砷污染土壤植物修復(fù)的強(qiáng)化技術(shù)研究.pdf

1、砷是一種在自然界中分布極為廣泛、毒性很強(qiáng)的類金屬。土壤砷污染不僅影響農(nóng)作物生長(zhǎng)，還對(duì)人體健康和生態(tài)安全存在著極大威脅。目前，由于人為大量開(kāi)采、生產(chǎn)和使用含砷化合物，使得砷污染現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重。因此，砷污染的治理技術(shù)已成為環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)之一。然而，由于土壤砷污染存在量大面廣的特點(diǎn)，應(yīng)用傳統(tǒng)的污染土壤修復(fù)技術(shù)存在技術(shù)難度較大、成本較高等問(wèn)題。近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的植物修復(fù)技術(shù)，掀起了砷污染土壤植物修復(fù)的研究熱潮。本試驗(yàn)研究超富集砷的植物蜈蚣

2、草的栽培技術(shù)以及對(duì)低砷污染土壤的修復(fù)，同時(shí)研究強(qiáng)化措施對(duì)普通植物玉米修復(fù)砷污染土壤的影響。研究的主要結(jié)果如下：
　　 通過(guò)溫室盆栽試驗(yàn)，研究不同的處理對(duì)蜈蚣草孢子繁殖速度的影響。結(jié)果表明，化學(xué)處理使孢子萌發(fā)速度加快，縮短了孢子萌發(fā)時(shí)間，原葉體階段噴施改良的Hogland營(yíng)養(yǎng)液，可以加快蜈蚣草原葉體階段的生長(zhǎng)。
　　 同時(shí)研究施肥和接種AM真菌對(duì)蜈蚣草生長(zhǎng)和富集砷的影響。結(jié)果表明，前期蜈蚣草生長(zhǎng)對(duì)肥料的需求低，接種AM真菌

3、的處理蜈蚣草生物量顯著高于對(duì)照，AM真菌對(duì)蜈蚣草生長(zhǎng)的促進(jìn)作用在120d時(shí)顯現(xiàn)出來(lái)。180d后，接種AM真菌顯著提高蜈蚣草的生物量，并且適當(dāng)添加N、P、K、Ca肥也促進(jìn)蜈蚣草幼苗生長(zhǎng)。接種AM真菌、添加鈣和木質(zhì)素干粉的處理蜈蚣草砷含量顯著高于其它處理，可見(jiàn)，接種AM真菌、添加鈣和木質(zhì)素干粉能促進(jìn)蜈蚣草對(duì)砷的富集。單接AM真菌、AM真菌與木質(zhì)素干粉、AM真菌與鈣能顯著提高土壤pH值，施加氮、磷、鉀肥土壤pH值較對(duì)照顯著降低。另外，施加NP

4、K肥的處理菌根侵染率顯著低于其他處理，施肥對(duì)AM真菌侵染植物有很大的影響。單接AM真菌、AM真菌與木質(zhì)素干粉、AM真菌與鈣處理土壤脫氫酶活性顯著高于其他處理，這可能與施肥使土壤pH降低有關(guān)。種植蜈蚣草60d后，單接AM真菌的處理土壤磷酸酶活性顯著高于其它處理，接種AM真菌與木質(zhì)素干粉的處理土壤磷酸酶活性顯著高于施用N、P、K與AM真菌的處理，同時(shí)施加NPK肥和接種AM真菌在土壤磷酸酶活性中表現(xiàn)出拮抗效應(yīng)。從總體來(lái)看，種植蜈蚣草180d后

5、，土壤磷酸酶活性有所提高。春季，蜈蚣草幼苗長(zhǎng)到10cm左右時(shí)，移栽到大田，結(jié)合蜈蚣草的生長(zhǎng)特性，在夏秋炎熱季節(jié)，用遮陽(yáng)網(wǎng)遮蔭。蜈蚣草對(duì)土壤和空氣濕度要求較高，因此夏季要增加澆水，并結(jié)合葉面噴水，提高土壤和空氣濕度，使生長(zhǎng)茂盛。秋季則應(yīng)減少澆水，保持土壤濕潤(rùn)為宜。蜈蚣草對(duì)低溫的敏感性較強(qiáng)，而試驗(yàn)區(qū)冬季較冷，因此大田種植應(yīng)覆蓋薄膜保溫，使蜈蚣草順利度過(guò)冬天。春季在嫩葉長(zhǎng)出前減去枯死衰老的葉片，有利于促進(jìn)蜈蚣草的發(fā)芽。
　　 按照以上

6、的管理措施，蜈蚣草生長(zhǎng)茂盛，地上部干重達(dá)到32.33g/株，根系56.79g/株，合計(jì)總干重達(dá)到89.12g/株，產(chǎn)量達(dá)到6t/hm2?？梢?jiàn)，依據(jù)蜈蚣草的喜好而選擇的管理措施，使蜈蚣草生長(zhǎng)茂盛，為試驗(yàn)區(qū)內(nèi)利用蜈蚣草修復(fù)As污染土壤提供了技術(shù)儲(chǔ)備。另外，在砷污染農(nóng)田土壤中，研究叢枝菌根、蚯蚓對(duì)玉米生長(zhǎng)、土壤As形態(tài)變化以及土壤中酶活性變化的影響，尤其是對(duì)砷污染土壤修復(fù)效率的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，接種AM真菌和蚯蚓均顯著提高玉米根系的AM真菌侵染

7、率，且雙接種處理顯著高于單接種處理；接入蚯蚓或蚯蚓與AM真菌雙接種顯著提高玉米地上部、地下部生物量，并促進(jìn)土壤中晶態(tài)的水合Fe、Al氧化物態(tài)砷含量顯著升高；AM真菌與蚯蚓雙接種土壤磷酸酶活性顯著高于對(duì)照。接種AM真菌和蚯蚓均顯著提高砷修復(fù)效率，且蚯蚓與AM真菌雙接種顯著高于單接種處理。經(jīng)3年玉米修復(fù)后，只種植玉米的對(duì)照處理土壤中砷含量下降到19.70mg/kg，顯著低于種植前，對(duì)砷的修復(fù)效率達(dá)到36.9％。接入蚯蚓和接種AM真菌的處理士