土壤改良剂及放线菌剂对镉(Cd)污染农田的修复作用研究

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wbmissing
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
土壤重金属污染是我国当下最严峻的环境问题之一,而土壤镉(Cd)污染在其中的覆盖面最广,因此需要更多经济、高效的修复方法和措施应用于土壤Cd污染的治理工作中。本研究通过向Cd污染农田土壤施加不同改良剂(生物炭、有机肥、氢氧化钙)及生防放线菌剂(娄彻氏链霉菌D74和密旋链霉菌Act12的混合固体菌制剂),并种植小麦,探究在农业生产过程中不同修复处理对小麦生长情况、植株及土壤中Cd含量、土壤理化性质、小麦根际土壤细菌群落的影响及其之间的相互关系,以此评估不同修复处理的实际应用效果及对土壤微生态环境的影响,并为Cd污染土壤新型修复技术体系的建立提供理论和实践基础。本研究主要结果如下:(1)各修复处理可通过提高小麦抗氧化酶活性和光合能力、降低小麦受氧化胁迫程度来提高小麦在Cd污染条件下的抗逆性。相较于对照处理,不同修复处理使小麦叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性增加19.33%-37.78%,丙二醛(MDA)含量降低13.38%-28.36%,叶绿素含量增加5.82%-15.80%,放线菌剂在提高小麦叶片SOD活性上发挥主导作用。施加土壤改良剂在小麦生长中后期对植株具有明显促生作用,使小麦地上部分生物量较对照处理增加9.79%-31.35%。施加生物炭和有机肥能够提高小麦理论产量,菌剂使小麦籽粒更为饱满。各修复处理能使小麦籽粒中Cd积累量下降17.87%-32.44%,施加有机肥和氢氧化钙使小麦对Cd的富集量减少,生物炭和氢氧化钙处理能有效降低植物中Cd转移系数;(2)改良剂本身的理化特性使其施入土壤后显著改变土壤理化性质,施加有机肥后土壤中营养元素含量显著增加,且与放线菌剂配施后能进一步提高土壤中营养物质的有效性。土壤理化因子会随小麦的种植及生长发育产生规律性改变,且小麦生长比施加改良剂对土壤有机质、硝态氮、有效钾和阳离子交换量的影响更大,小麦不同生长时期土壤氨硝态氮、有效钾和有效磷含量间差异显著。(3)不同修复处理均使土壤总Cd和有效Cd含量降低,放线菌剂起到强化修复的作用,且主要影响土壤有效Cd含量。相较于对照处理,氢氧化钙配施放线菌剂使土壤有效Cd与总Cd比值在小麦拔节期和成熟期分别显著下降20.96%和18.46%,有机肥配施菌剂使小麦成熟期土壤总Cd含量显著下降24.11%。小麦生长使土壤有效Cd和总Cd含量降低,有机肥配施放线菌剂处理的土壤Cd含量在小麦生长过程中变化最大。(4)施入土壤改良剂后小麦根际土壤细菌群落的组成和结构受到显著影响,施加有机肥能够增加菌群丰富度和多样性,而氢氧化钙使其显著减少,有机肥和氢氧化钙的施加是影响菌群结构的主要因素。小麦根际土壤与原始土壤菌群结构间具有显著差异,小麦根际土壤菌群的丰富度较原始土壤高,多样性较低。(5)环境中Cd含量、土壤理化性质和小麦根际土壤细菌群落间具有一定关联,施加有机肥是影响土壤理化因子和细菌群落的主要因素。有机肥的施加显著影响土壤中氨硝态氮,有效磷、有效钾和阳离子交换量的含量,土壤氨态氮含量与植物地上部分的Cd积累量和Cd转移系数呈显著正相关关系,而硝态氮含量与其显著负相关,土壤有效磷和有效钾含量与植物地下部分Cd积累量和生物富集系数显著负相关,土壤阳离子交换量和有效钾含量与土壤总Cd含量呈负相关关系。小麦根际土壤细菌群落中疣微菌门的丰度与土壤有效磷,有效钾和氨态氮的含量呈显著正相关关系,与硝态氮含量具有较强的负相关关系。氢氧化钙处理使细菌群落中变形菌门和拟杆菌门的相对丰度增加,同时使浮霉菌门和酸杆菌门的丰度降低。酸杆菌门和浮霉菌门与土壤有效Cd和总Cd的比值呈显著正相关关系,变形菌门和拟杆菌门与其呈较强负相关关系。(6)综合考虑不同处理对小麦和土壤微生态环境的影响及其修复作用的实际效果,生物炭和有机肥处理在配施放线菌剂后可作为较为理想的修复策略。有机肥处理修复效果较佳且经济环保,生物炭处理修复效果尚可且对土壤微生态环境影响较小。本研究结果有待于在未来针对更大修复面积、更长连续修复年限、更深入探索修复机制的研究中得到进一步验证。
其他文献
随着互联网星座的高速发展,停留于空间轨道的卫星需要有效的离轨手段。在极薄薄膜增阻球设计制作的基础上,为保证其离轨阻力面积的不变,本文进行了极薄增阻球的形状稳定性分
最近大部分领域都出现非线性现象,而且这些现象最终都可以由非线性演化方程来描述.对于求解非线性系统是孤立子理论研究中的重要的内容,因此,非线性演化方程的求解方法已经成
截止到现在,针对疾病的爆发和传播这一问题,已经提出了很多方法和技巧。其中,传染病动力学研究方法则是最为重要也是最常使用的方法之一;在传染病的爆发和流行的问题中,复杂网
随着中国经济持续以稳中向好的态势发展,城市的人均汽车保有量逐年提高,交通拥堵现象日益严峻,而城市土地资源有限,难以对原有道路进行拓宽或建设新的道路,因此如何满足人们
EQ-代数是一种重要的逻辑代数,它与剩余格有密切的关系,但也存在本质的差别,研究EQ-代数对经典逻辑和模糊逻辑有重要意义.本文以EQ-代数为研究对象,以模糊化和粗糙化方法为主
当前能源紧缺与环境污染的问题推动了新能源的开发利用。燃料电池因其启动快,噪音小,能量转化效率高等优势在氢能的发展运用中得到了长足的研究进展。其中可用范围广泛的聚电
GIS设备是一种气体绝缘全封闭组合电器,GIS是其英文简称,全称是GAS Insulated Switchgear。随着经济的快速发展,企业生产用电、商业用电、居民用电需求都在不断加大。虽然像G
随着科学技术的日益发展,自然科学与工程中的非线性问题日益突出,对于非线性振动的研究也成为国内外专家最为关注的课题之一。2006年,Cao等提出了一类新的力学模型,并被国际
图论是计算机科学基础的一个重要分支之一,1736年瑞典数学家欧拉的一篇关于“哥尼斯堡七桥”问题的论文拉开了图论研究的序幕。自图论成为一门单独的学科以来,经过了多年的发展
海洋表面波在海洋资源的开发利用及对自然灾害的预防方面都有着重要的应用.任意频率水波涵盖了从浅水波到深水波各个不同波段的波,本学位论文是基于修正缓坡方程的显式形式,