磷酸改性生物炭和氯化物混施对小麦吸收铅镉的影响

摘要

近年来，随着社会经济发展，重金属污染问题已经是世界性难题，治理修复已污染耕地，解决粮食安全问题亟待解决。为寻求治理石灰性铅镉污染土壤方法，采用了大田试验及盆栽试验研究了不同剂量改性生物炭，改性生物炭与不同剂量氯化钾和氯化钙混施对石灰性铅镉污染土壤的修复效果。研究表明:
　　大田试验表明:
　　1、石灰性镉污染农田施用改性生物炭能够提高大田小麦产量，施用量在15t·hm-2增产效果显著。与氯化钾混施则可促进大田小麦增产。
　　2、施用磷酸改性生物炭能够促进土壤中DTPA提取态铅降低，且采用BCR对土壤不同形态铅分析，磷酸改性生物炭能够促进土壤中活性强的弱酸提取态、还原态铅向稳定的氧化态、残渣态铅转化，与氯化钾混施能够显著促进这一现象。
　　3、石灰性镉污染土壤施用改性生物炭能够降低土壤中DTPA提取态镉，随着施用量增加，降低效果显著;磷酸改性生物炭和氯化钾可改变土壤镉赋存形态，促使生物有效性强的弱酸提取态、还原态镉向难溶态的氧化态、残渣态转化，这一特性有助于降低镉在小麦体内的富集。
　　4、改性生物炭的施用使小麦各部位镉含量显著降低，选用试验田，土壤铅全量为46.68mg·kg-1，未达到污染水平，施用磷酸改性生物炭可使土壤中有效态铅显著降低，小麦体内铅未达到检测水平;小麦各部位镉含量分布表现为籽粒＜颖壳＜茎叶＜根，与对照相比，15t·hm-2改性生物炭与氯化钾混施可使大田小麦籽粒镉下降59.45％。
　　盆栽试验表明:
　　1、施用改性生物炭可增加单盆小麦产量，且随着施用量的增加，小麦产量增加幅度增大。氯化物的添加能够进一步促进小麦产量的增加，且高剂量的氯化物效果更显著。不同氯化物对比发现，添加氯化钙增加小麦产量更显著。
　　2、磷酸改性生物炭能显著降低土壤有效态铅、镉含量，低剂量氯化物的添加在促进土壤有效态铅降低的同时，土壤有效态镉也显著降低;而高剂量氯化物的添加能够促进土壤有效态铅降低，但有效态镉在一定程度上有增加趋势。
　　3、石灰性铅、镉污染土壤中添加磷酸改性生物炭和氯化物可改变土壤铅、镉赋存形态，促使生物有效性强的弱酸提取态、还原态铅、镉向难溶态的氧化态、残渣态转化，这一特性有助于降低铅、镉在小麦体内的富集。
　　4、石灰性土壤上磷酸改性生物炭和氯化物混施可以大幅降低小麦体内各部位铅、镉的含量;其中改性生物炭施用量100g·kg-1配施低剂量CaCl2可使小麦籽粒铅含量降低88.73％，镉含量降低65.69％，其中籽粒铅含量降低为0.16mg·kg-1（符合《食品安全国家标准》GB2762-2017）。

目录

声明

致谢

摘要

1 文献综述

1．1 我国重金属污染概况及措施

1．2 土壤重金属主要来源及其危害

1．3 重金属在土壤中形态及影响因素

1．4 重金属污染土壤修复技术

1．5 稳定化修复铅、镉污染土壤

1．5．1 磷酸盐用于修复Pb、Cd污染土壤

1．6 生物炭在重金属污染土壤治理中的应用

1．6．1 生物炭及其结构性质

1．6．2 生物炭在农业中的应用

1．6．3 生物炭在修复重金属Pb、Cd污染土壤中的应用

1．6．4 改性生物炭在修复重金属Pb、Cd污染土壤中的应用

1．6．4 生物炭在修复重金属污染土壤存在的问题

2 引言

3 材料与方法

3．1 大田试验

3．1．4 试验设计

3．1．5 试验管理

3．1．6 样品采集与处理

3．2 盆栽试验

3．2．1 供试材料

3．2．2 试验设计

3．3 测定项目及方法

3．3．1 土壤基本理化测定

3．3．2 土壤和植株Pb、Cd含量的测定

3．3．3 土壤Pb、Cd不同化学形态测定

3．4 数据分析

4 结果与分析

4．1 大田试验

4．1．1 改性生物炭和氯化钾混施对小麦产量的影响

4．1．2 不同生育期土壤pH的变化

4．1．3 不同生育期土壤有效态镉、铅的变化

4．1．4 改性生物炭和氯化钾混施对土壤镉、铅赋存形态影响

4．1．5 改性生物炭和氯化钾混施对小麦籽粒镐含量影响

4．1．6 改性生物炭和氯化钾混施对小麦颖壳镉含量影响

4．1．7 改性生物炭和氯化钾混施对小麦茎叶镉含量影响

4．1．8 改性生物炭和氯化钾混施对小麦根镉含量影响

4．1．9 小麦籽粒镉含量、土壤pH及土壤各形态镉含量的相关分析

4．2．2 不同处理对土壤pH的影响

4．2．3 不同处理对土壤有效态铅、镉的影响

4．2．4 不同处理对土壤不同形态铅、镉的影响

4．2．5 不同处理对小麦不同部位铅、镉的影响

4．2．6 小麦籽粒铅、镉土壤pH及土壤各形态铅、镉含量的相关分析

4．2．7 盆栽试验小结

5 讨论与结论

5．1 讨论

5．1．1 大田试验

5．1．2 盆栽试验

5．2 结论

参考文献