不同改良剂对重庆植烟土壤镉生物有效性的影响

发布时间：2018-10-17 22:22

【摘要】：镉(Cd)是一种毒性极强的重金属元素,不仅会对农作物的生理生化过程产生影响,而且会随着食物链被人体吸收,危害人体健康。作物体内Cd含量高低与土壤Cd含量和存在形态密切相关,了解土壤Cd含量状况是确定农田Cd污染修复技术的前提,关于重庆植烟土壤Cd及其它重金属含量状况尚不清楚。本文首先利用重庆典型植烟区土壤调查时采样的土壤样品,研究了重庆植烟土壤重金属含量现状及污染状况,分析了重庆植烟土壤酸化现状及其与土壤重金属Cd有效性的关系,为植烟土壤重金属污染防控提供数据支撑。在此基础上,针对植烟土壤Cd轻度污染、酸性土壤(pH5.5)面积大等问题,采用大田试验和室内培养试验相结合的方法研究了不同改良剂对土壤pH和有效Cd含量的影响、对烤烟各部位Cd的消减效果以及对烟叶产量与品质的影响,为降低烟叶重金属Cd含量提供技术支撑。(1)对重庆典型植烟区(武隆、彭水、黔江、丰都、石柱)的1506个植烟土壤重金属As、Hg、Cd、Pb、Cu及Zn含量的分析结果表明,重庆植烟土壤全量As、Hg、Cd、Pb、Cu及Zn的平均含量分别为18.39、0.13、0.22、36.94、25.60、53.42 mg/kg;除Zn比背景值低外,As、Hg、Cd、Pb、Cu平均含量分别是背景值的3.15、2.60、1.69、1.55和1.02倍。从污染评价指数看,目前土壤Cd存在轻度污染,占调查区域样点的20.56%,主要分布于武隆和彭水的西部,As和Cu存在潜在污染风险,而土壤Hg、Pb及Zn为安全水平。重庆烟区酸性土面积大,pH5.5的酸性土壤占49.7%;土壤酸化趋势明显,pH5.5的酸性土比10年前增加72%。土壤有效Cd随pH的降低而升高,土壤酸化可能促进了Cd的活化。(2)室内培养试验研究了不同碱性改良剂(生石灰、硅钙肥、碱性有机调理剂(活性贝壳粉)、生物炭)不同用量(0.05%、0.1%、0.2%、0.4%)对土壤有效Cd及pH的影响。结果表明,4种碱性改良剂处理土壤后,土壤有效Cd含量都显著降低(与对照相比);不同改良剂对土壤有效Cd的钝化效果差异显著,以贝壳粉的钝化效果最好,其次是生石灰处理和硅钙肥,生物炭效果最差(改良剂处理90天后)。从不同改良剂用量对有效Cd的钝化效果看,本实验条件下处理90天后,生物炭对有效Cd的钝化能力较差,当用量达到0.4%时,钝化效果只有37.93%,而贝壳粉、生石灰和硅钙肥处理对有效Cd的钝化能力优于生物炭处理,在0.1%用量水平对土壤有效Cd的钝化分别为55.17%、50.57%、40.23%。土壤有效Cd与土壤pH呈极显著负相关关系,施用碱性改良剂,通过提升土壤pH,能够显著降低土壤有效Cd含量。(3)大田试验研究了不同改良剂对烟叶Cd含量及烤烟生长和产质量的影响,结果表明,烤烟不同生长期Cd含量均为下部叶中部叶上部叶茎,成熟期下部叶、中部叶、上部叶和茎Cd平均含量分别为4.57、2.51、1.27、0.61 mg/kg,烟叶Cd含量明显高于土壤有效Cd含量,烤烟叶片对Cd具有较强的富集能力。所有改良剂都能显著降低上部和中部烟叶Cd含量,对成熟期上部烟叶和中部烟叶Cd的消减率分别为8.55%~16.70%和4.47%~9.28%。不同改良剂对不同生长期烤烟Cd含量的消减存在差异,团棵期生石灰处理的消减效果最明显,叶片和茎Cd消减率分别为12.37%、6.49%;旺长期贝壳粉处理对上部叶、中部叶、下部叶及茎中Cd的消减效果最强,消减率分别为39.49%、11.84%、20.75%和13.77%;成熟期硅钙肥处理对中部叶、下部叶及茎中Cd的消减效果最强,消减率分别为9.28%、2.52%、10.03%;硅钙肥处理对烤后中部与下部烟叶Cd的消减效果最好,分别为11.59%、2.90%。成熟期中部烟叶和上部烟叶Cd含量均与土壤有效Cd含量呈显著正相关,土壤有效Cd与pH呈显著负相关;施用改良剂显著提升了土壤pH,降低了土壤有效Cd含量,消减了烤烟各部位重金属Cd含量。与对照相比,所有改良剂对烤烟叶片数无显著影响;硅钙肥改善了烟叶内在化学品质,提高了中上等烟比例,提升了烟叶的产值与均价。综上所述,重庆植烟土壤存在Cd轻度污染,在Cd轻度污染的土壤上,施用土壤碱性改良剂,尤其是硅钙肥(2250 kg/hm2),能够显著提升土壤pH值,降低土壤有效Cd含量,消减烤烟Cd含量,并且能够提高中上等烟比例,改善烟叶品质,增加经济效益。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S156.2;X53

【参考文献】