论文摘要
选取湖北省武汉市狮子山棕红壤,经过不同水平Cd(0～50 mg Cd kg-1)和堆肥(0～120 mg kg-1)处理。通过小麦盆栽试验,研究了堆肥施用对土壤Cd的固定、Cd生物有效性、土壤生物学性质以及小麦生长的影响,以期探讨堆肥对Cd污染土壤的修复效果。主要结果如下:1.在所有Cd处理土壤中,土壤pH值、OM和全磷均随堆肥施用量增加呈上升趋势。与未施肥比较,堆肥施用后土壤pH值上升0.5～1.2个单位,土壤有机质增加0.2～1.9倍,土壤全磷提高0.2～3.2倍。2.在Cd处理的土壤中施用堆肥可以使土壤中有效态Cd含量明显降低。各组成形态中,水溶态和交换态的含量降低70%以上,随着堆肥施用量增加,有机结合态Cd增加0.9～7.8倍,无机结合态Cd含量提高0.6～1.5倍。3.在Cd污染的土壤中,施用堆肥可使土壤微生物数量、微生物生物量碳和酶活性增加。随着堆肥施用量增加,土壤微生物生物量碳增加了1.1～13.4倍,并达到显著性差异。堆肥施用后,土壤脲酶活性增加了0.4～1.9倍,蛋白酶活性增加了0.35～2.5倍,蔗糖酶活性增加了0.34～1.81倍,中性磷酸酶活性增加了0.74～4.22倍。4.在Cd污染的土壤中,施用堆肥可以促进小麦生长,提高产量,降低小麦组织中Cd含量。在未污染和低Cd污染的土壤中,与未施肥相比,施用堆肥小麦籽粒产量分别增加了1.73～3.34和1.14～2.34倍。在低Cd污染的土壤中,施用堆肥后小麦籽粒Cd含量降低了33～61.4%,茎干Cd含量降低了56.3～89.1%。在高Cd污染的土壤中,堆肥的作用更明显。5.堆肥施用导致了土壤中Cd的重新分配,从而降低了Cd对土壤微生物和小麦的毒性。施用堆肥的土壤中,生物有效性较高的土壤Cd形态转化为有机和无机结合态Cd,这主要是由于堆肥施用使土壤pH值升高,增加了土壤有机质和磷含量。生物有效态Cd向惰性形态的转化是堆肥控制植物对Cd的吸收和降低Cd的生物毒性的重要途径。堆肥对Cd污染土壤的修复受堆肥施用量和土壤Cd含量的影响。在Cd污染土壤中,堆肥降低了Cd的生物有效性,促进小麦生长,降低了小麦对Cd的吸收,同时也增加了土壤有机质和营养元素的含量。盆栽试验结果显示,堆肥在修复Cd污染土壤方面有较好的应用前景,堆肥在土壤重金属污染修复上的效果可能会因土壤类型、金属类型和堆肥性质的不同而有差异,实践中堆肥的用量及其与其它修复技术的配合等还有待进一步的研究。
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