生物質(zhì)炭對稻田系統(tǒng)重金屬的攔截效應(yīng).pdf

1、通過室內(nèi)靜態(tài)試驗，從玉米秸稈炭（簡稱玉米炭）、稻草秸稈炭（簡稱稻草炭）、稻殼炭中篩選出一種對土壤重金屬鈍化效果較好的生物質(zhì)炭，并將該生物質(zhì)炭施用于盆栽水稻土壤中，一方面研究不同施炭量(炭土質(zhì)量比:0％、0.05％、0.1％、0.5％、1％、2％)對土壤中Cd、Pb、Zn生物有效性及對水稻各部位中Cd、Pb、Zn含量的影響;另一方面，在3個施炭量(0％、0.1％、2％)的盆栽土壤中，在水稻5個生長期（分蘗期、拔節(jié)期、孕穗期、開花期、灌漿期

2、）灌溉2個Cd濃度的含Cd水(C1，滿足《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準》(GB5084-2005);C2，滿足《鉛、鋅工業(yè)污染物排放標準》(GB25466-2010))，并用自來水(CK)作為對照，考察灌溉水中Cd濃度對糙米中Cd的累積影響及生物質(zhì)炭的攔截效應(yīng)。主要試驗結(jié)果如下:
　　(1)室內(nèi)靜態(tài)試驗表明，3種生物質(zhì)炭均能不同程度地提高土壤pH值，降低土壤Cd、Pb、Zn的有效態(tài)含量及毒性浸出量。綜合比較，玉米炭對土壤Cd、Pb、Zn的鈍化

3、效果優(yōu)于稻草炭和稻殼炭。
　　(2)盆栽試驗中，施炭量對秧苗期和成熟期土壤的基本理化性質(zhì)影響較大，達到顯著或極顯著水平。其中，秧苗期土壤的CEC低于成熟期土壤的CEC，秧苗期土壤的pH、有機質(zhì)、EB、BS則相反，均高于成熟期的相應(yīng)值。施炭量對土壤Cd、Pb、Zn有效態(tài)含量的影響不顯著(p＞0.05)，對土壤Cd、Pb、Zn毒性浸出量有一定的影響。其中，秧苗期土壤的Cd、Pb、Zn有效態(tài)含量均高于成熟期的相應(yīng)值，Pb、Zn毒性浸出量

4、均低于成熟期相應(yīng)值;當施炭量為0％、0.05％時，秧苗期土壤毒性浸出Cd高于成熟期土壤相應(yīng)值，施炭量在0.1％～2％之間時，結(jié)果則相反。當施炭量為2％時，與不施炭相比，秧苗期土壤的Cd、Pb、Zn毒性浸出量分別降低31.8％、73.8％、22.5％，且均達到了顯著水平(p＜0.05)，成熟期土壤的Cd、Pb、Zn毒性浸出量分別降低7.6％、25.9％、10.2％。
　　(3)盆栽試驗中，隨著施炭量的增加，水稻株高有略高于對照的趨勢

5、，并在施炭量為2％時，達到顯著水平(p＜0.05)。施炭量對水稻莖、葉、殼、糙米干重和生物量均有一定影響，但不顯著(p＞0.05)，當施炭量為2％時，上述各指標均達到最大。施炭量對水稻莖、葉、殼中Cd、Pb、Zn含量的影響不明顯。隨著施炭量的增加，水稻根表鐵膜中Cd含量逐漸降低，當施炭量為2％時，根表鐵膜中Cd含量降低27.9％，并達到顯著水平(p＜0.05)。根系中Pb、Zn含量隨施炭量的增加有降低的趨勢，當施炭量達最大(2％)時，它

6、們分別降低33.9％、31.2％。當施炭量為0％～1％時，糙米中Cd、Pb、Zn含量均隨著施炭量的增加而降低，三者分別降低7.1～24.2％、21.7～76.2％、8.3～27.3％。可見，在此施炭濃度范圍內(nèi)，米Cd均滿足《食品安全國家標準》(GB2762-2012)（≤0.2mg/kg），且當施炭量為1％時，米Pb由超標降至達標(0.2mg/kg)。但當施炭量增至2％時，米Cd、米Pb含量均有所回升，均超標。
　　(4)含Cd灌

7、溉水試驗表明，在不施炭時，土壤總Cd、有效態(tài)Cd、毒性浸出Cd均隨著灌溉水中Cd濃度的增加而增加，施加0.1％的生物質(zhì)炭能有效攔截灌溉水C1、C2中的Cd，阻滯土壤對Cd的積累，降低土壤Cd的生物有效性。無論土壤施炭或不施炭，水稻各部位中Cd含量均隨灌溉水中Cd濃度的升高而不同程度地增加。在不施炭處理下，灌溉自來水(CK)時，米Cd(0.15mg/kg)達標，而灌溉C1、C2時，米Cd均超標，說明在一定程度Cd污染土壤中種植水稻，即使灌

8、溉水中Cd濃度滿足農(nóng)灌要求，仍會出現(xiàn)米Cd超標情況。0.1％的生物質(zhì)炭處理下，糙米中Cd含量分別由0.24、0.28mg/kg降至0.13、0.14mg/kg，即由超標降至達標，降幅達45.6％和50.7％。但當施炭量為2％時，糙米中Cd含量反而分別比不施炭的高，且均超標。
　　(5)Cd的吸收系數(shù)和累積量分析表明，水稻根、莖葉是Cd吸收系數(shù)最高的部位，根、莖葉、糙米是Cd累積量最多的部位。土壤中施加0.1％的生物質(zhì)炭，能有效降低