生物质炭对水稻镉吸收的影响

目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法2
1.1 供试材料及样品采集2
1.2 土壤样品分析方法 3
1.3 数据分析 3
2 结果与分析3
2.1 生物质炭对水稻产量的影响3
2.2 生物质炭对土壤镉的生物有效性的影响 4
2.3 生物质炭对水稻镉吸收的影响 5
2.4 土壤镉的生物有效性的影响因素6
3讨论8
4结论8
致谢9
参考文献10
生物质炭对水稻镉吸收的影响
引言
引言
我国土壤的重金属污染形势严峻。由于我国经济的快速发展，农田土壤污染特别是重金属污染持续加剧，导致了农田生产力下降、农产品污染以及生态环境破坏等严重的环境问题，并且直接损害了民众的身体健康，由土壤污染引发的健康危害事件呈逐年上升趋势。科学有效的修复重金属污染土壤，解决环境污染问题已经刻不容缓。[1]
重金属Cd是国际癌症研究机构和世界卫生组织确认的一种致癌物质，土壤中的重金属Cd可以在作物籽粒中，通过食物链进入人体，一旦进入人体便很难排出，造成肾功能衰竭，降低人体免疫力。目前，治理土壤污染的途径主要有两个方面：一是以减少重金属在土壤中的数量，将污染物从土壤中去除；二是改变污染物的形态，降低污染物的活性。国内外常用的重金属污染修复手段有物理修复、化学修复、生物修复、农艺措施修复等。[2]生物质炭是由植物生物质在完全或部分缺氧的情况下经低温热解炭化产生的一类高度芳香化难溶性固态物质,是黑碳的一种类型。由于生物质炭具有高度的稳定性，对全球碳的生物地球化学循环以及缓解全球气候变化具有重要的影响，已被认为是大气C02的重要储库。[3]
生物质炭富含有机碳（70％～80％），其中大多数C以高度扭曲的芳香环，不规则的叠层堆积存在，具有高度的生物稳定性和抗分解能力。生物炭中含有Ca、K、Mg等矿物质及无机碳酸盐等，且含有一定量的灰分因而呈碱性。生物炭具有巨大的比表面积，发达的微孔结构，因此
 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^* 
具有较强的吸附能力。[4]
Lehmann等[5]在生物质炭与重金属的关系中提到，生物质炭通过其特有的理化性质能够固定土壤中的重金属以及使它们的生物有效性降低。生物质炭以其独特的多孔结构及其他相关的特有性质，使其在施加到污染土壤中时，能通过吸附固定作用使有毒物质固定在生物质炭内部，对有毒物质具有较强的吸附力，降低了污染物在土壤中的化学活性和毒性，从而修复污染土壤。郭文娟[2]将生物质炭与发酵鸡粪等有机质混合，施加到受重金属镉污染的菜地中，土壤中有效态镉的含量、油麦菜中可食部分镉的含量较对照组都有明显下降。
土壤中的重金属元素能否被植物所吸收，主要取决于该元素矿物的有效态（有效性)，重金属的“有效态” 或“有效量”是一个动态平衡的过程，不是某一种形态决定的。而元素的有效性受到多种因素的影响，包括土壤类型、土壤环境的有机质、pH、阳离子交换量等[6]。刘玉荣等[7]研究发现，植物体内的元素Cd、Zn与提取剂HOAc提取的土壤有效态Cd、Zn具有较好的相关性。谢建治等[8]用中性CaCl2、 NH4OAc提取剂提取北方褐土中的重金属时发现，土壤重金属提取量与小麦的籽粒、茎、叶、根含重金属量均呈现出极显著相关关系。
目前,国内外对土壤重金属有效态提取大多采用化学试剂法，提取剂不同，元素的测定结果差异很大。选择提取结果稳定、可靠，并能真实反映元素植物效应的提取剂，是准确评价土壤中重金属有效性的关键[9]。贺静等[10]研究表明，中性盐基本能反映土壤在一定pH值下重金属的溶解能力，对重金属的提取结果能较好的反映土壤重金属的有效性，其中, CaCl2为适用范围最广泛的广谱性提取剂。
周歆等[11]研究表明，不同水稻品种吸收积累重金属有一定的差异性，Cd在不同水稻品种籽粒中的积累存在显著差异。因此，本研究中选用了湘早籼32号、湘早籼45号、湘晚籼14号和金优59号四个水稻品种进行试验，其中，湘早籼45号和金优59号为低镉品种，湘早籼32号和湘晚籼14号为常规品种。在此前研究表明生物质炭能降低作物籽粒重金属含量的基础上，笔者在湖南省岳阳市湘阴农科所试验示范基地进行了相关的大田实验，研究了生物质炭对水稻镉吸收的影响。
1 材料与方法
1．1 供试材料及样品采集
试验地点为湖南省岳阳市湘阴农科所试验示范基地（28°42.764′N，112°51.860′），土壤类型为水稻土。该试验田耕作方式为早晚双季稻。设置三个施炭水平，生物质炭的施用量为0、20、40t/hm2，分别记为C0处理、C20处理、C40处理，相同施炭处理分别设置低吸收镉和常规吸收镉的两个品种的水稻，每个处理重复三次，随机区组设计，小区面积25m2(5×5),生物质炭于早稻播种前两周施入土壤，翻耕。土壤的基本性质见表1。
种植方式为早晚双季稻。早稻在移植前一周施加基肥，氮肥用碳酸氢铵（含N 127kg/hm2），磷肥用过磷酸钙（含P2O5 120kg/hm2）；移植一周后，施加尿素（含N 41kg/hm2)，氯化钾（含K2O 112kg/hm2)作为追肥。晚稻氮肥以碳酸氢铵（含N 127kg/hm2）作为基肥，然后在移植一周之后施加尿素（含N 41kg/hm2)，氯化钾（含K2O 112kg/hm2)作为追肥。早稻、晚稻生长期间的水肥及植保措施与当地管理一致。
水稻收获后，每个处理使用土壤采样器以“S”型随机采集多个表土（0～15cm）混合，带回实验室后经风干、磨碎，过0.85mm（20目）和0.15mm（100目）尼龙筛分别供基本土壤性质及土壤镉含量的测定。
表1 供试生物质炭和土壤的基本性质
Table.1.Basic properties of soil and biochar in this study
项目
pH
Organic C (g/kg)
Total N (g/kg)
Total P (g/kg)

版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/hxycl/hxyhj/344.html