不同生物炭对污灌区土壤铜、铬形态及玉米转运富集的影响

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为研究菌糠被炭化成生物炭对污灌区土壤重金属铜、铬的形态及玉米吸收转运富集的影响,并横向比较三种菌糠生物炭和玉米秸秆生物炭以及水稻稻壳生物炭对其效果的优劣,本文通过盆栽试验,对施用了五种生物炭的山西某污灌区土壤中重金属铜、铬的形态、玉米生长状况,以及玉米各部位的重金属含量和玉米各部位对重金属铜、铬元素的转运和富集系数进行分析。研究结果表明:(1)与空白处理相比,五种不同生物质炭在玉米生长的苗期阶段,玉米的干重均有所上升,平均提升了29.14%,玉米的根长相较于空白也均有所上升,平均上升了8.91%,玉米的株高相比于空白处理,五种不同生物质炭的处理平均增加了3.90%。五种处理下,在玉米生长的成熟期阶段,玉米的干重与空白相比均有所提升,五种处理的玉米干重相较于空白平均提升了30.77%。(2)在五种不同生物质炭处理中,成熟期玉米茎对铜元素的转运系数变化不一致,只有在施用了猴头菇菌糠生物质炭的处理其转运系数(0.354)小于空白处理(0.372),成熟期玉米叶对铜元素的转运系数各处理之间变化不统一,在施用了灵芝菌糠生物质炭和玉米秸秆生物质炭的处理中,玉米叶对铜元素的转运系数分别为0.470和0.384,均高于空白处理的0.380,其余三个处理均小于空白,成熟期玉米果实对铜元素的的转运系数各处理之间变化也不一致,五种处理玉米穗对重金属铜的转运系数由小到大依次为:平菇菌糠生物质炭(0.048)<灵芝菌糠生物质炭(0.0507)<猴头菇菌糠生物质炭(0.0512)<水稻稻壳生物质炭(0.0560)<玉米秸秆生物质炭(0.0567)。(3)玉米茎对铬元素的转运系数,不同的处理之间变化统一,都低于空白处理(0.505),玉米叶对重金属铬的转运系数变化不统一,在施用了灵芝菌糠生物质炭和玉米秸秆生物质炭的处理中,玉米叶对于铬的转运系数高于空白,分别为0.369和0.407,玉米果实对重金属铬的转移系数变化不一致,只有施用水稻稻壳生物炭和玉米秸秆生物炭的处理高于空白(0.227),分别达到了0.252和0.228,不同处理间,玉米穗对于铬元素的转运系数均小于1,相互之间变化不统一,只有在施用了灵芝菌糠生物质炭的处理和水稻稻壳生物质炭的处理中,玉米果实对重金属的铬的转运系数高于空白处理(0.131)。(4)五种不同生物质炭处理下,土壤中可交换态的铜含量均低于空白处理,其中在施用灵芝菌糠生物质炭的土壤中可交换态的铜含量最低,为1.005mg/kg,,相较于空白处理降低了31.4%,土壤中碳酸盐结合态的铜含量相比于空白处理均减少了,猴头菇菌糠生物炭处理下土壤中的碳酸盐结合态的铜含量减少量最多,数值降到了5.91mg/kg,与空白处理相比降低了40.65%,除了施用猴头菇菌糠生物炭的土壤中的铁锰氧化物结合态的铜含量相较于空白处理有2.25%的升高之外,其余四种处理土壤中铁锰氧化物结合态的铜含量均有所下降,有机结合态的铜含量变化不一致,残渣态的铜含量相比于空白处理均有所上升,上升最多的是施用了猴头菇菌糠生物炭处理的土壤,含量为104.55mg/kg,比空白增加了15.76%。(5)在施用灵芝菌糠生物质炭的土壤中,可交换态的铬含量下降的最多,与空白的8.1mg/kg相比达到了5.67mg/kg,降低了30%,在碳酸盐结合态的铬含量测定中,五种不同的处理其含量相较于空白都有所上升,在铁锰氧化物结合态的测定中,五种不同的处理其含量与空白相比均有所下降,但是变化程度不同,五种不同的处理有机结合态的铬含量相较于空白处理均有所上升,其中在配施灵芝菌糠生物质炭的土壤中,有机结合态的铬含量提高的最多为1.93mg/kg,相较于空白提高了21.38%,在残渣态的测定中,在不同的生物质炭处理下土壤中的残渣态的铬含量与空白相比均有所上升。
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