(guó)情,也符合農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展要求。然而有機(jī)物對(duì)土壤鎘有效性的影響還存在一定的爭(zhēng)議,不同有機(jī)物的作用效果和機(jī)制也不一致。秸稈和畜禽糞便是最主要的有機(jī)資源,因此,有必要研究其對(duì)鎘有效性的影響及機(jī)理,從而為其合理利用提供理論依據(jù)。 本研究以作物秸稈和豬糞為材料研究有機(jī)物施入土壤后:對(duì)土壤鎘生物有效性的影響;對(duì)土壤鎘形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響;對(duì)土壤鎘形態(tài)和生物有效性影響的機(jī)理。取得如下主要結(jié)果與進(jìn)展: 1.利用櫻桃蘿卜和冬小麥進(jìn)行盆栽試驗(yàn)研究未經(jīng)腐熟的小麥秸稈或腐熟豬糞施入土壤后對(duì)鎘生物有效性的影響和機(jī)理。結(jié)果表明,在潮土和紅壤上,施用秸稈顯著增加第一茬櫻桃蘿卜葉和根的鎘濃度,并促進(jìn)鎘向可食部位根的轉(zhuǎn)移,但可顯著降低第二茬櫻桃蘿卜葉和根的鎘濃度,并抑制鎘向可食部位的轉(zhuǎn)移。施用豬糞顯著降低櫻桃蘿卜各部位鎘濃度,同時(shí)抑制鎘向可食部位的轉(zhuǎn)移。在潮土和黃棕壤上,施用秸稈或豬糞均可顯著降低小麥各部位鎘濃度及鎘向可食部位籽粒的轉(zhuǎn)移。在降低植株Cd濃度的效果上,豬糞好于秸稈,豬糞施入紅壤或黃棕壤后對(duì)植株Cd濃度的降低作用大于施入潮土后的效果。 2.采用土壤培養(yǎng)和盆栽試驗(yàn)研究施用未腐熟秸稈或腐熟豬糞對(duì)土壤鎘形態(tài)的動(dòng)態(tài)影響。結(jié)果表明,在非種植條件下,在潮土和紅壤上施用秸稈45天后,可顯著提高交換態(tài)鎘含量,降低低活性態(tài)鎘含量,但45天后這種作用隨培養(yǎng)時(shí)間逐漸減弱,到90天后作用不顯著。豬糞在整個(gè)培養(yǎng)期間均顯著降低交換態(tài)鎘含量,增加低活性態(tài)鎘含量。在潮土和紅壤上種植櫻桃蘿卜的情況下,施用秸稈到第一茬櫻桃蘿卜收獲時(shí)交換態(tài)鎘含量增加,低活性態(tài)鎘含量下降,到第二茬收獲時(shí),交換態(tài)鎘含量下降,低活性態(tài)鎘含量增加。施用豬糞后,兩茬櫻桃蘿卜收獲時(shí)高活性的交換態(tài)鎘含量均降低,其他低活性態(tài)鎘含量則增加。在潮土和黃棕壤上種植小麥的情況下,施用秸稈或豬糞均降低交換態(tài)鎘含量。回歸分析表明,櫻桃蘿卜和小麥體內(nèi)鎘濃度的變化主要與土壤交換態(tài)和有機(jī)質(zhì)結(jié)合態(tài)鎘含量有關(guān),且與交換態(tài)鎘含量呈顯著正相關(guān)而與有機(jī)質(zhì)結(jié)合態(tài)鎘含量呈顯著負(fù)相關(guān)。說(shuō)明秸稈和豬糞可通過(guò)土壤鎘形態(tài)的變化來(lái)影響植株對(duì)鎘的吸收。豬糞施入紅壤或黃棕壤后對(duì)交換態(tài)Cd含量的降低作用大于施入潮土后的效果。 3.采用土培試驗(yàn)和盆栽試驗(yàn)表明,施用秸稈或豬糞可不同程度地影響土壤pH。施用秸稈后,潮土和黃棕壤的pH變化不顯著,而紅壤pH增加。施用豬糞后,潮土pH顯著降低,而紅壤和黃棕壤pH顯著增加。相關(guān)分析表明,秸稈施入潮土、紅壤和黃棕壤及豬糞施入潮土后,土壤pH與交換態(tài)鎘含量呈顯著正相關(guān)。豬糞施入紅壤和黃棕壤后,土壤pH與交換態(tài)鎘含量呈顯著負(fù)相關(guān)。說(shuō)明只有當(dāng)豬糞施入紅壤和黃棕壤后可通過(guò)pH的改變降低鎘的有效性。 4.施用秸稈或豬糞均可顯著增加土壤胡敏酸(HA)和富里酸(FA)含量,但其對(duì)HA/FA比的影響不同。非種植條件下,施用秸稈可降低潮土和紅壤的HA/FA,但該作用隨培養(yǎng)時(shí)間逐漸減弱。種植櫻桃蘿卜情況下,施用秸稈到第一茬收獲時(shí),潮土和紅壤中HA/FA降低,但第二茬收獲后土壤HA/FA則增加。種植小麥情況下,施用秸稈可增加潮土和黃棕壤上HA/FA。無(wú)論是否種植作物,豬糞施入土壤后均可增加土壤HA/FA,豬糞對(duì)土壤HA/FA的增加作用大于相同碳用量的秸稈,且豬糞施入紅壤和黃棕壤后對(duì)HA/FA的增加作用大于在潮土上的作用。回歸分析表明,施用秸稈和豬糞后,交換態(tài)鎘含量與HA/FA呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。采用施用外源HA和FA的土壤培養(yǎng)試驗(yàn)進(jìn)一步證明,增加土壤HA/FA可顯著降低交換態(tài)鎘含量,增加碳酸鹽結(jié)合態(tài)及鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)鎘的含量。 綜上所述,無(wú)論施用秸稈還是豬糞可通過(guò)改變土壤HA/FA影響土壤鎘的活性,從而影響植物對(duì)鎘的吸收是有機(jī)物影響土壤鎘形態(tài)及鎘生物有效性的主要機(jī)制。因此,利用有機(jī)物降低土壤鎘活性時(shí),應(yīng)將有機(jī)物充分腐熟,增加HA/FA比,達(dá)到降低鎘活性和生物有效性的目的。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：X171.5

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 劉黃誠(chéng);有機(jī)物對(duì)重金屬污染耕地土壤的穩(wěn)定化修復(fù)研究[D];華中科技大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2789101