外加秸秆与柠檬酸对土壤中铜和镉有效性的影响

【摘要】：本文以石灰性褐土为材料,研究了玉米秸秆还田和外加柠檬酸对石灰性褐土中铜,镉有效性的影响,并分别探讨了秸秆培养和柠檬酸与铜、镉在土壤中的作用机制:采用室内培养的方法分别研究了玉米秸秆还田对土壤吸附—解吸铜、镉的影响,和添加柠檬酸培养后对铜、镉吸附—解吸的影响,盆栽实验分别添加不同量秸秆和柠檬酸对重金属铜、镉生物有效性的影响。主要研究结果如下: 1.玉米秸秆加入土壤培养后,在前四周主要分解一些根和叶等易分解的组织,期间失去了秸秆总重量的40%,此后,腐解速率逐渐变慢。秸秆腐解对重金属铜离子吸附解吸的影响,主要是在第三周时产生一些有机物质包括有机酸,增加土壤对铜的吸附量,减少解吸量;秸秆腐解对土壤吸附—解吸镉离子的影响也是在这一时间段有变化,但土壤对镉离子的吸附—解吸受铜离子浓度的影响较大。 2.土壤对铜离子的吸附量随柠檬酸浓度的增加先快速升高然后降低,在1 mmol·L~(-1)浓度之后趋于稳定,对铜离子解吸量随柠檬酸浓度的增加而降低,其解吸量在柠檬酸浓度为0.5 mmol·L~(-1)时出现转折点。柠檬酸对土壤吸附镉离子的影响较小,不及铜离子的竞争吸附作用明显,对镉离子解吸的影响与铜离子相似。 3.污染土壤中DTPA浸提态Cd含量均随柠檬酸浓度的增加呈先降低后增加趋势,在柠檬酸浓度为0.5 mmol·L~(-1)时最低,不同的培养时间对污染土壤中镉的有效性影响较小。 4.添加秸秆培养后,常量秸秆添加量处理可降低土壤中DTPA浸提态Cu含量,而倍量秸秆添加量处理则增加土壤中DTPA浸提态Cu含量;而土壤中DTPA浸提态Cd含量随秸秆添加量的增加都呈现上升的趋势。试验表明适量的秸秆添加可降低土壤重金属对植物的危害,过量秸秆添加活化了土壤重金属,增加土壤中重金属的毒害作用。 5.添加柠檬酸可明显降低植株中铜含量,且在高铜处理下,植株Cu含量随外源镉添加量的增加而降低,说明高浓度铜时,镉也对紫花苜蓿产生了毒害作用。土壤中DTPA提取态Cu含量随柠檬酸浓度的增加而总体呈现下降的趋势,在高铜处理下尤为明显。在5 mmol·L~(-1)的柠檬酸处理下,植株中镉含量最高,土壤中DTPA提取态Cd含量随着柠檬酸浓度的增加缓慢降低。 【关键词】：石灰性褐土 玉米秸秆 柠檬酸 铜 镉 吸附 解吸
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X131.3
【目录】：

• 致谢4-8
• 摘要8-9
• 1 文献综述9-19
• 1.1 土壤污染9-11
• 1.1.1 我国土壤污染现状9
• 1.1.2 土壤重金属污染9-10
• 1.1.3 土壤重金属污染特点10
• 1.1.3.1 土壤污染具有隐蔽性和滞后性10
• 1.1.3.2 土壤污染的累积性10
• 1.1.3.3 土壤污染具有不可逆转性10
• 1.1.3.4 土壤污染难治理性10
• 1.1.4 重金属污染土壤的修复措施10-11
• 1.2 重金属在土壤中的形态行为11-14
• 1.2.1 重金属在土壤中的存在形态11-12
• 1.2.2 土壤对重金属离子的吸附—解吸12-13
• 1.2.3 铜的土壤化学行为13
• 1.2.4 镉的土壤化学行为13-14
• 1.3 土壤有机质对污染土壤中重金属的影响14-15
• 1.3.1 土壤有机质14
• 1.3.2 有机酸对土壤重金属行为的影响14-15
• 1.4 秸秆腐解对土壤中重金属有效性影响的研究15-16
• 1.4.1 秸秆还田现状15-16
• 1.4.2 秸秆的腐解特征16
• 1.4.3 秸秆腐解对重金属的影响16
• 1.5 有机酸对土壤中重金属有效性影响的研究16-19
• 1.5.1 有机酸对重金属离子吸附解吸的影响机制16-17
• 1.5.2 柠檬酸对土壤中重金属有效性影响的研究进展17-19
• 2 引言19-21
• 3 研究材料、方法和手段21-25
• 3.1 试验材料21
• 3.1.1 供试土壤和秸秆21
• 3.1.2 供试试剂21
• 3.2 试验设计与方法21-24
• 3.2.1 玉米秸秆腐解对土壤吸附解吸铜、镉的影响21-22
• 3.2.1.1 试验设计21-22
• 3.2.1.2 研究方法22
• 3.2.2 柠檬酸对土壤吸附解吸重金属的影响22
• 3.2.2.1 试验设计22
• 3.2.2.2 研究方法22
• 3.2.3 柠檬酸对污染土壤中重金属活性的影响22-23
• 3.2.3.1 试验设计23
• 3.2.3.2 研究方法23
• 3.2.4 秸秆腐解对土壤中重金属生物有效性研究23
• 3.2.4.1 试验设计23
• 3.2.4.2 研究方法23
• 3.2.5 柠檬酸对土壤中重金属生物有效性研究23-24
• 3.2.5.1 试验设计23-24
• 3.2.5.2 研究方法24
• 3.3 测定方法24
• 3.4 数据处理24-25
• 4 结果与分析25-44
• 4.1 玉米秸秆腐解规律及其对铜镉吸附解吸的影响25-31
• 4.1.1 玉米秸秆腐解量与培养时间的关系25
• 4.1.2 玉米秸秆腐解量与培养时间的关系25-26
• 4.1.3 玉米秸秆腐解对铜、镉吸附解吸的影响26-31
• 4.1.3.1 秸秆腐解时间不同的土壤对铜吸附解吸的影响26-29
• 4.1.3.2 秸秆腐解时间不同的土壤对镉吸附解吸的影响29-31
• 4.2 柠檬酸对土壤铜镉的吸附解吸的影响31-36
• 4.2.1 柠檬酸添加量对土壤铜的吸附解吸的影响31-33
• 4.2.1.1 柠檬酸添加量对土壤铜的吸附的影响31-32
• 4.2.1.2 柠檬酸添加量对土壤铜的解吸的影响32-33
• 4.2.2 柠檬酸添加量对土壤镉的吸附解吸的影响33-36
• 4.2.2.1 柠檬酸添加量对土壤镉的吸附的影响33-34
• 4.2.2.2 柠檬酸添加量对土壤镉的解吸的影响34-36
• 4.3 柠檬酸添加量对污染土壤中镉有效性的影响36
• 4.4 秸秆添加对土壤中铜，镉生物有效性的影响36-39
• 4.4.1 添加秸秆对土壤中DTPA 提取态铜含量的影响36-38
• 4.4.2 添加秸秆对土壤中DTPA 提取态镉含量的影响38-39
• 4.5 添加柠檬酸对铜，镉有效性的影响39-44
• 4.5.1 添加柠檬酸对植株中铜含量的影响39-40
• 4.5.2 添加柠檬酸对土壤中DTPA 提取态铜含量的影响40-41
• 4.5.3 添加柠檬酸对植株中镉含量的影响41-42
• 4.5.4 添加柠檬酸对土壤中DTPA 提取态镉含量的影响42-44
• 5 结论与研究展望44-46
• 5.1 结论44
• 5.2 研究展望44-46
• 参考文献46-51
• 英文摘要51-52

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