生物炭緩解空心菜鉻污染的效果及其生態(tài)化學(xué)機(jī)制初探.pdf

1、我國(guó)不同地區(qū)菜地土壤重金屬含量均遠(yuǎn)高于普通糧田，且蔬菜是易受重金屬污染的作物之一，對(duì)重金屬的富集系數(shù)遠(yuǎn)高于其他農(nóng)作物，葉菜類比果菜和根菜類富集重金屬的能力強(qiáng)，相對(duì)較容易受到重金屬污染。調(diào)查數(shù)據(jù)也顯示珠三角典型地區(qū)蔬菜中鉻、鉛、鎘、汞等重金屬含量都嚴(yán)重超出了國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。因此，探尋有效的農(nóng)藝調(diào)控措施以降低蔬菜吸收積累重金屬具有重要意義。目前研究已表明，生物炭不僅能改善土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤碳匯和提高土壤生產(chǎn)力，且能原位改良土壤污染。我們的前期

2、試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)生物炭可降低蔬菜吸收重金屬，因此，本試驗(yàn)以對(duì)鉻吸收積累有差異的兩空心菜品種為蔬菜材料，繼續(xù)探討生物炭配施硒降低空心菜吸收積累重金屬鉻的效果及其生態(tài)化學(xué)機(jī)理，并在此基礎(chǔ)之上進(jìn)一步研究了碳源生物質(zhì)在空心菜-李氏禾間作系統(tǒng)中緩解空心菜鉻污染的效果及其生態(tài)化學(xué)機(jī)理。主要研究結(jié)果如下：
　　1．生物炭配施Se緩解空心菜鉻污染的效果及其生態(tài)化學(xué)機(jī)理
　　生物炭、Se以及生物炭+Se三種處理均可一定程度上促進(jìn)兩種空心菜的生長(zhǎng)，改

3、善空心菜品質(zhì)。其中生物炭和生物炭+Se處理可顯著促進(jìn)空心菜的株高、根長(zhǎng)和干重的增加，提高空心菜體內(nèi)的可溶性糖、可溶性蛋白含量。
　　空心菜中的鉻含量為根>莖>葉，且鉻主要分布在細(xì)胞壁和細(xì)胞液。生物炭、Se、生物炭+Se三種處理均可降低兩種空心菜體內(nèi)的鉻含量，其中以生物炭處理最為顯著。而在同處理下，泰國(guó)柳葉空心菜（簡(jiǎn)稱品種1）中的鉻含量高于港種青綠梗竹葉空心菜（簡(jiǎn)稱品種2）。
　　所有處理組的土壤總鉻含量與對(duì)照無(wú)顯著差異，但六

4、價(jià)鉻含量均低于對(duì)照組，其中生物炭處理下的六價(jià)鉻含量最低。生物炭、Se、生物炭+Se處理可一定程度改變土壤的機(jī)械組成，顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)含量。但對(duì)土壤pH值的影響較小，僅生物炭處理組的pH值顯著高于對(duì)照組。Se處理對(duì)土壤速效氮磷鉀影響較小，但添加生物炭可提高土壤中有效氮、有效磷和有效鉀的含量。
　　生物炭的添加可顯著提高土壤蔗糖酶和土壤脲酶活性，但對(duì)土壤過(guò)氧化氫酶活性無(wú)顯著影響，其他處理則對(duì)這三種酶的活性無(wú)顯著影響。
　　在生

5、物炭處理下，土壤中的細(xì)菌總數(shù)、真菌數(shù)和放線菌數(shù)均顯著高于對(duì)照組，但Se處理對(duì)土壤微生物的影響不大，生物炭+Se處理則只顯著提高了土壤放線菌的個(gè)數(shù)，對(duì)土壤細(xì)菌和真菌數(shù)無(wú)顯著影響。
　　2.碳源生物質(zhì)鈍化空心菜-李氏禾間作系統(tǒng)中土壤鉻污染的效果及其生態(tài)化學(xué)機(jī)理
　　生物炭、生物炭+李氏禾、生物炭+改性甘蔗渣、改性甘蔗渣、改性甘蔗渣+李氏禾、間作李氏禾、生物炭+改性甘蔗渣+李氏禾七種處理均可促進(jìn)空心菜生長(zhǎng)，提高可溶性蛋白和可溶性糖

6、的含量，且以生物炭+李氏禾間作處理組最為明顯。
　　七種處理?xiàng)l件下，空心菜體內(nèi)鉻的含量均顯著低于對(duì)照，其中以生物炭+李氏禾處理組的空心菜鉻含量最低。空心菜各器官鉻含量的順序?yàn)楦?莖>葉，且主要分布在細(xì)胞壁和細(xì)胞液中。
　　七種處理?xiàng)l件下，土壤中的總鉻含量與對(duì)照無(wú)顯著差異，但六價(jià)鉻均有所下降，其中以生物炭+李氏禾處理組的土壤六價(jià)鉻含量最低。各處理均降低了土壤砂粒含量，提高了粘粒含量，但與對(duì)照均未達(dá)到顯著水平。除李氏禾處理組的土

7、壤有機(jī)質(zhì)含量與對(duì)照差異不顯著外，其余各處理組的土壤有機(jī)質(zhì)含量均顯著高于對(duì)照組。各處理組間的土壤pH值差異不顯著。除間作李氏禾處理下速效磷含量有所降低，改性甘蔗渣處理下速效鉀含量略有降低外，其余各處理的土壤有效氮磷鉀含量均高于對(duì)照，但只有生物炭+李氏禾處理下土壤速效氮磷鉀含量均顯著高于對(duì)照。
　　除生物炭+改性甘蔗渣+李氏禾處理組的土壤蔗糖酶的含量略有降低外，其余各處理的四種酶活性均高于對(duì)照。七種處理?xiàng)l件下，土壤微生物個(gè)數(shù)均高于對(duì)照