發(fā)布時(shí)間：2018-11-29 09:18

【摘要】：隨著人類社會(huì)工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn),含重金屬的污染物不斷進(jìn)入環(huán)境。由于重金屬在環(huán)境中具有難降解、毒性強(qiáng)、易通過食物鏈累積等特點(diǎn),重金屬對(duì)人類健康和社會(huì)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。我國菜地土壤重金屬含量普遍高于糧田,而且蔬菜具有較強(qiáng)的重金屬累積能力,因此,菜地土壤重金屬污染(如Pb、Cd、Cu、Zn等)尤其值得關(guān)注。面臨重金屬污染土壤面積逐年擴(kuò)大和有效耕地面積日益縮小的雙重挑戰(zhàn),尋求有效途徑降低蔬菜重金屬含量,保障蔬菜質(zhì)量安全,對(duì)推動(dòng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有迫切而重要的意義。已有研究發(fā)現(xiàn)生物炭富含P、K等營(yíng)養(yǎng)元素,呈堿性,高度芳香化,具有高比表面積和多孔性,其特殊性質(zhì)使其具有較好的農(nóng)用價(jià)值和環(huán)境污染修復(fù)潛力。目前,關(guān)于生物炭的研究多集中在二氧化碳固定和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用方面,而生物炭施用對(duì)土壤重金屬生物有效性的影響、蔬菜重金屬累積特征及生物炭施用對(duì)其影響研究相對(duì)較少。為探討生物炭在重金屬污染土壤中的環(huán)境效應(yīng)及其對(duì)蔬菜重金屬累積與品質(zhì)的影響,本研究選擇廣泛食用的兩類蔬菜——葉菜類蔬菜和根莖類蔬菜,以稻殼生物質(zhì)炭(Rush husk biochar,簡(jiǎn)稱RHB)為研究對(duì)象,采用盆栽試驗(yàn),從四個(gè)方面進(jìn)行了研究:(1)在Cd單一污染和Pb、Cd、Cu、Zn復(fù)合污染條件下,不同蔬菜重金屬累積特征以及同一蔬菜不同部位重金屬累積特征,以及Cd單一污染對(duì)蔬菜生長(zhǎng)和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)吸收特性的影響;(2)在Pb、Cd、Cu、Zn復(fù)合污染條件下,生物炭施用對(duì)土壤重金屬有效性的影響;(3)在Pb、Cd、Cu、Zn復(fù)合污染條件下,生物炭施用對(duì)不同蔬菜可食部分重金屬含量的影響;(4)在Pb、Cd、Cu、Zn復(fù)合污染條件下,生物炭施用對(duì)不同蔬菜生長(zhǎng)及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響。其主要結(jié)論如下:(1)在單一Cd污染條件下,Cd主要分布在蔬菜可食部分即生菜的莖和胡蘿卜的根中,且Cd抑制了生菜莖的伸長(zhǎng)和胡蘿卜根的伸長(zhǎng)。對(duì)于胡蘿卜生物量而言,Cd對(duì)胡蘿卜的生長(zhǎng)具有低促高抑作用,胡蘿卜地上、地下部分生物量在低濃度Cd處理?xiàng)l件下(3 ug·g-1)達(dá)到最高值,在高濃度Cd處理?xiàng)l件下(9 ug·g-1)顯著降低;對(duì)于生菜生物量而言,高濃度Cd可以抑制生菜的生長(zhǎng),生菜地上部分、地下部分生物量在土壤Cd濃度為9 ug·g-1時(shí)降到最低值。在單一Cd污染條件下,葉菜類和根莖類蔬菜體內(nèi)Cd與大多數(shù)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素呈正相關(guān)關(guān)系。在Pb、Cd、Cu、Zn復(fù)合污染條件下,蔬菜不同部位累積重金屬的能力差異很大。生菜地下部分重金屬Cd、Pb、Cu、Zn含量遠(yuǎn)高于地上部分;蘿卜地上部分Cd、Zn含量略高于地下部分,其地下部分Pb含量遠(yuǎn)高于地上部分,然而其體內(nèi)Cu含量分布沒有明顯規(guī)律。在相同重金屬污染土壤中,葉菜類蔬菜對(duì)重金屬Cd、Pb、Cu的吸收累積能力好于根莖類蔬菜。對(duì)于不同重金屬而言,生菜對(duì)重金屬的累積能力表現(xiàn)為:CdCuZnPb,蘿卜對(duì)重金屬的累積能力表現(xiàn)為CdZnCuPb。(2)在Pb、Cd、Cu、Zn復(fù)合污染土壤中,施用不同劑量生物炭(1%RHB、2%RHB、5%RHB)可以降低土壤pH,增加土壤溶解性有機(jī)碳DOC含量。施用生物炭可降低生菜土壤EC,而對(duì)蘿卜土壤EC影響不大。在復(fù)合污染土壤中,施用生物炭可以增加土壤有效態(tài)Cd、Zn含量,對(duì)土壤有效態(tài)Cu含量沒有顯著影響,對(duì)土壤有效態(tài)Pb含量的影響則與其施用劑量有關(guān),即施用低劑量生物炭(1%RHB)可以增加土壤有效態(tài)Pb含量,施用中等劑量生物炭(2%RHB)對(duì)土壤有效態(tài)Pb含量沒有明顯影響,施用高劑量生物炭(5%RHB)可以降低土壤有效態(tài)Pb含量。生菜土壤和蘿卜土壤有效態(tài)Cd、Zn含量均與土壤pH呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。(3)在Pb、Cd、Cu、Zn復(fù)合污染土壤中,施用不同劑量生物炭(1%RHB、2%RHB、5%RHB)可以顯著增加生菜可食部分Cd、Zn、Pb含量,然而對(duì)其可食部分Cu含量沒有顯著影響;施用生物炭對(duì)蘿卜可食部分Cd含量無顯著影響,然而施用高劑量生物炭(5%RHB)可顯著增加蘿卜可食部分Zn含量,施用中等劑量生物炭(2%RHB)可顯著降低蘿卜可食部分Pb、Cu、Zn含量。生菜和蘿卜可食部分Cd、Zn含量分別與土壤有效態(tài)Cd、Zn含量顯著正相關(guān)。(4)在Pb、Cd、Cu、Zn復(fù)合污染土壤中,生物炭的施用可以促進(jìn)不同蔬菜的生長(zhǎng)并提高其營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。隨生物炭施用量的增加,生菜和蘿卜地上、地下部分生物量增加。對(duì)于蔬菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)而言,施用不同劑量生物炭(1%RHB、2%RHB、5%RHB)可顯著增加蘿卜硝酸鹽和維生素C含量,顯著降低還原糖含量。另外,施用低劑量(1%RHB)和中等劑量生物炭(2%RHB)可以顯著增加蘿卜氨基酸含量,然而施用高劑量生物炭(5%RHB)對(duì)蘿卜氨基酸含量沒有顯著影響。對(duì)于生菜而言,施用生物炭對(duì)生菜還原糖含量沒有顯著影響,然而施用低劑量(1%RHB)和高劑量生物炭(5%RHB)可以顯著增加生菜氨基酸含量,且施用高劑量生物炭(5%RHB)可顯著增加生菜硝酸鹽和維生素C含量。另外,施用生物炭有利于蔬菜對(duì)大部分礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收與利用。施用生物炭可以促進(jìn)蘿卜地上部分、整株對(duì)Fe的吸收以及各部位對(duì)P、K、Mn、Ni的吸收,抑制蘿卜地下部分對(duì)Fe、Mg的吸收;施用生物炭可以促進(jìn)生菜各部位對(duì)P、K的吸收,抑制生菜地下部分和整株對(duì)Fe的吸收。另外,生物炭對(duì)生菜地下部分和整株Mn、Ni含量具有低促高抑作用,即施用低劑量生物炭(1%RHB)可以增加生菜地下部分和整株Mn、Ni含量,然而施用高劑量生物炭(5%RHB)可以降低其地下部分和整株Mn、Ni含量。
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【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X53;X56

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2364602