改性生物炭對汞污染紫色土水稻生理的影響
發(fā)布時間:2021-01-10 00:44
重金屬污染不僅造成作物減產(chǎn)并且威脅生態(tài)環(huán)境安全和人體健康,具有隱蔽性、持久性和不可逆性等特點(diǎn)。由于工業(yè)的迅速發(fā)展,亞洲成為汞排放最多的地區(qū),我國的汞存儲量世界第三,當(dāng)植物受到汞污染時,將引起氧化損傷甚至死亡。水稻在生長期內(nèi),大部分時間都生長在水淹環(huán)境中,形成特殊的濕地生態(tài)系統(tǒng),成為甲基汞向食物鏈遷移的潛在途徑。我國作為農(nóng)業(yè)大國,進(jìn)行農(nóng)田污染物處理尤其是難以降解的重金屬污染修復(fù),對于實(shí)現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展有重要意義。紫色土是西南地區(qū)分布特別寬廣、土壤肥力較高的一種適合農(nóng)業(yè)耕作的土壤,而如若被汞污染損失重大。生物炭是由生物質(zhì)原料在部分或完全缺氧的條件下,通過高溫?zé)峤庵频玫亩嗫、疏?吸附性能優(yōu)良的含碳固形物。研究發(fā)現(xiàn),生物炭對重金屬有吸附作用,將原始生物炭負(fù)載特殊的官能基團(tuán)進(jìn)行改性,能夠優(yōu)化吸附性能,修復(fù)重金屬污染土壤,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物資源再利用,對土壤改良有廣闊的研究前景。本文針對西南地區(qū)紫色土汞污染問題,通過設(shè)計盆栽實(shí)驗,探索施加不同種類改性生物炭對汞污染條件下紫色土水稻生理特性變化及土壤和作物養(yǎng)分含量變化,選擇效果相對較好的改性材料,并分析其機(jī)理。同時通過設(shè)置不同質(zhì)量比改性生物炭,探討最佳...
【文章來源】:西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線圖
巰基改性生物炭處理(SH)、硒負(fù)載改性生物炭處理(Se)、殼聚糖改性生物炭處理(CTS)在光合指標(biāo)的響應(yīng)。(1)凈光合速率 A凈光合速率 A 是葉片光合功能的直接指標(biāo),不同水稻品種間存在顯著差異(Janardhan et al.,1983)。由圖 4.1 可知,在測量的水稻的整個生育時期,凈光合速率A 呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,即揚(yáng)花期>拔節(jié)期>灌漿期。同一汞濃度條件下,施加生物炭之后,拔節(jié)期除了 Se 處理,其余改性生物炭相對 CK 和 BC 均有不同程度的增加,在 NH,YYJ 和 SH 處理增幅較大,相對 BC 分別增加 25.0%,24.9%,17.7%;揚(yáng)花期和灌漿期均在 NH,YYJ 增幅較大,相對 BC 分別增加 11.3%-18.8%,11.7%-12.6%。
西南大學(xué)農(nóng)業(yè)碩士學(xué)位論文17(2)蒸騰速率E蒸騰速率E是反映葉片蒸騰作用的重要指標(biāo),蒸騰作用是發(fā)生在葉片表面的水汽蒸發(fā)過程,與光合作用是兩個同時進(jìn)行的氣孔交換過程(孔令娜等,2010)。由圖4.2可知,在水稻的整個生育時期,蒸騰速率E呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢,即拔節(jié)期>揚(yáng)花期>灌漿期。同一汞濃度條件下,施加生物炭之后,不同生育時期均有不同程度的增加。拔節(jié)期在NH,YYJ和SH處理顯著增加,相對BC分別增加12.9%,12.9%,9.7%;揚(yáng)花期在NH,HYJ,YYJ和SH處理顯著增加,相對BC增加2.56%-4.62%;灌漿期在NH,YYJ和SH處理顯著增加,NH增幅最大,相對BC增加2.50%。圖4.2不同改性生物炭對汞污染紫色土水稻蒸騰速率的影響Fig.4.2Effectsofdifferentmodifiedbiocharontranspirationrateofriceinmercury-contaminatedpurplesoil(3)氣孔導(dǎo)度gs氣孔導(dǎo)度gs是影響植物二氧化碳同化的重要指標(biāo)。氣孔是植物與外界環(huán)境進(jìn)行水分和氣體交換的主要通道。氣孔的保衛(wèi)細(xì)胞對環(huán)境條件非常敏感,可以通過水分出入調(diào)節(jié)氣孔孔徑大小,進(jìn)而調(diào)控植物的光合呼吸等生理過程。與其他作物相比,水稻的氣孔數(shù)目較多(陳溫福等,1990)。由圖4.3可知,在水稻的整個生育時期,氣孔導(dǎo)度gs呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢,即拔節(jié)期>揚(yáng)花期>灌漿期。同一汞濃度條件下,施加生物炭之后,拔節(jié)期除了HYJ處理,其余處理均有不同程度的增加,其中,NH和SH處理顯著增加,與BC相比,增幅分別為10.6和12.9%;揚(yáng)花期和灌漿期NH處理最顯著,增幅分別為28.9%、42.2%。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]負(fù)壓灌溉下施鉀促進(jìn)紫葉生菜生長和根際微生物多樣性的研究[J]. 高翔,張淑香,龍懷玉. 中國土壤與肥料. 2019(06)
[2]不同生物質(zhì)炭對土壤中有效態(tài)汞的影響及其吸附特征分析[J]. 徐振濤,梁鵬,吳勝春,單勝道. 環(huán)境化學(xué). 2019(04)
[3]乙氧基改性聚三硅氧烷在“兩減一增”工作中的重要作用[J]. 李剛,何道瓊. 農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技. 2018(15)
[4]多功能環(huán)氧基填料固定蛋白A[J]. 段亞,張旭鋒. 應(yīng)用化工. 2018(04)
[5]不同茶樹品種硒、汞、砷富集特性研究[J]. 秦玉燕,時鵬濤,王運(yùn)儒,藍(lán)唯,羅清,杜國冬,陸仲煙,溫立香. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報. 2017(06)
[6]不同生物炭用量對湘西植煙土壤養(yǎng)分的影響[J]. 宋亮,任天寶,李敏,周亞軍,楊永鋒,云菲,劉國順. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué). 2017(02)
[7]納米零價鐵改性氨基生物炭的制備及對Cd(Ⅱ)的吸附和解吸特性[J]. 馬天行,楊琛,江鮮英,黨志,李筱琴. 環(huán)境工程學(xué)報. 2016(10)
[8]硒對汞毒性的拮抗作用及機(jī)理[J]. 王祖光,崔麗巍,趙甲亭,李云云,徐小晗,高愈希,李柏,李玉鋒,柴之芳. 中國科學(xué):化學(xué). 2016(07)
[9]生物炭對鎘脅迫下水稻生長及光合產(chǎn)量的影響[J]. 張學(xué)艷,曹瑩,孟軍,周國馳,張賀楠,賈甜華. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2016(05)
[10]明膠-環(huán)氧聚醚胺交聯(lián)膜的合成及其對重金屬離子的吸附性能[J]. 張賽,史子興,印杰. 功能高分子學(xué)報. 2016(01)
博士論文
[1]稻田土壤碳氮轉(zhuǎn)化與微生物群落結(jié)構(gòu)及活性之間的聯(lián)系機(jī)制[D]. 王娟.浙江大學(xué) 2015
[2]生物炭對不同類型土壤理化性質(zhì)和微生物多樣性的影響[D]. 韓光明.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[3]生物炭對中國北方酸化土壤的改性研究[D]. 徐振華.中國海洋大學(xué) 2012
碩士論文
[1]巰基改性生物炭的制備及其修復(fù)重金屬污染土壤的研究[D]. 范家俊.華僑大學(xué) 2019
[2]微地形主導(dǎo)下紫色泥巖發(fā)育土壤的發(fā)生特征[D]. 唐嘉鴻.西南大學(xué) 2019
[3]設(shè)施菜地中鎘的鈍化修復(fù)效果研究[D]. 于志祥.河北大學(xué) 2018
[4]改性生物炭對草甘膦和磺胺二甲基嘧啶的去除[D]. 江鮮英.華南理工大學(xué) 2018
[5]農(nóng)林廢棄物生物炭的制備、改性及在Cd污染治理中的應(yīng)用[D]. 李飛.東南大學(xué) 2018
[6]生物炭及其改性材料對鉛的吸附研究[D]. 高超群.長安大學(xué) 2018
[7]不同類型水稻土甲基汞變化特征及其在水稻中的富集[D]. 李雨芩.西南大學(xué) 2018
[8]改性生物炭對水稻土壤中鎘和砷生物有效性以及根際微生態(tài)的影響[D]. 劉書四.華南理工大學(xué) 2017
[9]吡咯亞胺釩絡(luò)合物催化制備含功能性乙氧基硅烷的乙烯共聚物[D]. 劉智穎.浙江大學(xué) 2017
[10]玉米秸稈生物炭對氮磷的吸附特性及其對土壤氮磷吸附特性的影響[D]. 張璐.吉林大學(xué) 2016
本文編號:2967726
【文章來源】:西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線圖
巰基改性生物炭處理(SH)、硒負(fù)載改性生物炭處理(Se)、殼聚糖改性生物炭處理(CTS)在光合指標(biāo)的響應(yīng)。(1)凈光合速率 A凈光合速率 A 是葉片光合功能的直接指標(biāo),不同水稻品種間存在顯著差異(Janardhan et al.,1983)。由圖 4.1 可知,在測量的水稻的整個生育時期,凈光合速率A 呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,即揚(yáng)花期>拔節(jié)期>灌漿期。同一汞濃度條件下,施加生物炭之后,拔節(jié)期除了 Se 處理,其余改性生物炭相對 CK 和 BC 均有不同程度的增加,在 NH,YYJ 和 SH 處理增幅較大,相對 BC 分別增加 25.0%,24.9%,17.7%;揚(yáng)花期和灌漿期均在 NH,YYJ 增幅較大,相對 BC 分別增加 11.3%-18.8%,11.7%-12.6%。
西南大學(xué)農(nóng)業(yè)碩士學(xué)位論文17(2)蒸騰速率E蒸騰速率E是反映葉片蒸騰作用的重要指標(biāo),蒸騰作用是發(fā)生在葉片表面的水汽蒸發(fā)過程,與光合作用是兩個同時進(jìn)行的氣孔交換過程(孔令娜等,2010)。由圖4.2可知,在水稻的整個生育時期,蒸騰速率E呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢,即拔節(jié)期>揚(yáng)花期>灌漿期。同一汞濃度條件下,施加生物炭之后,不同生育時期均有不同程度的增加。拔節(jié)期在NH,YYJ和SH處理顯著增加,相對BC分別增加12.9%,12.9%,9.7%;揚(yáng)花期在NH,HYJ,YYJ和SH處理顯著增加,相對BC增加2.56%-4.62%;灌漿期在NH,YYJ和SH處理顯著增加,NH增幅最大,相對BC增加2.50%。圖4.2不同改性生物炭對汞污染紫色土水稻蒸騰速率的影響Fig.4.2Effectsofdifferentmodifiedbiocharontranspirationrateofriceinmercury-contaminatedpurplesoil(3)氣孔導(dǎo)度gs氣孔導(dǎo)度gs是影響植物二氧化碳同化的重要指標(biāo)。氣孔是植物與外界環(huán)境進(jìn)行水分和氣體交換的主要通道。氣孔的保衛(wèi)細(xì)胞對環(huán)境條件非常敏感,可以通過水分出入調(diào)節(jié)氣孔孔徑大小,進(jìn)而調(diào)控植物的光合呼吸等生理過程。與其他作物相比,水稻的氣孔數(shù)目較多(陳溫福等,1990)。由圖4.3可知,在水稻的整個生育時期,氣孔導(dǎo)度gs呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢,即拔節(jié)期>揚(yáng)花期>灌漿期。同一汞濃度條件下,施加生物炭之后,拔節(jié)期除了HYJ處理,其余處理均有不同程度的增加,其中,NH和SH處理顯著增加,與BC相比,增幅分別為10.6和12.9%;揚(yáng)花期和灌漿期NH處理最顯著,增幅分別為28.9%、42.2%。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]負(fù)壓灌溉下施鉀促進(jìn)紫葉生菜生長和根際微生物多樣性的研究[J]. 高翔,張淑香,龍懷玉. 中國土壤與肥料. 2019(06)
[2]不同生物質(zhì)炭對土壤中有效態(tài)汞的影響及其吸附特征分析[J]. 徐振濤,梁鵬,吳勝春,單勝道. 環(huán)境化學(xué). 2019(04)
[3]乙氧基改性聚三硅氧烷在“兩減一增”工作中的重要作用[J]. 李剛,何道瓊. 農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技. 2018(15)
[4]多功能環(huán)氧基填料固定蛋白A[J]. 段亞,張旭鋒. 應(yīng)用化工. 2018(04)
[5]不同茶樹品種硒、汞、砷富集特性研究[J]. 秦玉燕,時鵬濤,王運(yùn)儒,藍(lán)唯,羅清,杜國冬,陸仲煙,溫立香. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報. 2017(06)
[6]不同生物炭用量對湘西植煙土壤養(yǎng)分的影響[J]. 宋亮,任天寶,李敏,周亞軍,楊永鋒,云菲,劉國順. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué). 2017(02)
[7]納米零價鐵改性氨基生物炭的制備及對Cd(Ⅱ)的吸附和解吸特性[J]. 馬天行,楊琛,江鮮英,黨志,李筱琴. 環(huán)境工程學(xué)報. 2016(10)
[8]硒對汞毒性的拮抗作用及機(jī)理[J]. 王祖光,崔麗巍,趙甲亭,李云云,徐小晗,高愈希,李柏,李玉鋒,柴之芳. 中國科學(xué):化學(xué). 2016(07)
[9]生物炭對鎘脅迫下水稻生長及光合產(chǎn)量的影響[J]. 張學(xué)艷,曹瑩,孟軍,周國馳,張賀楠,賈甜華. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2016(05)
[10]明膠-環(huán)氧聚醚胺交聯(lián)膜的合成及其對重金屬離子的吸附性能[J]. 張賽,史子興,印杰. 功能高分子學(xué)報. 2016(01)
博士論文
[1]稻田土壤碳氮轉(zhuǎn)化與微生物群落結(jié)構(gòu)及活性之間的聯(lián)系機(jī)制[D]. 王娟.浙江大學(xué) 2015
[2]生物炭對不同類型土壤理化性質(zhì)和微生物多樣性的影響[D]. 韓光明.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[3]生物炭對中國北方酸化土壤的改性研究[D]. 徐振華.中國海洋大學(xué) 2012
碩士論文
[1]巰基改性生物炭的制備及其修復(fù)重金屬污染土壤的研究[D]. 范家俊.華僑大學(xué) 2019
[2]微地形主導(dǎo)下紫色泥巖發(fā)育土壤的發(fā)生特征[D]. 唐嘉鴻.西南大學(xué) 2019
[3]設(shè)施菜地中鎘的鈍化修復(fù)效果研究[D]. 于志祥.河北大學(xué) 2018
[4]改性生物炭對草甘膦和磺胺二甲基嘧啶的去除[D]. 江鮮英.華南理工大學(xué) 2018
[5]農(nóng)林廢棄物生物炭的制備、改性及在Cd污染治理中的應(yīng)用[D]. 李飛.東南大學(xué) 2018
[6]生物炭及其改性材料對鉛的吸附研究[D]. 高超群.長安大學(xué) 2018
[7]不同類型水稻土甲基汞變化特征及其在水稻中的富集[D]. 李雨芩.西南大學(xué) 2018
[8]改性生物炭對水稻土壤中鎘和砷生物有效性以及根際微生態(tài)的影響[D]. 劉書四.華南理工大學(xué) 2017
[9]吡咯亞胺釩絡(luò)合物催化制備含功能性乙氧基硅烷的乙烯共聚物[D]. 劉智穎.浙江大學(xué) 2017
[10]玉米秸稈生物炭對氮磷的吸附特性及其對土壤氮磷吸附特性的影響[D]. 張璐.吉林大學(xué) 2016
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