Cd污染农田土壤的伴矿景天修复及安全利用研究

来源 :湖南师范大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:honghongjiang
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植物吸取修复技术能绿色、有效地清除土壤中的重金属,其中Cd超积累植物伴矿景天在修复Cd污染农田土壤方面的优势逐渐为公众所知,如何强化其修复效率、修复后土壤能否实现安全生产已成为环境领域的研究热点。本文针对湖南湘潭土壤重金属修复试验基地的农田土壤Cd污染情况,进行了伴矿景天的快速育苗、田间修复效率强化以及修复后土壤的安全利用研究。探讨了基质对伴矿景天幼苗生长的影响、肥料配比对伴矿景天Cd修复效率的影响以及稳定化处理对作物安全生产的影响,为强化伴矿景天修复效率,实现Cd污染农田土壤“边生产边修复”提供了一定的理论依据。研究结果表明:(1)选取水稻土、河沙、珍珠岩以及蛭石作为原料,按不同体积比配置成7种不同基质,进行伴矿景天育苗试验,并采用隶属函数及主成分分析评价各基质的优劣。结果表明:基质T4(V(水稻土):V(珍珠岩)=1:1)、T7(V(珍珠岩):V(蛭石)=1:1)以及T2(河沙)所育伴矿景天幼苗各项生长和生理指标均优于其它基质,隶属函数值和主成分得分也表明T4、T7以及T2最适宜伴矿景天扦插繁殖;基质的通气孔隙度、气水比以及pH三个指标对伴矿景天幼苗的生长有着重要影响,当气水比为0.230.79时,基质的通气孔隙度与伴矿景天的生长关系密切。(2)将氮、磷、钾肥各设低量、中量以及高量三个水平,并根据四因素三水平正交试验表(9L34)设计成10种施肥配比,进行伴矿景天田间修复试验。结果表明:与对照相比,不同施肥处理均显著促进了伴矿景天的生长,降低了土壤pH,其降幅为0.080.50个单位,土壤有效态Cd含量最大提高了33.8%;增施氮肥不利于伴矿景天Cd含量的增加,施用磷肥则抑制伴矿景天Cd吸收;N3P2K1(300 mg/kg N、80 mg/kg P、80 mg/kg K)处理伴矿景天地上部分Cd吸收量为221.61 g/hm2,远高于其它处理,为本试验最佳施肥配比。(3)选取未经伴矿景天修复、修复过两季以及三季后的土壤,将海泡石按照不同比例与石灰单施或配施,组成18种稳定化处理,进行小白菜盆栽种植试验。结果表明:未修复、修复过两季以及三季后土壤中添加稳定剂后,与对照相比,土壤pH最大增幅分别为2.18、2.56以及2.33个单位,土壤有效态Cd含量最大降低了76.2%、77.9%以及68.7%;未经伴矿景天修复过的土壤,当海泡石施加比例为2%时,单施或者配施石灰处理,小白菜地上部Cd含量可降至叶菜类蔬菜Cd限量指标以下;而经伴矿景天修复三季后的土壤,添加1%的海泡石或0.2%的石灰,小白菜即可实现安全生产。
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