连续施用改性生物质炭对小麦镉铅积累及土壤微生物群落的影响

来源 :河南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangyuan1984
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近年来,生物质炭在耕地土壤重金属修复方面表现出极大的潜力。多数研究表明,生物质炭对重金属在土壤中的迁移有明显的限制作用,可降低其生物有效性,从而减缓重金属通过食物链进入生物体内,减弱其毒害作用。目前对生物质炭的研究大多针对其对土壤理化性质或对重金属有效性的影响,而对其连续施用后是否仍然能产生显著固化效果以及其对土壤微生物作用的研究较少。在生物质炭修复土壤重金属过程中,土壤微生物多样性及群落结构等指标可作为衡量耕地土壤健康的重要指标。为探究磷酸改性生物质炭对石灰性污染土壤重金属的稳定效果及对微生物群落结构的影响,本研究于2015-2019年在豫西北某地污染农田土壤开展连续5年的定位试验。研究选用磷酸改性生物质炭为土壤调理剂,设置磷酸改性生物质炭不同年限的连续施用处理,通过分析土壤理化性状、土壤有效态镉铅含量及小麦籽粒镉铅含量等,探究其对重金属钝化的效果,并借助高通量测序技术测定并探讨连续施用调理剂对耕地土壤微生物多样性及群落结构的影响。研究结果如下:1.施用磷酸改性生物质炭改变了土壤p H,随着生物质炭施用年限的延长,土壤p H呈现先降低后增加的趋势。2.连续施用磷酸改性生物质炭2年后土壤有效态镉铅含量及小麦籽粒镉铅含量显著降低。施用5年土壤有效态镉含量及小麦籽粒镉含量达到最低,与对照相比分别降低46%和43%;施用4年土壤有效态铅含量达到最低,与对照相比降低36%;对籽粒铅而言,施用3年后与对照相比显著降低,降幅为35%,连续施用3年后,各处理中籽粒铅含量没有差异;磷酸改性生物质炭促进了毒性较强的可交换态镉及碳酸盐结合态镉向残渣态的转化。3.施用磷酸改性生物质炭显著增加土壤细菌群落的多样性、丰富度及均匀度,改变了细菌属水平上的群落结构。门水平上,各处理占据主导地位的菌门近似,分别为放线菌门、变形菌门、酸杆菌门等。属水平上,改性生物质炭显著降低了类诺卡氏菌属、苔藓杆菌属、大理石雕菌属等菌属的相对丰度,显著升高了假双头斧形菌属、慢生根瘤菌等菌属的相对丰度。4.施用磷酸改性生物质炭对土壤真菌多样性未产生明显影响,但改变了真菌的群落结构。门水平上,各处理占据主导地位的菌门无明显差异,分别为子囊菌门、被孢霉菌门、担子菌门等。属水平上,改性生物炭显著降低了赤霉菌属、裂壳属、帚枝霉属、柄孢壳属等菌属的相对丰度,显著增加了被孢霉属、篮状菌属、腐质霉属等菌属的相对丰度。
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