生物炭及其復(fù)合調(diào)理劑對菜地土壤Cd的鈍化效果研究.pdf

1、生物炭是一種修復(fù)土壤污染的新型材料，對污染土壤重金屬鎘（Cd）有很好的固定效果。同時，生物炭與其他調(diào)理劑一并施用時，能與調(diào)理劑實現(xiàn)功能上的互補，更有效地修復(fù)土壤Cd污染。本文以農(nóng)用廢棄物花生殼所制備的生物炭作為土壤調(diào)理劑，同時將生物炭與泥炭、石灰按照一定的比例混合配制成生物炭復(fù)合調(diào)理劑，采用室內(nèi)吸附試驗、土壤培養(yǎng)試驗、盆栽試驗和大田試驗，分析了花生殼生物炭的性狀，研究了生物炭及其復(fù)合調(diào)理劑對Cd的吸附特性，對土壤Cd的鈍化效應(yīng)以及對蔬菜

2、吸收積累Cd的影響，同時研究了生物炭復(fù)合調(diào)理劑對土壤酶活性、蔬菜抗逆性等指標(biāo)的影響。主要研究結(jié)果如下：
　?。?）該花生殼生物炭表面具有大量孔狀結(jié)構(gòu)，其排列均勻，孔徑主要以大孔為主，具有較大的比表面積和孔容，為吸附Cd2+提供了空間；生物炭還含有大量N、P、K等營養(yǎng)元素以及含-OH、-C=O等活性官能團，為吸附Cd2+提供了潛在的吸附點位。生物炭對Cd2+的吸附動力學(xué)過程符合Elovich模型，生物炭復(fù)合調(diào)理劑則符合二級動力學(xué)模型

3、；生物炭及其復(fù)合調(diào)理劑對Cd2+的吸附特征均可以用Langmuir吸附方程進行表征。
　　（2）生物炭及其復(fù)合調(diào)理劑均能有效提高土壤pH值，降低重金屬Cd的有效性，在土壤培養(yǎng)試驗中，兩者對DTPA-Cd的最高降幅分別為31.2％和29.1%；而在盆栽條件下，兩者對DTPA-Cd的最大降幅則分別為31.8%和37.1%；大田試驗結(jié)果表明30 t/公頃的生物炭對Cd生物有效性降低效果最好。
　?。?）生物炭及其復(fù)合調(diào)理劑均能有效

4、的減少葉菜對Cd的吸收。3茬生物炭盆栽試驗表明，6%或8%生物炭的降低效果最佳，與不施生物炭的對照處理相比，3茬試驗空心菜地上部Cd含量分別下降43.4%、51.1%和49.3%；6%生物炭復(fù)合調(diào)理劑降低小白菜的Cd含量，其植株Cd含量可下降85.7%（降至0.10 mg·kg-1，符合食品安全標(biāo)準(zhǔn)），其對葉菜Cd吸收的阻控效應(yīng)優(yōu)于生物炭。但高用量的生物炭或生物炭復(fù)配調(diào)理劑都不利于葉菜的生長，出現(xiàn)生物量下降的現(xiàn)象。在兩茬大田試驗中，生物

5、炭對葉菜地上部Cd吸收的影響有所不同，第1茬在30 t/公頃時達到最佳效果，第2茬則在90 t/公頃達到最佳；兩茬葉菜根部Cd含量均與生物炭的用量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。
　?。?）生物炭復(fù)合調(diào)理劑減少Cd對小白菜的脅迫，與對照相比，MDA、SOD、POD、CAT等抗逆性指標(biāo)分別下降了20.4%、41.6%、29.7%、18.5%，達到顯著差異水平。生物炭復(fù)合調(diào)理劑對Cd污染土壤中的微生物碳（MBC）、微生物氮（MBN）、土壤脲酶、磷酸酶等