碳基土壤调理剂改良退化土壤的作用效果

摘要

本研究是在中国土壤可耕面积逐年减少、退化土壤再利用以及对土壤环境质量严格要求的背景下。采用盆栽试验对3种退化土壤：22年的葡萄园土、11年的温室土与矿山复垦区生土的碳基土壤调理剂添加后小麦生物量及土壤理化特性，土壤的呼吸作用和土壤酶活性的分析，明确碳基土壤调理剂改良退化土壤作用效果及机理；采用人工模拟重金属Cd、Pb污染土壤的方法，Cd污染土壤设置三个梯度分别为0、2.5mg·kg-1和10mg·kg-1，Pb污染土壤设置三个梯度分别为0、500mg·kg-1和800mg·kg-1，在褐土、棕壤和黑土上进行添加调理剂，测定施用碳基土壤调理剂后小油菜的生物量、小油菜中Cd、Pb含量及生物有效性，通过Tessier分级方法明确碳基土壤调理剂修复重金属Cd、Pb的效果及机理。结果如下： 碳基土壤调理剂能改善土壤的pH值，提高土壤养分及电导率（EC）；添加调理剂能提高土壤的呼吸作用，使退化土壤的呼吸作用接近于农田土壤；调理剂能改善相关酶活性，提高脲酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶及纤维素酶活性，降低多酚氧化酶活性，说明土壤微生物活跃后改善了土壤酶活性，利于腐殖质形成，利于植物归还到土壤中的简单有机物质（枯枝落叶及有害物质）的分解，促进氮磷等养分的释放，提高土壤抗性。 土壤中重金属（Cd、Pb）含量增加，会抑制小油菜生长，使小油菜的生物量减少；施加调理剂后会增加小油菜生物量，且随调理剂用量的增加而增加；施用调理剂可有效减少小油菜体对重金属（Cd、Pb）的吸收，降低重金属的生物有效性，进而减轻了重金属对植株的危害，其对重金属的抑制效果表现为重金属Cd好于Pb；通过Tessier连续浸提方法得知，添加调理剂能够一定程度钝化土壤中的Cd、Pb，改变土壤重金属Cd、Pb的形态，使其由活跃的交换态、碳酸盐吸附态向稳定的有机结合态和残渣态转化，其钝化效率重金属Cd好于Pb。 综上所述，添加碳基土壤调理剂改良退化土壤的试验表明，碳基土壤调理剂对葡萄园连作土、温室连作土、复垦地生土及重金属污染土壤（Cd、Pb）均具有一定的改良作用。调理剂的施加能够增加土壤的通透性，改善土壤呼吸作用及酶活性，促进土壤的养分循环，降低连作障碍；同时，调理剂还可钝化土壤重金属（Cd、Pb），改变土壤中重金属的形态分布，减少重金属对植株的毒害作用。

目录

第一个书签之前

ABSTRACT

1 引言

1.1 耕地土壤的现状

1.2 退化土壤出现的问题及修复

1.2.1 连作土壤障碍问题及改良

1.2.2 矿山复垦地肥力恢复措施

1.2.3 重金属污染土壤现状及修复

1.3 土壤调理剂的应用进展

1.3.1 土壤调理剂发展历程

1.3.2 土壤调理剂分类

1.3.3土壤调理剂的主要功能

1.4 研究目的和意义

1.5 主要研究内容

2 碳基土壤调理剂对退化土壤的作用改良机理

2.1 材料与方法

2.1.1 供试材料

2.1.2 试验设计

2.1.3 测定指标及方法

2.1.4 土壤环境质量评价方法

2.1.5 数据处理

2.2 结果与分析

2.2.1 碳基土壤调理剂对小麦生物量的影响

2.2.2 碳基土壤调理剂对退化土壤理化性质的影响

2.2.3 碳基土壤调理剂对退化土壤呼吸及酶活性的影响

2.2.4 土壤环境质量的主成分分析

2.3 讨论与小结

3 碳基土壤调理剂钝化土壤Cd的效果及机理分析

3.1 材料与方法

3.1.1 供试材料

3.1.2 实验设计

3.1.3 测定指标及方法

3.1.4 数据处理

3.2 结果与分析

3.2.1 碳基土壤调理剂对小油菜生物量及Cd含量的影响

3.2.2碳基土壤调理剂对土壤Cd形态的影响

3.2.3小油菜生物量、Cd含量及各形态Cd含量间的相关性分析

3.3 讨论与小结

4 碳基土壤调理剂钝化土壤Pb的效果及机理分析

4.1 材料与方法

4.1.2 实验设计

4.1.3 测定指标及方法

4.1.4 数据处理

4.2 结果与分析

4.2.1碳基土壤调理剂对小油菜生物量及Pb含量的影响

4.2.2 碳基土壤调理剂对土壤中Pb形态的影响

4.2.3小油菜生物量、Pb含量及各形态Pb含量间的相关性分析

4.3 讨论与小结

5 结论

参考文献

在学期间的研究成果

致 谢