發(fā)布時(shí)間：2020-05-26 15:47

【摘要】：我國(guó)耕地重金屬污染嚴(yán)重,嚴(yán)重影響糧食安全生產(chǎn)。堿性土壤改良劑能提高土壤pH,原位鈍化土壤重金屬,常用于治理糧食重金屬污染。本研究通過盆栽試驗(yàn)和室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn),探析酸堿及其添加量對(duì)土壤pH的影響,及土壤pH、水分管理模式對(duì)土壤鎘形態(tài)、土壤養(yǎng)分、水稻根表鐵膜及水稻吸收積累鎘規(guī)律的影響及機(jī)理,為堿性土壤改良劑的使用、稻田鎘污染治理及稻米安全生產(chǎn)提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。主要試驗(yàn)結(jié)果如下:(1)通過土壤培養(yǎng)試驗(yàn),探究了不同水分管理模式下(淹水、干濕交替、濕潤(rùn))、土壤pH對(duì)鎘形態(tài)等的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn):三種水分管理模式均能提高酸性土壤pH、降低堿性土壤pH,對(duì)Eh的影響與土壤pH相反。隨著培養(yǎng)時(shí)間增長(zhǎng),酸性土壤pH先升高后降低,堿性土壤pH先降低后升高,且初始土壤酸、堿性越強(qiáng),土壤pH變化幅度越大。三種水分管理模式下土壤pH的變化幅度大小順序?yàn)檠退�模式干濕交替模式濕�?rùn)模式。在三種水分管理模式下,土壤pH與土壤中可交換態(tài)鎘均呈極顯著負(fù)相關(guān),與可還原態(tài)及殘?jiān)鼞B(tài)鎘含量均呈極顯著正相關(guān)。第60d時(shí),土壤pH從4升高到10時(shí),淹水模式下土壤可交換鎘含量降低0.27 mg/kg,可還原態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)鎘含量分別顯著增加了0.14、0.13 mg/kg;濕潤(rùn)模式下可交換態(tài)鎘含量降低了0.36 mg/kg,可還原態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)鎘含量分別增加了0.19、0.18 mg/kg;干濕交替模式下,可交換態(tài)鎘含量降低了0.32m/kg,可還原態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)鎘含量分別升高了0.20、0.13 mg/kg。相同土壤pH條件下,三種水分管理模式土壤可交換態(tài)鎘含量大小順序?yàn)闈駶?rùn)模式干濕交替模式淹水模式。通過多因素方差分析和單因素協(xié)方差分析發(fā)現(xiàn)土壤pH值和水分管理均對(duì)土壤可交換態(tài)鎘含量有顯著影響,且兩者間存在交互效應(yīng),當(dāng)不考慮土壤pH時(shí),水分管理模式對(duì)土壤可交換態(tài)鎘含量同樣有顯著影響。(2)通過盆栽試驗(yàn),研究了酸堿及其添加量對(duì)土壤pH、土壤鎘形態(tài)、水稻吸收積累鎘的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn):添加酸堿溶液能影響土壤pH、土壤中鎘的賦存形態(tài)、水稻根-莖的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)和富集系數(shù),且添加量越大,影響也越大。堿性溶液添加量越多,土壤pH升高幅度越大,可還原態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)鎘含量越高,可交換態(tài)鎘含量越低,酸性溶液則相反。當(dāng)外源酸堿(0.1 mol/L)添加量大于240 mL/每桶時(shí),差異顯著。根據(jù)酸堿溶液添加量與成熟期土壤pH值分析得到回歸方程。土壤pH與酸溶液添加量的關(guān)系式為:y=-0.001x+5.667(R~2=0.888)(其中0≤x≤460),土壤pH值與堿液添加量的關(guān)系式為:y=(2.767e-8)x~3-(2.269e-5)x~2+0.005x-5.655(R~2=0.882)(其中0≤x≤870)。(3)通過盆栽試驗(yàn),研究了不同土壤pH對(duì)土壤養(yǎng)分、土壤鎘形態(tài)、水稻根表鐵膜及水稻吸收積累鎘的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn):實(shí)驗(yàn)前后土壤pH受土壤緩沖作用及淹水等因素影響發(fā)生變化,所有處理土壤pH試驗(yàn)后均向中性靠攏,且酸堿性越強(qiáng)變化越大。土壤pH主要通過影響作物生長(zhǎng)來影響土壤中N、P、K和有機(jī)質(zhì)含量。土壤pH對(duì)土壤中鎘的生物有效性、水稻各部位鎘含量、根表鐵膜中鐵含量及轉(zhuǎn)運(yùn)富集均有顯著影響。土壤pH從4升至10,早稻與晚稻土壤可交換態(tài)鎘含量降幅分別為44.12%、49.23%,可還原態(tài)與殘?jiān)鼞B(tài)鎘含量增幅分別為96.81%、144.23%和142.98%、166.54%可氧化態(tài)無顯著變化;土壤pH從4升至9,早稻與晚稻根、莖、葉、糙米降幅分別為93.93%、98.72%、95.40%、92.52%和93.93%、98.72%、95.40%、99.52%,早稻和晚稻根表鐵膜中鐵含量增幅為96.36%和124.39%。早稻和晚稻根-莖的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)及富集系數(shù)降幅分別為79.37%、94.20%和61.54%、82.73%。為了在保證稻米產(chǎn)量與糙米中鎘含量達(dá)標(biāo),通過構(gòu)建土壤pH與糙米中鎘含量和產(chǎn)量方程,計(jì)算出早稻最佳土壤pH區(qū)間為6.49~7.34,晚稻最佳土壤pH區(qū)間為5.17~7.68。
【學(xué)位授予單位】：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X53

【參考文獻(xiàn)】

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