论文部分内容阅读
饲料添加剂的大量使用导致畜禽粪便重金属含量普遍超标,畜禽粪便经蚯蚓处理后生成的蚓粪中重金属含量亦存在超标现象。蚓粪作为一种商业有机肥被广泛应用,而蚓粪中存在重金属污染缺少关注,因此,为探讨蚓粪中重金属的去除方法和效果,本研究以Cu、Zn含量超标的蚓粪为研究对象,通过盆栽实验利用牧草联合螯合诱导植物修复技术,从而减少蚓粪中重金属的含量,为蚓粪的安全化利用提供策略。主要结果如下:
1.采用盆栽试验方法,研究了8种牧草对蚓粪中Cu、Zn吸收和积累特性.结果表明:在蚓粪中,墨西哥玉米、一年生黑麦草、多年生黑麦草、苇状羊茅的茎叶和根系生长均受到明显促进作用,而高丹草和欧洲菊苣则受抑明显,其中墨西哥玉米的生物量最大。8种牧草对蚓粪中Cu、Zn均具有一定吸收能力,其中,多年生黑麦草、冬牧70黑麦和一年生黑麦草的吸收能力较强,而欧洲菊苣的吸收能力相对较弱。不同牧草的茎叶及根系Cu、Zn积累量具有差异性,墨西哥玉米、冬牧70黑麦、高丹草和一年生黑麦草的积累量相对较高,而欧洲菊苣和紫花苜蓿甚低,且茎叶中Cu、Zn积累量均以墨西哥玉米最大。可见,墨西哥玉米可以在蚓粪中较好生长,并对Cu、Zn具有一定的吸收和积累能力,有望用于Cu、Zn污染蚓粪的植物修复。
2.以蚯蚓粪为主要原料配合不同体积比的蛭石或土壤作为栽培基质,研究了复合基质对墨西哥玉米生长状况及其对蚓粪中Cu、Zn修复效率的影响。结果表明,辅料添加、体积比配比及辅料与体积配比的相互作用对墨西哥玉米茎叶鲜重、根系鲜重、叶绿素SAPD指数、茎叶Cu积累量和Cu、Zn修复效率具有极显著的影响。与添加土壤作为辅料下的墨西哥玉米长势相比,蚓粪中添加蛭石作为辅料条件下的墨西哥玉米生长更优,且蚓粪与蛭石体积比为1:1形成的复配基质中墨西哥玉米生长状况、Cu、Zn积累量及对Cu、Zn污染蚓粪的修复效率均达到最佳,因此,蚯蚓粪与蛭石复配基质体积比1:1时是最佳栽培基质。
3.采用盆栽试验模拟研究了三种螯合剂(EDTA、CA、NTA)对墨西哥玉米吸收、累积蚓粪中Cu、Zn的强化作用。结果表明,EDTA、CA、NTA均可抑制墨西哥玉米茎叶及根系的生长,且根系受抑效应更强,添加剂量相同时,EDTA和CA分别对其根系和茎叶具有最强抑制效应。添加EDTA和NTA均能提高蚓粪中Cu、Zn的有效性,且EDTA对蚓粪中重金属的活化效果优于NTA,而CA仅在高浓度添加时对蚓粪中Cu、Zn具有活化作用。EDTA、NTA添加均可增加墨西哥玉米茎叶及根系中Cu、Zn含量及其茎叶中Cu、Zn积累量,高浓度CA亦可增加墨西哥玉米茎叶及根系中Cu、Zn含量,但却对墨西哥玉米茎叶中Cu、Zn积累量具有明显抑制作用。因此,EDTA、NTA具有强化墨西哥玉米萃取高Cu、高Zn蚓粪中Cu、Zn的潜力,这为强化植物修复重金属污染固体废弃物开辟了新的途径.
4.以Cu、Zn污染蚓粪为栽培基质,牧草墨西哥玉米为试材,通过盆栽试验研究刈割次数与螯合剂联合对墨西哥玉米生长、Cu、Zn积累的影响.结果表明:添加螯合剂均会抑制墨西哥玉米的生长,其中,NTA对墨西哥玉米生长抑制相对较弱,随着刈割次数的增加,不同螯合剂处理下墨西哥玉米茎叶生物量间的差异逐步减小.添加螯合剂EDTA、NTA均能提高墨西哥玉米茎叶Cu、Zn含量及其吸收速率,第一次刈割时墨西哥玉米茎叶Cu、Zn含量最大,墨西哥玉米的Cu、Zn吸收速率在第二次刈割达到最大,其分别为2.02、7.75μg/(plant·d).添加螯合剂EDTA、NTA并联合多次刈割均能强化墨西哥玉米体内Cu的积累,而添加螯合剂EDTA,NTA处理仅在第一次刈割时促进墨西哥玉米体内Zn的积累.由此,刈割与螯合剂EDTA或NTA联合有望成为墨西哥玉米修复Cu、Zn污染蚓粪的一种策略。