生物質(zhì)炭對土壤中重金屬生物有效性及其形態(tài)分布的影響研究.pdf

1、近年來，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，越來越多的農(nóng)業(yè)耕作土壤受到重金屬的污染。重金屬進入土壤后難以降解，容易在土壤中積累并通過植物進入食物鏈，對人類健康造成威脅。作為一種新型的生物質(zhì)資源，生物質(zhì)炭可以作為土壤改良劑應(yīng)用于修復(fù)土壤重金屬污染，提高土壤肥力及作物產(chǎn)量。本研究選取竹炭和稻草炭為土壤改良劑，以Cd、Cu、Pb和Zn復(fù)合污染土壤為目標(biāo)污染土壤。將生物質(zhì)炭施加到重金屬復(fù)合污染土壤中，在25℃條件下培養(yǎng)一年后，測定土壤pH、電導(dǎo)率、陽離子

2、交換量、有效磷含量及CaCl2浸提態(tài)重金屬含量的變化規(guī)律。同時測定土壤脲酶、過氧化氫酶、酸性磷酸酶的活性，分析土壤理化性質(zhì)、重金屬有效態(tài)含量及酶活性之間的相關(guān)性。目的在于確定生物質(zhì)炭種類，用量（0、1％和5%）和粒徑（<1 mm和<0.25 mm）對污染土壤中重金屬生物有效性及形態(tài)分布的影響。
　　以輕度重金屬復(fù)合污染的土壤（Cd和Zn）為供試土壤，添加不同用量（0、1%、2.5%和5%）的煙稈炭和死豬炭后，移栽煙苗布置盆栽試驗。

3、試驗結(jié)束后，測定煙草植株生物量和體內(nèi)重金屬積累量，檢測土壤pH、電導(dǎo)率和重金屬CaCl2浸提態(tài)重金屬含量的變化。目的在于探究添加不同量的煙稈炭和死豬炭對煙草植株生長速率品質(zhì)及土壤中重金屬形態(tài)分布的影響，為進一步探討利用生物質(zhì)炭作為重金屬污染土壤改良劑的可行性提供科學(xué)依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　　1.在重金屬復(fù)合污染土壤中添加稻草炭可顯著（p<0.05）提高土壤pH、電導(dǎo)率、陽離子交換量和有效磷含量。土壤中添加稻草炭和竹炭均可降低土

4、壤中CaCl2浸提態(tài)重金屬含量，且對Cu和Pb的作用效果優(yōu)于Cd和Zn。與竹炭相比，稻草炭的效果更佳。另外，5%用量處理效果優(yōu)于1%處理，在5%細粒徑稻草炭處理下，土壤中有效態(tài)的Cd和Zn降幅最大，分別達97.3%和62.2%。土壤中重金屬有效態(tài)含量與土壤pH、水溶性有機碳和有效磷含量極顯著（p<0.01）負相關(guān)。土壤中添加生物質(zhì)炭，尤其添加稻草炭后，可提高土壤脲酶和過氧化氫酶的活性。在5%粗、細粒徑稻草炭處理下，脲酶活性分別提高143

5、%和107%。兩種酶的活性與4種重金屬元素的有效態(tài)含量均呈極顯著（p<0.01）負相關(guān)。
　　2.隨煙稈炭和死豬炭施用量的增加，土壤pH逐漸升高，電導(dǎo)率無顯著變化。土壤中CaCl2浸提態(tài)重金屬含量隨生物質(zhì)炭添加量的增加逐漸降低，特別是在5%添加量處理下，煙稈炭對有效態(tài)Cd和Zn的降低量分別為64.2%和94.9%，死豬炭使其降低45.8%和61.8%。5%煙稈炭處理下，交換態(tài)Cd和Zn向碳酸鹽結(jié)合態(tài)和鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)轉(zhuǎn)化。隨著死豬

6、炭添加量的增加，交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd向鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)轉(zhuǎn)化，交換態(tài)和有機物結(jié)合態(tài)Zn向碳酸鹽結(jié)合態(tài)和鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)轉(zhuǎn)化，且添加越大轉(zhuǎn)化效果越明顯。添加生物質(zhì)炭后，煙草植株地下部分生物量顯著（p<0.05）增大，且死豬炭添加量為2.5%時效果最佳，煙草地上部分和地下部分生物量分別增加43.5%和40.9%。添加兩種生物質(zhì)炭后，煙草地上部分和地下部分重金屬積累量均顯著（p<0.05）降低。此外，Cd更易在地上部分富集，而地下部分含Zn