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猪场粪污重金属含量及镉和砷在沼草循环中迁移规律研究

何波澜  
【摘要】:本研究针对当前猪粪污中重金属污染问题,取样调查了不同类型养殖场猪粪污重金属含量,旨在摸清福建省养殖场粪污中主要的重金属种类及污染程度。通过盆栽试验探讨重金属镉和砷胁迫下‘闽牧6号’狼尾草的生长响应及对重金属吸收效果,分析沼液有机肥与重金属镉、砷交互作用对‘闽牧6号’狼尾草生长的影响及重金属镉、砷吸收的变化,为狼尾草属牧草应用于生物修复和猪粪污重金属污染防控提供科学依据。主要的研究结果归纳如下: 1.测定福建省10个不同规模猪场粪污、土壤和杂交狼尾草的重金属铜、锌、镉、砷含量,结果表明:粪渣中铜、锌、镉、砷含量均较猪粪和沼渣中低;沼液中重金属含量最低。粪污和土壤的镉和砷含量较低,均未超标;土壤中的铜、锌超标率高于30%,小型猪场的铜锌超标率较规模化猪场的高;小型猪场沼渣中铜锌超标率均为100%,规模化猪场铜、锌超标率均超过50%;只有一个规模化猪场的杂交狼尾草因浇施沼液而出现镉含量超标现象。 2. Cd、As胁迫试验结果表明:(1)重金属镉胁迫对‘闽牧6号’狼尾草株高和生物量均有显著的抑制作用,且随镉胁迫浓度增加而增加;低浓度的镉促进‘闽牧6号’狼尾草对氮和磷的吸收,高浓度镉则抑制氮和磷的吸收;重金属镉对‘闽牧6号’狼尾草叶片的CAT、POD、SOD酶活性均有抑制的作用;‘闽牧6号’狼尾草对镉的吸收主要集中在根部,茎和叶中含镉量低。(2)低浓度的砷有增加‘闽牧6号’狼尾草株高和生物量,当砷浓度高于20mg/kg时,则表现为抑制效应;低浓度的砷(20mg/kg)促进‘闽牧6号’狼尾草对磷吸收,高于此浓度则出现抑制现象;‘闽牧6号’狼尾草叶片CAT、POD、SOD酶活随着时间延长先受到抑制,随后恢复;‘闽牧6号’狼尾草吸收砷的主要部位为根系,植株砷分布规律为:根叶茎,富集系数小于1。 3.将Cd、As和沼液交互作用于‘闽牧6号’狼尾草,研究结果表明:(1)沼液促进‘闽牧6号’狼尾草的生长,提高生物量。重金属镉与沼液交互作用时,‘闽牧6号’狼尾草生长受到抑制,生物量显著降低;沼液和镉交互作用下,‘闽牧6号’狼尾草对氮的吸收量增加,一定程度上抑制了对磷的吸收;‘闽牧6号’狼尾草叶片SPAD值随着镉和沼液浓度增高而降低;在只有沼液的作用下,‘闽牧6号’狼尾草对镉吸收的富集系数较高,均大于10,而外源镉的加入显著降低了富集系数,均小于1,在低浓度的镉作用下,沼液增加‘闽牧6号’狼尾草的生物量,使‘闽牧6号’狼尾草吸收镉总量增加。(2)低浓度砷和沼液交互作用促进‘闽牧6号’狼尾草生长,而高浓度砷和沼液交互作用对其生长有抑制作用;重金属砷作用下,低浓度的沼液促进‘闽牧6号’狼尾草对磷的吸收,当沼液浓度高于4.5L/盆时则抑制对磷的吸收,‘闽牧6号’狼尾草对氮的吸收随着沼液和砷浓度升高而增强;沼液和砷交互作用下,‘闽牧6号’狼尾草植株体内砷的分布规律为叶根茎,在本研究所使用的砷浓度范围内,‘闽牧6号’狼尾草可以存活,且对砷有一定的吸收量,但富集系数小于1,而沼液可促进‘闽牧6号’狼尾草对砷的总吸收量。


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