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随着工业的发展和农用化学品的大量施用,土壤重金属污染特别是锅(Cd)的污染日趋严重,已成为突出的环境问题而引起人们广泛地关注。镉是生物毒性最强的重金属元素之一,在上壤中的化学活性强、毒性持久,容易通过食物链的富集作用危害人类健康。水稻是世界第二大、我国第一大粮食作物,也是最容易吸收和积累Cd的大宗粮食作物之一。我国南方是稻米的主要产区,该地区土壤重金属污染日益扩张,大多土壤偏酸,稻米重金属吸收和积累存在着重要的食品安全风险。生物质炭,是指生物质在缺氧或无氧条件下热裂解得到的一类含炭的、稳定的、高度芳香化的固态物质。它具有较大的比表面积和发达的孔隙结构,较强的离子交换能为和丰富的表面含氧官能团,同时,其pH值高,吸附和固定重金属能力强,从而具有修复土壤重金属的潜力。在控制和治理上壤锅污染方而具有广阔的应用前景。本论文以我国南方Cd污染稻田为研究对象,探讨研究了生物质炭与石灰施用抑制土壤Cd生物有效性和降低水稻籽粒Cd吸收的效果;分析生物质炭对不同水稻品种籽粒Cd吸收的影响及对土壤理化性质的影响;模拟不同镉锌污染与生物质炭施用水平,进行水稻盆栽试验,分析了 Cd、Zn之间的相互作用及生物质炭添加对水稻镉锌吸收的影响。主要研究结果如下:(1)稻壳炭与石灰施用都显著提高了土壤pH值和CEC含量,其中第一年pH分别提高了 0.16、0.33,CEC分别提高了 3.09、3.72cmolkg-1;第二年pH分别提高了0.17、0.10,CEC分别提高了 5.05、2.2cmol kg-1。生物质炭施用还提高了两年中土壤的有机碳含量,而石灰对土壤有机碳含量无显著影响。(2)稻壳炭与石灰施用都显著降低了稻田土壤CaC12浸提态Cd含量。与对照相比,第一年年分别降低了 54.2%,62.5%;第二年年分别降低了 48.1%,22.2%。施用生物质炭处理均在两年内提高了污染稻田水稻的产量,而石灰处理对水稻产量无影响。施用稻壳炭与石灰均在第一年降低了水稻籽粒中Cd含量,分别降低至0.22、0.28mg kg-1,已达到国际食品添加剂和污染物典委员会(CCFAC)的安全标准(0.4 mg kg-1);第二年水稻籽粒中Cd含量分别为0.17、0.43 mg kg-1(CK处理为0.45 mg kg-1),这说明石灰已经在第二年已经失去了降低水稻对Cd吸收的效果。(3)不同施用量的生物质炭均显著提高了 土壤的pH值和有机碳含量(增幅分别为9.5-15.5%和35.5-46.6%),且增加幅度随生物质炭施用量的增大而增大。生物质炭施用显著提高了常规水稻的产量,而对杂交水稻产量的提高没有达到显著性水平。(4)不同施用量生物质炭处理中土壤CaCl2浸提态Cd含量均显著降低。与对照相比,20t ha-1生物质炭施用后土壤CaCl2浸提态Cd浓度降低了 60.6%,40t ha-1生物质炭施用后土壤CaCl2浸提态Cd浓度降低了 84.9%。统计分析表明,生物质炭施用后土壤CaCl2浸提态Cd含量降低与土壤pH值和SOC升高有密切的关系。不同施用量生物质炭均能显著降低两种水稻籽粒中Cd含量,最大降幅分别为60%和54%,但生物质炭对不同品种镉吸收的治理效果不同,这跟水稻自身的机理有很大关系。(5)盆栽土壤中添加生物质炭均提高了水稻的株高、籽粒重与总生物量,同时也提高了盆栽土壤的pH值。土壤中有效态Cd、Zn含量随着外源添加Cd、Zn量的增大而增加。不同用量生物质炭添加到镉锌复合污染的土壤中,均能显著降低土壤中有效态Cd、Zn含量和水稻籽粒中Cd含量,但对水稻籽粒Zn吸收无显著影响。