改良剂对土壤-作物中镉铅含量及形态的影响

摘要

近年来，我国北方地区土壤重金属污染越来越严重，迫切的需要一些方法对其进行有效的治理。本论文在前期研究的基础上，筛选出一种效果比较好的改良剂，对其进行小麦玉米盆栽实验，用来探究改良剂及其后效对石灰性土壤中重金属形态变化的影响。研究表明:
　　1、改良剂能够显著增加小麦和玉米产量，当改良剂用量为24g·kg-1～48g·kg-1时，小麦和玉米的产量分别增加了35.92％～96.92％、16.39％～27.02％。
　　2、改良剂能够显著降低小麦根、茎叶、颖壳、籽粒中重金属的含量，随着改良剂用量的增加，其Cd含量分别降低了13.80％～36.03％、39.62％～61.15％、40.22％～64.35％、40.86％～67.34％，Pb含量分别降低了23.81％～29.74％、27.77％～39.72％、30.98％～51.22％、36.95％～60.13％，修复效果Cd＞Pb。
　　3、小麦各部位Cd迁移系数的大小为:TF颖壳-籽粒＞TF茎叶-颖壳＞TF根-茎叶，而Pb的为:TF颖壳-籽粒、TF茎叶-颖壳＞TF根-茎叶。随着改良剂用量的增加，各部位Cd的迁移系数显著降低，其中颖壳-籽粒、茎叶-颖壳、根-茎叶分别降低了6.92％～15.68％、5.98％、～11.27％、30.20％～38.87％。
　　4、土壤pH值变化在小麦生长各时期均不相同，但都表现出随着改良剂施用量的增加，土壤pH逐渐降低的趋势。且pH值的大小与土壤中各重金属形态有一定的影响。
　　5、当改良剂施用量为24g·kg-1～48g·kg-1时，土壤中Cd的离子交换态、碳酸盐结合态降低了33.66％～63.24％、12.67％～25.30％，而Pb降低了17.20％～19.38％、41,90％～52,70％;土壤中Cd的弱有机结合态、铁锰氧化态、强有机结合态和残渣态升高了24.52％～62.93％、53.10％～88.75％、31.12％～87.61％、4.13％～41.30％，Pb的形态提高了13.94％～24.99％、35.30％～39.90％、3.46％～30.15％、37.70％～65.00％，修复效果:Cd＞Pb。且重金属各形态间均存在一定的相关性。镉铅各形态之间相互转化，且随着钝化时间的变化，各形态出现动态变化。
　　6、改良剂能够显著降低玉米根、茎、叶、籽粒中Cd、Pb含量，其后效非常明显。其中Cd含量分别降低了40.00％～62.32％、46.82％～70.45％、47.05％～69.89％、51.51％～75.27％，而Pb分别降低了30.50％～53.90％、35.78％～63.17％、51.04％～82.84％、52.63％～86.80％，改良剂后效Cd＜Pb。且各部位及植株的重金属累积量均表现出显著的降低效果。
　　7、改良后效试验中，玉米各部位Cd的迁移系数大于Pb的迁移系数。且随着小麦季改良剂用量的增加，各部位Cd、Pb的迁移系数都表现出降低趋势。
　　8、改良剂后效试验中，玉米季成熟期土壤pH值降低了0.23～0.50个单位，且土壤中DTPA-Cd/Pb分别降低了33.70％～59.08％、21.44％～37.78％。且pH与DTPA态重金属呈极显著的正相关，而且DTPA提取态含量与玉米籽粒重金属含量呈极显著的正相关。
　　9、改良剂后效试验中，土壤中的Cd、Pb离子交换态含量显著降低，Pb的碳酸盐结合态含量显著降低，Cd、Pb的弱有机结合态、铁锰氧化物结合态、强有机结合态、残渣态含量显著增加。其中Cd各形态含量变化分别为:40.96％～63.21％、6.64％～9.63％、-38.88％～-106.69％、-26.59％～47.39％、-7.74％～-48.98％、-23.48％～42.64％;Pb的为11.52％～20.35％、24.82％～42.18％、-9.63％～-22.03％、-43.24％～-69.49％、-11.92％～25.02％、-28.36％～-68.83％。且土壤中的离子交换态和碳酸盐结合态Cd、Pb含量与玉米籽粒中重金属含量呈极显著正相关关系，重金属各形态间均存在一定的相关关系。

目录

声明

致谢

摘要

1 文献综述

1．1 重金属污染现状

1．2 土壤重金属的来源

1．3 土壤重金属改良剂

1．4 常用土壤重金属改良剂

1．4．1 磷酸盐类无机改良剂

1．4．2 有机肥改良剂

1．5 改良剂后效

1．6 土壤中重金属的形态

1．6．1 可交换态

1．6．2 碳酸盐结合态

1．6．3 铁锰氧化物结合态

1．6．4 有机质结合态

1．6．5 残渣态

1．7 改良剂对重金属形态的影响

2 引言

3 材料与方法

3．1 供试材料

3．2 试验设计

3．2．1 小麦盆栽试验

3．2．2 玉米季改良剂后效试验

3．3 测定方法

3．4 数据处理与统计析

4 结果分析

4．1．1 改良剂对小麦产量的影响

4．1．2 改良剂对小麦根中Cd、Pb含量的影响

4．1．3 改良剂对小麦茎叶中Cd、Pb含量的影响

4．1．4 改良剂对小麦颖壳Cd、Pb含量的影响

4．1．5 改良剂对小麦籽粒Cd、Pb含量的影响

4．1．6 改良剂对小麦Cd、Pb累积量的影响

4．1．7 施用改良剂对小麦Cd迁移系数的影响

4．1．8 施用改良剂对小麦Pb迁移系数的影响

4．1．9 施用改良剂对土壤pH的影响

4．1．10 施用改良剂对土壤Cd、Pb形态分布的影响

4．1．11 小麦籽粒Cd、Pb、土壤pH及土壤各形态Cd、Pb含量的相关分析

4．1．12 改良剂对土壤Cd、Pb形态变化趋势的影响

4．1．12 小结

4．2 改良剂后效玉米试验

4．2．1 改良剂后效对玉米产量的影响

4．2．2 改良剂后效对玉米各部位Cd含量变化的影响

4．2．3 改良剂后效对玉米各部位Pb含量变化的影响

4．2．4 改良剂后效对玉米各部位Cd累积量的影响

4．2．5 改良剂后效对玉米各部位Pb累积量的影响

4．2．6 改良剂对玉米植株Cd、Pb累积量的影响

4．2．7 改良剂后效对玉米给部位Cd、Pb迁移系数的影响

4．2．8 改良剂后效对玉米季土壤pH、DTPA．Cd、DTPA-Pb的影响

4．2．9 改良剂后效对玉米季土壤Cd、Pb各形态含量的影响

4．2．10 改良剂后效玉米籽粒Cd／Pb、土壤pH、DTPA．Cd、DTPA．Pb及土壤各形态Cd、Pb含量的相关系数

4．2．11 小结

5 结论与讨论

5．1 结论

5．2 讨论

5．2．1 改良剂对小麦季土壤重金属形态及pH影响

5．2．2 改良剂对小麦Cd、Pb吸收影响

5．2．3 改良剂后效对玉米Cd、Pb吸收的影响

5．2．4 改良剂后效对玉米季土壤pH、有效态Cd、Pb含量的影响

5．2．5 改良剂后效对玉米季土壤重金属形态的影响

参考文献