有机物料对水稻土有机质组分及水稻吸收镉的影响

摘要

有机质对重金属在土壤中的迁移转化行为的影响不仅与其含量有关，还与其组分有关。其中，溶解性有机质(DOM)指存在于土壤溶液中的各种有机质，包括不同结构及分子量的有机物，如可溶性糖类、烃类、氨基酸、脂肪酸、腐殖质等。颗粒有机质(POM)是动植物残体向土壤腐殖质转化的活性中间产物，是土壤中粒径大于0.053mm的轻组有机物质。DOM的高活性，充当着土壤重金属的迁移载体，从而影响重金属的环境行为，而 POM对重金属具有很强的富集能力，两种有机质对重金属活性的影响截然不同。二者对水稻土镉(Cd)的迁移转化行为及水稻镉吸收的影响还有待研究。
　　本研究采用有机碳矿化试验研究了淹水条件下生物炭（BC）、泥炭（PT）、腐殖质（HS）、牛粪沼渣（CM）、猪粪沼渣（PM）、农家肥（FM）和生活垃圾堆肥（DRC）在水稻土中的分解动态；采用土壤培养试验研究了上述有机物料对土壤有机质组分DOM和POM的影响及其与水稻土镉形态变化的动态关系；通过盆栽试验研究了上述有机物料对土壤-水稻系统中土壤有机质组分和水稻镉吸收的影响，探讨了土壤不同有机质组分变化与水稻镉吸收的关系。获得的主要结论如下：
　　（1）施加有机物料对土壤有机碳的矿化起正激发效应。各处理土壤的累积矿化量表现为CM>PM>FM>DRC>BC>PT>HS， CM、 PM和FM比BC、PT、HS更易矿化。
　　（2）有机物料能不同程度提高水稻土的 pH值，提高幅度以 BC处理最大， PT处理最低，各处理间差异显著。
　　（3）除BC处理的DOC降低外，有机物料提高了水稻土的SOC和POM含量、POM-C及DOC含量，土壤SOC含量以 PT和 BC处理最高；土壤溶液DOC浓度以FM和CM的增幅最高，这与有机物料分解的难易程度有关。POM-C含量以HS处理最高，POM含量及其对土壤碳的贡献率则以BC和HS处理最大。
　　（4）有机物料对土壤POM-Cd含量及土壤-水稻系统中土壤水溶性Cd的影响因物料种类而异，也使培养试验中土壤水溶性 Cd浓度提高。水稻土交换态和铁锰结合态Cd含量增加，碳酸盐结合态、有机结合态和残渣态Cd含量降低，说明有机物料促进了水稻土中Cd的活化。
　　（5）有机物料对水稻根、茎叶和糙米生物量的影响因有机物料种类的不同而异。FM、DRC处理使水稻根、茎叶的生物量降低，其余处理均能不同程度提高水稻根、茎和糙米的生物量，以PT对根的增幅最大，BC对茎、糙米的增幅最大，增幅分别为68.59％、43.39%和60.24%。
　　（6）有机物料促进了水稻根部、茎叶对Cd的吸收；PT和HS对糙米中Cd浓度无明显影响，但抑制了 Cd从茎叶到糙米的转移，其余有机物料则显著促进了糙米对Cd的吸收和转移。相关分析表明，水稻各部位Cd含量与土壤DOC、POM及其Cd含量无显著相关性，但根部Cd含量与水稻土交换态Cd含量呈显著正相关，与碳酸盐结合态和残渣态呈显著负相关，说明有机物料主要通过影响土壤Cd形态变化而促进水稻对Cd的吸收。

目录

声明

第一章 文献综述

1.1我国农田土壤Cd污染现状

1.2土壤有机质对Cd有效性的影响

1.3有机物料对土壤有机质组分的影响

1.4有机物料对土壤Cd迁移转化的影响

第二章 引言

2.1研究目的和意义

2.2研究内容

2.3技术路线

第三章 材料和方法

3.1试验材料

3.2试验设计

3.3分析方法

3.4数据统计与分析

第四章 有机物料施用条件下土壤有机质组分及有效态镉的动态变化

4.1 土壤溶液pH的变化动态

4.2土壤有机碳矿化特征

4.3土壤有机碳含量及其组分的变化动态

4.4 POM中镉含量的变化动态

4.5土壤水溶性镉含量的变化

第五章 有机物料对有机质组分及水稻吸收镉的影响

5.1有机物料对水稻土pH的影响

5.2有机物料对水稻土有机碳含量及其组分的影响

5.3有机物料对水稻土Cd形态的影响

5.4有机物料对水稻生物量的影响

5.5有机物料对水稻各部位Cd含量及转运的影响

第六章 结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

参考文献

致谢

在学期间所发表论文