贵州黄壤中镉的生物有效性调控及其机理研究

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本研究选取贵州省典型的黄壤为供试土壤,采用盆栽试验、动态培养试验相结合的方法,系统研究和比较多种调控剂对镉生物活性的效应,并揭示镉在土壤—植物系统中的迁移转化规律及影响因素,进一步分析调控剂的作用机理,探讨具有实际应用价值的调控剂配方及合理使用的方法,这不仅可以为贵州省农业土壤镉污染的防治提供可靠的技术保障,而且对于其它重金属污染的治理也有一定的理论意义。本研究选用的调控剂有酒糟、猪粪、油饼粕、粉煤灰、ZnSO4、石灰,按不同调控剂的比较、石灰不同用量的比较等原则设计试验。盆栽试验采用白菜为供试植物,共设11个处理,各处理重复3次,研究调控剂对生物量及白菜吸收镉的调控效应;培养试验处理与盆栽试验相同,各重复两次,分别在4个不同的培养时间取样分析,研究调控剂对镉的形态转化及其有效性的影响。主要结果如下:1.施用调控剂都使土壤pH值有不同程度的升高,其中以酒糟最为突出,其次是猪粪;施用不同用量的石灰,在15天前其土壤pH值都比对照高出很多,其中1.2%CACO3>0.8%CACO3>0.4%CACO3>0.2%CACO3,15天后,只有0.8%CACO3处理的土壤pH值比施镉的对照2稍高外,其它剂量的石灰都较对照2低。2.施用调控剂对白菜生物量有显著的影响,生物量最大(酒糟处理)与最小(ZnSO4处理)相差达38.88倍。添加酒糟、猪粪、0.8%CaCO3、1.2%CACO3的处理使生物量大大提高,增加幅度分别为:381.14%、96.82%、212.52%、160.66%,差异均达到显著水平,尤以施酒糟的增产效果最佳,但粉煤灰、油饼、0.2%CACO3、0.4%CACO3处理与对照2的差异未达到显著水平;添加ZnSO4的处理使白菜生物量下降,与对照2的差异未达显著水平。3.选用的调控剂对白菜吸收镉都有不同程度的抑制作用,以酒糟的控制效果最佳,使白菜镉含量比对照2平均下降57.06%;ZnSO4的控制效果最差,仅使白菜镉下降0.969%,同时导致白菜有类似锌毒害的症状发生;猪粪、油饼粕对白菜吸收镉的抑制效果较好,其中猪粪的仅低于酒糟,而粉煤灰效果不是很明显;石灰施用量为0.8%时,其对白菜吸收镉的抑制效果最好,综合考虑石灰对白菜吸收镉的抑制效应及其对作物生长的影响,则以施用石灰0.8%较为合理。4.在黄壤中,添加到土壤中的外源镉的各形态分配:交换态(63.43%)>残渣态(24.30%)>有机态(3.09%)>碳酸盐结合态(2.69%)>铁锰氧化物结合态(2.31%)。不同调控剂对土壤镉的形态分配和有效性的影响存在差异。所有调控剂都使交换态镉有不同程度的降低,降低幅度为4.11%-35.87%,使残渣态镉增加,增加幅度为2.47%-84.16%,镉向无效态或缓效态转化;其它形态镉所占比例较小,它们的变化随调控剂类型而不同,但都反映了形态转化的方向;除ZnSO4外,所有调控剂都使有效态镉降低,降低幅度在2.78%-29.97%。在培养两个月后,各形态镉都趋于稳定。5.本试验中,铁锰结合态镉对白菜地上部位镉含量呈显著负相关,相关系数为0.771;除了交换态镉与白菜各部位镉呈正相关关系外,其它形态镉都呈负相关,未达到显著水平。有效态镉与白菜地上、地下部位镉含量的相关系数分别为0.699和0.870。
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