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《南京农业大学》 2001年
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土壤重金属复合污染对牧草生长的影响及调控

丁园  
【摘要】: 论文以黄棕壤、红壤和潮土三种不同土壤为对象,依据我国土壤环境质 量标准确定土壤重金属污染浓度,通过生物盆栽试验研究重金属铜、锌、镉 复合污染对三种常见牧草(紫花苜蓿、黑麦草和高羊茅)生长的影响。对不 同牧草生长的农艺指标以及牧草体内和土壤中重金属含量(有效态和全量) 进行相关分析以揭示不同土壤和牧草品种在重金属复合污染条件下的危害 特征,初步探讨了重金属污染土壤的调控措施,并选取有效态离子冲量和逐 步线性回归分析来表征不同牧草—土壤重金属污染。 生物盆栽试验结果表明:重金属复合污染对牧草生长的影响因土壤而 异。酸性红壤上黑麦草、高羊茅几乎全部绝产。中性黄棕壤中投加的重金属 浓度达到我国土壤环境质量二级标准时,生物量的减少达到10%以上。在碱 性潮土中重金属的投加浓度达到三级标准,紫花苜蓿的生物量才表现出重金 属的胁迫作用。牧草体内的重金属含量分析结果表明,黄棕壤上黑麦草体内 重金属含量超过正常的生长范围,而潮土中紫花苜蓿体内的重金属含量仍在 此范围之内。对不同的牧草生长而言,前后两次刈割之间牧草重金属的含量 变化相差较大。紫花苜蓿中铜含量的变化不大,而第二次刈割锌含量要明显 比第一次刈割的含量低。黑麦草第二次刈割铜的含量比第一次刈割有所减 少,而锌的含量有所增加。与单一污染条件相比较,在复合污染的条件下, 就地上部分而言,黑麦草对铜的吸收受土壤中锌、镉的抑制,而在根部,锌、 镉促进了黑麦草对铜的吸收;锌的活性随着中铜、镉投加量的提高而增大; 镉的活性受到了铜、锌的抑制。 利用石灰石调节土壤pH到5.0左右,土壤的酸碱度已适合黑麦草的生 长。从生物量结果来看,在低铜(50mg/kg)、低锌(100mg/kg)的条件下, 黑麦草的生物量增加。而在高铜(100mg/kg)、高锌(200mg/kg)污染条件 时,黑麦草仍出现绝产。当土壤调到pH6.0以上,土壤的酸碱度适宜黑麦 草的生长,重金属活性降低。除受高铜、高锌污染影响下黑麦草的生物量与 对照差别不大外,其它处理条件下黑麦草的出苗率、生物量相对对照均呈提 高趋势。在重金属轻度污染黄棕壤(铜100mg/kg、锌250mg/kg、镉0.3mg/kg) 上施用促根剂时有明显的改良效果。第一季,促根剂的施用量以z.sg八g 时改良效果最佳:第二季,以5.og/kg时改良效果最佳。促根剂能促进黑麦 草的生长,并能降低其体内锌的含量,但在重金属污染条件下的黑麦草体内 的锌铜含量仍超出植物正常生长水平。施用有机物料的种类对重金属污染上 壤的改善效果起着诀定性作用。牛粪的改善效果优于秸秆,其中水溶性有机 物的改善效果强于有机干物料。 牧草体内重金属含量与土壤中重金属有效态含量有明显的相关性,并且 土壤中重金属有效态离子冲量与牧草体内重金属离子冲量的相关性更好。校 正因土壤PH、牧草品种等因素后,土壤有效态的离子冲量是一种表征受重金 属复合污染的土壤上上壤一牧草生态系统中重金属含量的良好方法,对本试 验所有42个处理的地上部分、根系和总生物量结果进行相关分析,其相关系 数均达0.88以上。利用逐步回归分析能较好地反映土壤中重金属含量与牧草 生物量的相关性。并且以土壤中重金属有效态表示优子全量表示。
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