不同改良剂对镉污染土壤和小白菜生长的影响

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随着社会的高速发展,土壤重金属污染问题日益严重。小白菜是人们日常生活中必不可少的一种蔬菜,土壤中的Cd能够通过食物链进入人体,危害人体健康。如何有效修复重金属污染土壤,减少蔬菜对Cd的吸收,成为亟需解决的热点问题。施加改良剂是一种修复重金属污染土壤的可行方法,在控制和修复土壤重金属污染方面具有广阔的应用前景。本文研究泥炭、改性泥炭和生物质炭三种材料的基本性质,并以三种材料作为改良剂,改良剂用量采用等碳量设置,共设置10个处理,CK,不添加改良剂;P1-P3,分别添加1%、2.5%、5%的泥炭;MP1-MP3,分别添加1%、2.5%、5%的改性泥炭;BC1-BC3,分别添加1.5%、3.8%、7.5%的生物质炭。通过温室小白菜盆栽试验,研究不同改良剂对土壤理化性质、酶活性、Cd形态的影响,以及改良剂对小白菜生长、品质的影响。主要结果如下:(1)样品泥炭为酸性(pH=4.5)草本泥炭,具有疏松多孔的结构,改性后多孔特征更显著,表面纹理更光滑。生物质炭炭层结构紧密,呈多孔结构。改性泥炭的阳离子交换量最高,为27.17cmol.kg-1,生物质炭次之。泥炭的孔道直径较大,但比表面积和孔容较小,改性后泥炭的比表面积、孔容和平均孔径都有所增加,三种改良剂均是以介孔为主的材料。(2)施加改良剂能够改善土壤理化性质,泥炭处理显著降低土壤pH,而改性泥炭和生物质炭可提高土壤pH值。泥炭可显著提高土壤EC值,P3处理可显著提高土壤阳离子交换量,增幅为25.2%。(3)施加改良剂缓解了镉对土壤酶活性的抑制,脲酶活性随着改良剂施加量的增加而提高,P3、MP3处理可以显著提高脲酶活性,增幅为76.3%和70.6%。改性泥炭对土壤过氧化氢酶活性提升效果最好,不同施加量均能显著提高过氧化氢酶活性,与对照相比分别增加了 9.2%、14.3%、18.4%。施用低量生物质炭就能显著提高土壤过氧化氢酶活性,但随着施加量的增大,过氧化氢酶活性反而下降。泥炭不同处理均能显著提高土壤蔗糖酶活性,与对照相比分别增加了 61.3%、74.9%、70.9%。改性泥炭和生物质炭对土壤蔗糖酶活性影响不显著,随着施加量的增加,生物质炭处理蔗糖酶活性呈先增加后降低的趋势。(4)改良剂施入对土壤镉总量没有显著影响。外源镉的加入使土壤Cd以弱酸提取态为主,具有较强的活性。P3处理土壤弱酸提取态镉含量提高了 5.6%,施加改性泥炭和生物质炭能有效降低土壤弱酸提取态Cd,MP3处理效果最好,降幅为24.2%,土壤中镉形态向稳定、活性低的形态转变。施加改良剂各处理均能提高土壤残渣态镉含量。(5)施用改良剂能够促进小白菜生长,且随着施加量的增加,地上部干重呈上升趋势。高施加量处理均能显著提高地上部干重,施加泥炭和改性泥炭增产效果优于生物质炭。施用改良剂还可缓解重金属Cd的毒害作用,改善小白菜品质。泥炭、改性泥炭和生物质炭在最大施加量时均能显著提高叶绿素含量。可溶性糖含量随着改良剂施加量的升高而升高,BC2、BC3处理可显著提高小白菜可溶性糖含量,增幅分别为37.5%、38.9%。(6)植株地上部Cd含量小于地下部Cd含量,改性泥炭和生物质炭各处理均能显著降低小白菜地上部镉含量,且随着施加量的增加均呈下降趋势。MP2、MP3处理小白菜地下部Cd含量显著降低。MP3处理可以有效地降低土壤中镉元素向地上部转移和积累,富集系数显著降低,降幅为21.3%。
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