石灰、生物炭对酸性重金属污染土壤的改良效果及环境经济评价

来源 :云南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wenyuanyuan0929
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本试验选取石灰、生物炭组配作为土壤改良剂,在云南省德宏州梁河县来利山锡矿区丙赛河流域开展田间小区试验,研究改良剂的添加对酸性重金属污染土壤理化性质的改良效果。并通过添加筛选出的石灰和生物炭,结合玉米、甘蔗、红麻、万寿菊进行种植,旨在提高矿区周边酸性重金属污染土壤的安全有效利用,降低重金属的有效性及酸性土壤对植物的危害,提高植物产量,增加当地经济收入并改善生活水平,形成酸性重金属污染土壤安全有效利用和农业生产联合修复技术体系,保障矿区周边农田的安全利用。并对该项目进行环境经济评价,筛选出最优的种植模式,为进行技术集成与示范提供依据。结果表明:(1)添加石灰、生物炭能改善酸化土壤理化性质,与对照相比,通过两年试验发现,添加石灰、生物炭的续种处理(前一年筛选出的对酸性重金属污染土壤具有较好改良效果的处理继续种植,施用量为:石灰300 kg/亩、生物炭1000 kg/亩)、续施处理(前一年筛选出的对酸性重金属污染土壤具有较好改良效果的处理在原施加量的基础上增加1倍施加量后进行种植,施用量为:石灰600 kg/亩、生物炭2000kg/亩)均能显著提高酸性土壤p H、CEC、有机质。土壤速效养分中,单作续施处理下能显著提高甘蔗种植模式下的土壤碱解氮含量,增加31.8%;玉米种植模式中,单作续种处理下能显著提高土壤速效磷含量90.3%,甘蔗种植模式中,单作续施处理显著提高土壤速效磷含量88.2%;红麻和万寿菊种植模式中,续种处理显著提高土壤速效磷含量89.1%和142.3%;单作续种处理能显著提高玉米种植模式下的土壤速效钾含量36.6%,续施处理能显著提高万寿菊种植模式下的土壤速效钾含量36.7%。(2)添加石灰、生物炭的四种处理均能显著降低土壤中有效态Cd、Pb的含量,与CK相比,间作续施处理使玉米种植模式中有效态Cd含量降低了36.2%,单作续施处理分别使甘蔗、红麻、万寿菊种植模式中的有效态Cd含量降低了56.1%、71.7%、29.1%。与CK相比,间作续种处理使玉米种植模式中的有效态Pb含量降低了64.4%,间作续施处理使甘蔗种植模式中的有效态Pb含量降低了59.5%,续施处理分别使红麻、万寿菊种植模式中的有效态Pb含量降低了69.7%、77.6%。(3)添加石灰、生物炭对土壤酶活性有不同程度的提高,与CK相比,四种处理均能显著提高四种植物种植模式中的土壤过氧化氢酶活性和显著降低土壤酸性磷酸酶活性,四种处理对甘蔗种植模式中土壤脲酶的活性没有显著性影响,能够显著提高其他植物种植模式中的土壤脲酶活性,单作续种处理能显著提高四种植物种植模式中的土壤蔗糖酶活性。(4)添加石灰、生物炭能显著提高植物株高、叶面积、茎粗、产量。玉米种植模式中单作续种处理产量最高,达到762.15 kg/亩;甘蔗种植模式中甘蔗、蜈蚣草的间作续施处理产量最高,达到3615.04 kg/亩;红麻种植模式中续施处理产量最高,达到653.68 kg/亩;万寿菊种植模式中续种处理产量最高,达到1946.67 kg/亩。(5)添加石灰、生物炭能显著降低植物体内的Cd、Pb含量,改良剂配合蜈蚣草间作能够显著降低植物体内的As含量。随着植物体内的重金属含量降低,明显改善植物品质,四种处理能够显著提高玉米籽粒蛋白质含量,单作续施处理能显著提高甘蔗蔗糖含量,续种处理能显著增加红麻线密度,续施处理能显著增加红麻纤维拉力,对万寿菊花中的叶黄素含量有负影响。(6)经过环境经济评价得出综合得分:玉米种植模式中,单作续种处理(石灰300 kg/亩、生物炭1000 kg/亩)得分最高;甘蔗种植模式中,间作续施处理(石灰600 kg/亩、生物炭2000 kg/亩+蜈蚣草)得分最高;红麻种植模式中,续施处理(石灰600 kg/亩、生物炭2000 kg/亩)得分最高;万寿菊种植模式中,续种处理(石灰300 kg/亩、生物炭1000 kg/亩)得分最高。
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