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《四川农业大学》 2018年
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生物炭对镉污染土壤的钝化修复效应研究

田俊俊  
【摘要】:生物炭(Biochar)是动植物生物质及相关材料在缺氧、高温下加热分解产生的,常被用作化学钝化剂。为了探讨生物炭对于土壤镉污染的钝化和改良效应,以及生物炭对帮助植物对抗镉胁迫的作用机制。本文以“粤桑11号”桑树为研究材料,通过盆栽试验,设置了CK(不施镉)、C1(1mg/kg)、C2(5mg/kg)、C3(10mg/kg)、C4(50mg/kg)五个镉处理,以及0%、1%、2%三个生物炭用量,研究了生物炭对镉污染下土壤肥力和植物的影响。主要结果如下:⑴施用生物炭显著地提高了土壤有机质含量,提高了土壤有效磷、速效钾含量,降低了土壤磷含量,对碱解氮、阳离子交换量、全氮、全钾、交换性Ca、Mg的影响都不显著。生物炭0%、1%、2%处理下pH值的平均值分别为8.086、8.253、8.103,整体上生物炭提高了土壤pH值,也增加了速效养分含量。⑵在生物炭用量为2%时,土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶活性得到显著提高。生物炭用量对蔗糖酶活性影响不显著,但是施用生物炭的处理常常蔗糖酶活性升高。生物炭在施用量2%时对土壤过氧化氢酶活性的增加作用显著。2%生物炭用量下与0%、1%都表现差异显著,分别高出173.350%、391.786%。⑶当生物炭添加量为1%、2%时,土壤有效态镉含量都显著低于0%对照组。在C1处理时,生物炭的施用对土壤有效态镉含量的影响不显著。在C2、C3、C4处理时,生物炭处理的土壤有效态镉含量显著低于对照。同时2%生物炭处理后土壤有效态镉含量最低。⑷桑的各部分的镉含量总体表现为:根全株茎叶。在CK镉浓度下,生物炭处理对桑的各部分镉含量的作用不显著;在C2、C4处理时,1%、2%生物炭用量处理下各部分的镉含量显著降低。施用生物炭在镉处于较高浓度时(≥5mg/kg)有效降低了桑根、茎、叶部分的镉含量和桑整株的镉吸附量。⑸整体上看来,生物炭对桑苗体内叶-根和茎-根的的转运的影响均不显著。⑹1%、2%生物炭处理都增加了地上、地下生物量的比值。生物炭添加后,在CK、C1、C2、C3处理时地上、地下生物量差异不显著;在C4处理时,各生物炭添加量都提高了桑的地上、地下生物量,其中2%生物炭处理的生物量增加量大于1%处理。⑺冬季落叶前后株高动态差异不大,表现出低浓度镉促进植物生长,随镉浓度增加出现株高下降的现象。桑的株高、基径在生物炭不同用量的处理间都表现差异不显著。整体上,在C1、C2、C4镉处理时,添加生物炭的处理对桑的株高生长修复效果较好,株高得到改善。生物炭处理在C2、C3、C4浓度时对基径的生长修复效果更好。⑻生物炭处理增加了叶片叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量。高浓度镉处理提高了根、叶MDA含量,在添加生物炭后根MDA含量下降,叶MDA含量增加但不显著。生物炭在2%水平时,根MDA含量最低。生物炭对于农林业的土壤镉污染防治有积极作用,能在一定程度上钝化和改良镉污染土壤,同时能帮助桑树缓解镉胁迫的危害。
【学位授予单位】:四川农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:X53

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