强酸性土壤上铝对伴矿景天生长和镉锌吸收的影响及调控原理初探

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我国土壤重金属污染问题由来已久,酸性农田土壤Cd污染问题尤为突出,威胁农产品安全和人体健康,重金属污染治理迫在眉睫。另一方面,我国酸性土壤约占总国土面积的21%,遍及14个省区,尤以南方分布面积最广,由于土壤酸化造成的Al毒害问题越来越受到人们的关注。在众多的土壤污染修复技术中,植物吸取修复技术因其对环境左好、修复成本低、修复效果显著等优点受到国内外研究者的广泛关注,是当下土壤修复研究和应用的热点。伴矿景天是一种镉锌超积累植物,具有生物量较大、生长快、超积累能力强、适应性广等诸多优点,在修复镉锌中低污染农田土壤上的应用已经取得了较好成效,但其在酸性农田土壤上的推广应用受到土壤酸度和Al毒的抑制,酸性农田土壤上Al毒对伴矿景天生长发育和重金属吸职修复的限制成为了亟需解决的问题。鉴于此,本研究分别通过外源添加不同种类改良剂和与耐铝植物间作进行铝毒调控。对于外源添加改良剂试验,分别从3种酸性土壤改良剂(钙镁磷肥(CMP)、碳酸镁(MgCO3)、磷酸二氢钾(KH2PO2)和CMP不同用量两方面进行了温室盆栽试验。研究结果表明,不同改良措施对土壤性质、伴矿景天生长发育和重金属吸收效果的影响各不相同,具体研究结论如下:(1)MgCO3能够显著提高土壤pH并降低土壤中有效态Cd和Zn以及交换态Al的含量,对土壤速效P含量的变化影响较小;KH2PO2对土壤pH、有效态Cd和Zn含量基本无影响,但显著降低了土壤中交换态Al含量并提高了土壤中速效P的含量;CMP对土壤pH、土壤有效态Cd、Zn含量、交换态Al含量均无显著影响,但随着其用量的增加,土壤中交换态Al含量呈下降趋势,土壤中速效P的含量显著增加;(2)CMP和MgCO3能够一定程度上提高伴矿景天生物量,同时提高了伴矿景天的重金属吸收能力;相反地,KH2PO2显著抑制了伴矿景天生长发育和重金属吸收能力。这表明,KH2PO2这一改良剂并不适用于缓解伴矿景天的Al毒胁迫;(3)CMP的用量增加,伴矿景天地上部生物量基本呈上升趋势;说明CMP对伴矿景天在酸性土壤上的生长发育起到了一定的促进作用,而高用量(18.78gkg)的CMP却显著抑制了伴矿景天的生长发育;不同CMP用量对伴矿景天的Cd、Zn吸收效果的影响与其对伴矿景天生长发育的影响基本一致,整体来看,9.39 gkg这一用量对伴矿景天生长发育和重金属吸收能力的促进效果较好;(4)荞麦与伴矿景天两种密度间作均不同程度的提高了土壤pH并降低了土壤中交换Al的浓度,两种密度间作对伴矿景天吸收重金属的影响不一,荞麦与伴矿景天1:2间作时提高了伴矿景天对Cd和Zn的吸收。荞麦与伴矿景天不同密度间作不利于伴矿景天生长,但间作促进了荞麦生长,同时降低了荞麦对Cd和Zn的吸收,表明荞麦在与伴矿景天间作的条件下,地上部重金属含量不会升高,威胁农产品安全。
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