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《中国地质大学(北京)》 2011年
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桂中岩溶区铁锰结核土的重金属富积特征及对旱地作物毒害研究

唐建生  
【摘要】:针对农田生态系统中土壤这一关键要素,本论文围绕铁锰结核-土壤-农作物中元素含量这一关系,主要开展了铁锰结核性状、土壤营养状况与重金属富集与形态、农作物质量等几个方面进行了研究。 铁锰结核表面多呈黄棕色且表面光滑,形态上为球状、次球状、椭球状,直径为1.0-30.0mm,氧化物含量表明铁锰结核以高铁低锰为主要特征,对Fe2O3、MnO、重金属元素具有成核富集的效应,重金属元素的富集与氧化铁密切相关。 铁锰结核中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn、Mn均以残渣态所占比例最高,说明这些元素在正常自然条件下是相对稳定的;铁锰结核潜在可利用态所占比例以Mn最高,Cr和Pb的潜在可利用态也略高,应加强对Cr、Pb、Mn的检测;Cr6+和Cu2+在铁锰结核中易被吸附,但Cr6+易被去离子水和模拟酸雨解吸,而Cu2+在铁锰结核中相对稳定。复合Cu2+-Cr6+在铁锰结核中相互竞争吸附,Cu2+的存在,促进了Cr6在铁锰结核中的吸附;铁锰结核对铜,铬的吸附-解吸主要受铁锰结核的铁、铝氧化物含量、CEC含量、有机质含量及铁锰结核的pH值等因素的影响。 通过对铁锰结核分布区不同农作物重金属含量及质量问题分析与评价可知,除粮食玉米籽粒外,其它农作物如薯类、水果、蔬菜均存在重金属污染,存在污染的重金属元素旱地作物以Zn、Cd、Pb为主,其中以Cd最为严重;水田作物莲藕以Cr为主,而玉米籽粒质量评价结果均为好。 铁锰结核分布区不同类别的农作物、同一农作物不同器官其重金属含量、单因子指数、综合指数、质量级别各不相同,不同器官综合指数的大小顺序根叶茎果实籽粒;不同类别农作物综合指数的大小顺序为蔬菜水果薯类粮食;玉米对重金属元素具有一定程度的耐受性和抗性,可作为该区农作物种植的优先选择。 不同改良剂抑制土壤中重金属元素Cd、Pb、Zn活性的机理不同,熟石灰主要是通过提高土壤的pH值,使Cd、Pb、Zn与碳酸盐、磷酸盐、氢氧化物等形成难溶的化合物而降低重金属的有效性,从而起到抑制其活性的目的。熟石灰和有机肥是目前该区较为有效的抑制重金属活性的改良剂,可推广使用。 本论文的研究成果初步解释了铁锰结核结核的性状及对土壤、农作物的影响,可为今后铁锰结核分布区农作物品质提高提供技术参考。
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