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镉污染对菜地氮素转化、淋失和氧化亚氮排放的影响

汪媛  
【摘要】:土壤镉污染日益严重,菜地因其地理位置和实际生产作用易遭受镉污染危害,因此蔬菜生产安全难以保障,同时还因菜地易过量施肥、频繁耕作导致氮富集,这又给蔬菜绿色生产带来难题。因此本实验选取硝酸盐高低积累的三种蔬菜,设置4个镉水平研究不同镉污染水平下土壤-蔬菜系统中氮素转化、淋失以及氧化亚氮排放的变化。主要分蔬菜、土壤、淋失液、大气四部分测定其各种氮形态,探寻镉污染下氮在土壤-蔬菜系统中的迁移转化规律和含量变化,旨在揭示镉污染对土壤氮的输入输出效应规律,用以指导蔬菜安全生产。主要结果如下: 1.研究了镉污染下蔬菜生物量、干物质累积量以及蔬菜和土壤中全Cd含量的变化。结果表明:低Cd水平促进了两种蔬菜生物量的显著增加,在0.5mg.kg-1或1.Omg.kg-1时达到最大值,小白菜生物量最大值分别为110381k.ha-1和90159kg.ha-1,萝卜生物量最大值分别为133218kg.ha-1和74943kg.ha-1,且均为硝酸盐低积累品种L硝酸盐高积累品种H;同时镉污染促进了这两种蔬菜干物质量的累积。镉污染对茄子是抑制作用,随着镉污染水平的增加,茄子的生物量和干物质累积量均下降,在T4时达到显著水平。三种蔬菜中Cd含量由大到小顺序为:小白菜萝卜茄子。 2.研究了镉污染下蔬菜和土壤中全氮和硝态氮含量的变化规律。结果表明:低Cd可以促进蔬菜体内硝态氮的积累,且三种蔬菜均随着镉水平的增加而先增加后降低,在Cd污染水平为0.5mg.kg-1和1.0mg.kg-1时达到最大值。镉污染水平显著增加了土壤中硝态氮与氨态氮的含量,均随镉污染水平增加呈增加趋势。而镉对蔬菜和土壤中全氮则无显著性变化,但显著影响了其全氮累积量。 3.研究了镉污染下土壤淋失液中硝态氮含量的变化。结果表明:在低Cd范围内,镉浓度升高增加了土壤淋失液中硝态氮的含量,随着镉浓度的增加呈先增加后降低趋势,在Cd污染水平为0.5mg.kg-1和1.0mg.kg-1时达到最大值。镉污染进一步增加了土壤硝酸盐淋失的污染。 4.研究了镉污染下菜地土壤氧化亚氮排放的变化规律。结果表明:镉污染对N20排放速率的影响为随时间推移,不同处理间N20排放速率的变化趋势是一致的,但排放速率的大小不同,主要表现为小白菜种植期间低Cd促进了N20排放速率的显著增加,茄子种植期间品种L44在1mg.kg-1Cd处理时排放速率有显著差异,而萝卜种植期间的N20排放速率无显著差异。三种蔬菜的N20日排放量及排放总量与排放速率变化趋势一致,说明施入Cd后随着种植次数与Cd淋失量的增加,土壤中镉含量显著降低,镉污染对土壤N20排放的影响逐渐减弱,本文中到萝卜种植期间氧化亚氮排放已无显著性差异。


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