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《全国土壤污染状况调查公报》显示,我国Cd污染形势最为严重,超标点位达到7.0%。调查发现,我国Cd污染耕地面积已达到2×10~4 hm~2,每年生产的Cd含量超标农产品达到1.46×10~9 kg。目前,农田土壤Cd污染修复方法较多,包括物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术等,其中,化学钝化修复技术因其快速、简便、高效等优点,且不改变农业种植模式和生产习惯,广泛应用于大面积中、轻度Cd污染农田修复实践中。本研究采用静态培养/盆栽试验相结合的方法,旨在阐明骨粉对重金属Cd污染土壤修复效应、土壤肥力、植物生理生化特征影响,以期为骨粉应用于大面积Cd污染农田土壤原位钝化修复提供理论依据和技术支撑。主要研究结果及结论如下:(1)在静态培养试验中,投加鱼骨粉和牛骨粉后酸性土壤则pH有所增加,而碱性土壤则相反。投加骨粉材料后不同土壤有效态Cd含量受到抑制,其中在投加鱼骨粉后土壤TCLP-Cd含量分别降低3.9%~49.7%(碱性土壤)和2.9%~17.0%(酸性土壤);添加牛骨粉后土壤TCLP-Cd含量分别下降38.9%~71.9%(碱性土壤)和8.6%~18.2%(酸性土壤)。除碱性土壤中施加牛骨粉使土壤肥力下降以外,其余各处理土壤肥力提高。利用红外表征发现,施加骨粉后土壤有机碳官能团酚类化合物、芳香C或醌酮C=O、脂肪C相对百分含量有所增加,多糖C-O和硅酸盐则有所降低。碱性土壤施加骨粉对土壤脲酶活性有抑制作用,其他处理均使土壤酶活性提高。在碱性土壤中,施加骨粉后土壤TCLP-Cd含量与有机质呈极显著负相关关系(p<0.01);而在酸性土壤中,施加骨粉后土壤TCLP-Cd含量与土壤pH、有机质、速效磷和速效钾呈极显著负相关关系(p<0.01)。(2)在盆栽实验中,投加鱼骨粉和牛骨粉后天津土壤中油菜生物量总体有所下降,而湖南和河南土壤中油菜生物量增加。施加骨粉后油菜叶绿素含量总体有所增加,天津、湖南和河南土壤油菜叶绿素含量最大可分别增加11.18%、7.99%和14.35%。不同处理下油菜叶片过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽S转移酶(GSH-ST)和脯氨酸(Pro)活性总体上均有促进。投加不同骨粉后油菜地上部Cd含量分别较对照显著降低(p<0.05),其中施加鱼骨粉后天津、湖南和河南土壤中分别下降7.13%~39.76%、16.06%~32.54%和5.96%~39.03%,施加牛骨粉后油菜茎叶部分Cd含量分别较对照下降47.67%~59.66%、28.18%~41.95%和20.25%~47.96%。不同骨粉处理下,天津土壤中油菜茎叶Cd含量与APX活性呈极显著负相关关系(p<0.01),湖南土壤油菜茎叶Cd含量与POD活性呈显著负相关关系(p<0.05),河南土壤油菜茎叶Cd含量与GSH-ST和Pro呈显著负相关关系(p<0.05)。(3)在盆栽实验中,投加鱼骨粉使得天津和河南土壤pH受到抑制,而湖南土壤pH则有所增加;添加牛骨粉后天津土壤pH下降,而河南和湖南土壤则相反。土壤有机质含量与土壤pH趋势一致。施加骨粉后,使土壤肥力增加,速效氮、速效磷、速效钾含量均有所提高。骨粉的施加使土壤重金属Cd由不稳定形态转化为稳定形态,表现为可交换态含量降低,残渣态含量增加。不同骨粉处理土壤中变形菌门微生物相对丰度有所提高,放线菌门和酸杆菌门相对丰度则有所抑制。施加骨粉后天津土壤可交换态Cd含量与土壤有机质呈极显著正相关关系(p<0.01)与速效磷和速效钾含量呈极显著负相关关系(p<0.01);湖南土壤施加骨粉后,可交换态Cd含量与土壤pH、有机质、速效氮、磷和钾呈极显著负相关关系(p<0.01);河南土壤施加骨粉后,可交换态Cd含量与土壤速效氮和速效磷呈极显著负相关关系(p<0.01)。