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稻殼炭鈍化污泥對(duì)蘿卜種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)的影響

2015-04-17 14:00:54張文妍高常卉吳冠男
江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2015年1期

張文妍 高常卉 吳冠男

摘要:以稻殼炭鈍化后的城市污泥為對(duì)象,研究對(duì)蘿卜種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明,與單獨(dú)施加污泥相比,稻殼炭鈍化污泥促進(jìn)了蘿卜種子的發(fā)芽,減輕了污泥對(duì)種子根伸長(zhǎng)的抑制,提高了發(fā)芽指數(shù);與對(duì)照土壤相比,稻殼炭鈍化污泥的施用顯著促進(jìn)了蘿卜幼苗生物量的提高,增加了幼苗對(duì)鉀的吸收,且幼苗鉀含量與基質(zhì)中稻殼炭含量呈顯著正相關(guān),但對(duì)幼苗氮磷含量無(wú)顯著影響;稻殼炭鈍化污泥的施用使蘿卜幼苗中Zn、Pb和Cu含量顯著上升,而對(duì)Cd含量沒(méi)有顯著影響,回歸分析結(jié)果,蘿卜幼苗中的Zn、Pb、Cu含量與基質(zhì)中污泥含量呈顯著正相關(guān),Zn、Pb含量與稻殼炭含量呈顯著負(fù)相關(guān),表明稻殼炭抑制了蘿卜幼苗對(duì)污泥中重金屬的吸收。

關(guān)鍵詞:稻殼炭;污泥;鈍化;種子發(fā)芽;幼苗

中圖分類(lèi)號(hào): X703;S631.104文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號(hào):1002-1302(2015)01-0158-04

收稿日期:2014-02-25

基金項(xiàng)目:江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程項(xiàng)目(編號(hào):PAPD);南京林業(yè)大學(xué)科技創(chuàng)新基金(編號(hào):163020090);大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃。

作者簡(jiǎn)介:張文妍(1978—),女,安徽蕪湖人,講師,主要從事生物質(zhì)炭材料、固廢資源化研究。E-mail:627389011@qq.com。城市污泥農(nóng)用在世界范圍內(nèi)已經(jīng)比較普遍,2002年,美國(guó)城市污泥堆肥及土地利用占其污泥產(chǎn)量的60%,歐洲也有超過(guò)40%的污泥用于農(nóng)業(yè)土地[1-2],城市污泥對(duì)作物產(chǎn)量、品質(zhì)促進(jìn)和對(duì)土壤改良效果已經(jīng)得到公認(rèn)[3-6]。但污泥中的高濃度鹽分、重金屬和其他有害物質(zhì)也可能對(duì)植物的生長(zhǎng)產(chǎn)生生態(tài)毒性,尤其是對(duì)于植物種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)[7-8]。

生物炭(biochar)是生物質(zhì)發(fā)電或產(chǎn)能的副產(chǎn)物[9],是生物質(zhì)在完全或部分缺氧情況下,經(jīng)熱解炭化產(chǎn)生的一類(lèi)高度芳香化、難熔性的固態(tài)物質(zhì)[10],屬于廣義概念上的黑碳(black carbon)的一種。近年來(lái),生物炭的農(nóng)用價(jià)值越來(lái)越受到關(guān)注,生物炭被證明不僅可以改善土壤理化性質(zhì)、增加土壤肥力、促進(jìn)作物生長(zhǎng),還可以顯著降低土壤中重金屬和有毒有害物質(zhì)的生物有效性[11-13]。生物炭在土壤中極為穩(wěn)定,可長(zhǎng)期將碳固存于土壤,有助于減少溫室氣體的排放[14-15]。

雖然污泥和生物炭的農(nóng)用潛力作為近年來(lái)的熱點(diǎn)已經(jīng)被廣泛研究,但大多報(bào)道僅局限于污泥或生物炭單獨(dú)作用于土壤的效應(yīng),兩者聯(lián)合施用于土壤的相關(guān)報(bào)道較少。事實(shí)上,污泥豐富的有機(jī)質(zhì)和氮磷含量正是生物炭所缺乏的,而生物炭發(fā)達(dá)的空隙結(jié)構(gòu)和所含微量元素可以降低污泥中有害物質(zhì)的有效性、減少污泥施用中養(yǎng)分淋失,而且生物炭含豐富的鉀,可以彌補(bǔ)污泥鉀素的缺乏,兩者在農(nóng)學(xué)效應(yīng)和環(huán)境效應(yīng)上優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。鑒于此,本研究采用生物炭的一種——稻殼炭作為穩(wěn)定劑對(duì)城市污泥中的重金屬和有毒物質(zhì)進(jìn)行鈍化,然后將鈍化后的污泥(稻殼炭鈍化污泥)以不同配比施入土壤,通過(guò)蘿卜種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)試驗(yàn),研究稻殼炭鈍化污泥對(duì)植物的生態(tài)毒性和生長(zhǎng)發(fā)育的影響,以期明確污泥和稻殼炭共同用于改良土壤的可行性,為城市污泥的安全農(nóng)用和生物質(zhì)氣化發(fā)電副產(chǎn)物的高效利用提供新途徑。

1材料與方法

1.1材料

土壤取自南京林業(yè)大學(xué)校園內(nèi)風(fēng)景區(qū)0~15 cm的表層未擾動(dòng)土壤。該土壤為南京地區(qū)的典型黃棕壤,屬于粉沙壤土。供試污泥取自南京江心洲污水處理廠,該廠是目前南京市最大的污水處理廠,日污水處理量為64萬(wàn)t,污水主要來(lái)源于城市居民的生活污水,經(jīng)過(guò)A/O工藝處理。剩余污泥經(jīng)離心脫水,含水率約為75%~80%。供試稻殼炭來(lái)自于本課題組的“農(nóng)林生物質(zhì)同時(shí)制取氣、炭、液產(chǎn)品”項(xiàng)目的產(chǎn)物之一——生物炭。炭化溫度為600~700 ℃。稻殼炭除了具有一般生物炭的特點(diǎn)外,還具有粒徑大小適中且均勻、不需要額外粉碎,容易與土壤和污泥摻混的特點(diǎn)。供試土壤、污泥和稻殼炭的基本理化性質(zhì)見(jiàn)表1。

表1土壤、污泥和稻殼炭的理化性質(zhì)

理化性質(zhì)指標(biāo)土壤污泥稻殼炭pH值6.75±0.037.30±0.129.49±0.14*電導(dǎo)率(mS/cm)0.06±0.011.69±0.030.56±0.04有機(jī)質(zhì)(%)8.18±1.3638.25±1.4556.78±2.88比重(g/cm3)2.51±0.021.95±0.013.59±0.03容重(g/cm3)1.02±0.020.56±0.010.15±0.01陽(yáng)離子交換量10.11±1.4917.48±1.29(cmol/kg)堿解氮(mg/kg)50.68±6.462 454.00±90.4015.15±5.67有效磷(mg/kg)7.74±2.00271.00±4.52288±2.51速效鉀(mg/kg)56.04±2.38223.00±0.551 481.00±54.22Zn(mg/kg)66.93±2.63980.38±108.9173.59±7.49Cd(mg/kg)2.24±0.18Pb(mg/kg)28.83±1.39118.67±2.846.12±1.10Cu(mg/kg)64.91±1.98226.12±37.3515.10±2.38沙粒(%)6.88粉粒(%)77.17黏粒(%)15.95比表面積(m2/g)188.12注:數(shù)據(jù)為“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”。“*”表示稻殼炭pH值的測(cè)定采用1 ∶10的土水比。

供試作物種子為蘿卜(Raphanus sativus L.),購(gòu)于安徽華新種業(yè)有限公司。

1.2方法

1.2.1鈍化污泥培養(yǎng)脫水污泥取來(lái)后,在室溫下風(fēng)干至含水率60%左右并過(guò)10目篩,然后分別加入其鮮重的0、5%、10%、20%、40%的稻殼炭,充分混勻后,在室溫中用恒重法維持50%~60%的含水率培養(yǎng)35 d,其間每天添加去離子水維持處理組的重量不變,使污泥中重金屬和有毒物質(zhì)充分鈍化,成為含稻殼炭0、5%、10%、20%、40%的稻殼炭鈍化污泥,簡(jiǎn)稱(chēng)鈍化污泥,分別以B0、B5、B10、B20、B40表示。

1.2.2混合基質(zhì)配制將鈍化污泥(B0、B5、B10、B20、B40)分別按1 ∶1和1 ∶4(鈍化污泥、土壤干重比)與土壤均勻混合,分別設(shè)1 ∶1B0、1 ∶1B5、1 ∶1B10、1 ∶1B20、1 ∶1B40、1 ∶4B0、1 ∶4B5、1 ∶4B10、1 ∶4B20、1 ∶4B40處理組,另設(shè)1組土壤作為對(duì)照(CK),試驗(yàn)共設(shè)11個(gè)處理組。按鮮污泥含水率60%計(jì),稻殼炭和土壤含水率忽略不計(jì),各處理組稻殼炭、污泥和土壤干質(zhì)量的配比見(jiàn)表2。表2各處理組稻殼炭、污泥和土壤含量

基質(zhì)基質(zhì)干質(zhì)量配比(%)CK1 ∶1B01 ∶1B51 ∶1B101 ∶1B201 ∶1B401 ∶4B01 ∶4B51 ∶4B101 ∶4B201 ∶4B40稻殼炭006101725024710污泥050444033252018161310土壤10050505050508080808080

1.2.3種子發(fā)芽和根伸長(zhǎng)抑制(1)種子消毒:將種子鋪在白紙上,剔除雜質(zhì)和有缺陷的種子后,放入2%的雙氧水中浸泡10 min消毒。再用自來(lái)水和去離子水充分沖洗后,將種子放在濾紙上吸干水分。(2)發(fā)芽床準(zhǔn)備:每個(gè)處理組分別準(zhǔn)確稱(chēng)取1 g土樣,置于內(nèi)徑為15 cm的培養(yǎng)皿中,加入10 mL去離子水,搖勻,再將大小適中的濾紙鋪在溶液表面上,使其濕潤(rùn)。(3)發(fā)芽試驗(yàn):選擇光鮮飽滿的蘿卜種子,按每個(gè)發(fā)芽床25粒,分別置于各發(fā)芽床上使之均勻分布,放入培養(yǎng)箱中于(25±0.5) ℃條件下培養(yǎng),每隔12 h觀察1次發(fā)芽率,按胚芽長(zhǎng)度達(dá)到種子的50%為標(biāo)準(zhǔn),計(jì)算發(fā)芽率。連續(xù)48 h發(fā)芽率不再變化,試驗(yàn)停止,測(cè)量平均根長(zhǎng)(根和芽接點(diǎn)處到最長(zhǎng)根尖的長(zhǎng)度),每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.2.4幼苗生長(zhǎng)采用室內(nèi)盆栽的方法培育蘿卜幼苗。將每個(gè)處理組的混合基質(zhì)裝入高13 cm、口徑15 cm的塑料花盆中(每盆裝填高度約為10 cm),均勻播撒50粒飽滿的蘿卜種子,生長(zhǎng)過(guò)程中以去離子水澆灌,苗期生長(zhǎng)至10 d取樣,洗凈晾干后,測(cè)各處理組鮮質(zhì)量(地上和地下部分總和),再置于恒溫箱中于70 ℃烘72 h,取出剪碎后測(cè)植株氮、磷、鉀和重金屬含量。

1.3分析與測(cè)定

種子發(fā)芽和根伸長(zhǎng)的各項(xiàng)指標(biāo)計(jì)算公式如下[16-18]:發(fā)芽率=(正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù))×100%;發(fā)芽指數(shù)=(處理組發(fā)芽率/對(duì)照組發(fā)芽率)×(處理組根伸長(zhǎng)/對(duì)照組根伸長(zhǎng))×100%。植株中氮、磷、鉀和重金屬測(cè)定方法參照NY/T 2017—2011《植物中氮、磷、鉀的測(cè)定》。

1.4數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)用SPSS 21.0處理,方差分析采用One-way ANOVA檢驗(yàn),回歸分析采用線性回歸,多重比較采用LSD檢驗(yàn)。圖表處理在Origin75中完成。

2結(jié)果與分析

2.1稻殼炭鈍化污泥對(duì)蘿卜種子發(fā)芽的影響

不同處理組蘿卜種子發(fā)芽率、根伸長(zhǎng)和發(fā)芽指數(shù)見(jiàn)表3。所有處理蘿卜種子發(fā)芽率均高于對(duì)照,說(shuō)明鈍化污泥的添加對(duì)蘿卜種子發(fā)芽有促進(jìn)作用。其中1∶1B20、1∶1B40、1 ∶4B5 處理發(fā)芽率顯著高于其他組,達(dá)70%以上,而1 ∶4B0

表3稻殼炭鈍化污泥對(duì)蘿卜種子發(fā)芽相關(guān)指數(shù)的影響

表中數(shù)據(jù)為平均值,同列數(shù)據(jù)后不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)。表4、表6同。

處理發(fā)芽率最低,僅57%,與對(duì)照組差異不顯著。根伸長(zhǎng)僅有 1 ∶4B20 處理的根長(zhǎng)為32 mm,高于對(duì)照,其他處理根長(zhǎng)均受到顯著抑制,其中1 ∶1B0、1 ∶4B0處理根長(zhǎng)最短,只有對(duì)照組的61%和68%。

發(fā)芽指數(shù)包含了土壤對(duì)于植物種子發(fā)芽率和根伸長(zhǎng)抑制的綜合結(jié)果,可以用來(lái)綜合評(píng)判土壤對(duì)種子胚芽的毒性[8]。從表3可以看出,多數(shù)處理的發(fā)芽指數(shù)大于100,說(shuō)明鈍化污泥在多數(shù)情況下,對(duì)蘿卜種子萌發(fā)起到促進(jìn)作用,這主要是鈍化污泥對(duì)發(fā)芽率的促進(jìn)作用掩蓋了其對(duì)根伸長(zhǎng)的抑制作用。1 ∶4B5 處理發(fā)芽指數(shù)最高,達(dá)到136,表明該處理污泥和稻殼炭的含量對(duì)于種子發(fā)芽最為適宜。1 ∶1B0、1 ∶4B0處理的發(fā)芽指數(shù)顯著比其他組低,發(fā)芽指數(shù)分別為73、70。

2.2稻殼炭鈍化污泥對(duì)蘿卜幼苗生長(zhǎng)的影響

2.2.1對(duì)幼苗生物量的影響由圖1可見(jiàn),不同處理組蘿卜幼苗鮮質(zhì)量均顯著大于對(duì)照,沒(méi)有出現(xiàn)抑制情況,不同處理每盆蘿卜幼苗鮮質(zhì)量比對(duì)照組的增幅達(dá)157%~327%。1 ∶1B40 處理蘿卜幼苗鮮質(zhì)量顯著高于其他處理,1 ∶1B0、1 ∶4B40 處理蘿卜幼苗鮮質(zhì)量顯著低于其他處理。

2.2.2對(duì)幼苗養(yǎng)分含量的影響從表4可以看出,鈍化污泥并沒(méi)有顯著提高蘿卜幼苗氮含量,不同處理氮含量差異不顯

著,與對(duì)照差異不顯著,僅1 ∶4B0處理氮含量略高。不同處理蘿卜幼苗磷含量略高于對(duì)照,但差異不顯著。不同處理鉀含量有顯著差異,顯著高于對(duì)照。為了進(jìn)一步分析稻殼炭鈍化污泥對(duì)蘿卜幼苗鉀含量的影響,將污泥和稻殼炭含量作為因素,與蘿卜幼苗鉀含量進(jìn)行線性回歸分析,結(jié)果(表5)表明,蘿卜幼苗鉀含量與稻殼炭含量呈顯著線性正相關(guān),而污泥含量被排除,即污泥含量與幼苗鉀含量無(wú)顯著相關(guān)關(guān)系。

表4不同處理蘿卜幼苗氮、磷、鉀含量比較

處理養(yǎng)分含量(g/kg)氮磷鉀CK22.5ab8.83a12.37e1 ∶1B020.7b10.65a47.96cd1 ∶1B522.5ab10.93a60.15c1 ∶1B1018.7b10.96a62.55bc1 ∶1B2022.5ab11.50a66.29bc1 ∶1B4019.6b11.18a86.74a1 ∶4B032.3a10.73a20.93e1 ∶4B526.3ab10.75a34.52d1 ∶4B1024.4ab11.11a42.05d1 ∶4B2021.6ab10.51a59.28c1 ∶4B4019.4b9.16a72.94b

表5污泥/稻殼炭含量與蘿卜幼苗鉀含量線性回歸分析

方程r顯著性已排除的變量y=2.405x+33.7260.6840.001污泥含量注:表中y為蘿卜幼苗鉀含量(g/kg),x為稻殼炭含量(%)。

2.2.3對(duì)幼苗重金屬含量的影響污泥中含有較多重金屬,本試驗(yàn)考察了不同處理蘿卜幼苗主要重金屬含量,結(jié)果見(jiàn)表6。由表6可以看出,不同處理蘿卜幼苗Zn含量比對(duì)照組顯著增加,1 ∶1B0處理Zn含量最高,達(dá)134.49 mg/kg,是對(duì)照的3倍,表明鈍化污泥中的Zn能較容易被植物吸收。隨著污泥含量的減少,不同處理蘿卜幼苗Zn含量也逐漸降低,1 ∶4B40 處理Zn含量已與對(duì)照相差不大。鈍化污泥并沒(méi)有顯著增加蘿卜幼苗的Cd含量,不同處理間沒(méi)有顯著差異,且Cd含量很低。不同處理蘿卜幼苗Pb含量雖然均較低,但處理間有顯著差異,鈍化污泥含量較多的處理,蘿卜幼苗Pb含量顯著比對(duì)照升高。鈍化污泥的施用也使蘿卜幼苗中Cu含量顯著增加,不同處理中隨污泥含量的增加Cu含量有上升的趨勢(shì)。目前,我國(guó)已經(jīng)取消了食品中Zn和Cu的限量標(biāo)準(zhǔn),參照澳大利亞新西蘭食品標(biāo)準(zhǔn)(2002)中關(guān)于Zn和Cu的規(guī)定,食品中Zn和Cu的最大限值分別為150 mg/kg和10 mg/kg,本試驗(yàn)中所有處理Zn和Cu含量均達(dá)標(biāo)。我國(guó)《食品中污染物限量》(GB 2762—2005)中,對(duì)葉類(lèi)蔬菜Cd和Pb的限值分別為0.2 mg/kg和0.3 mg/kg,試驗(yàn)所有處理也均達(dá)標(biāo)。

表6不同處理蘿卜幼苗重金屬含量比較

為了進(jìn)一步分析稻殼炭鈍化污泥對(duì)于蘿卜幼苗重金屬含量的影響,將污泥和稻殼炭含量作為因素,與蘿卜幼苗重金屬含量分別進(jìn)行線性回歸,分析結(jié)果見(jiàn)表7。表7污泥/稻殼炭含量與蘿卜幼苗重金屬含量線性回歸分析

重金屬方程R2顯著性已排除的變量Zny=1.594x1-1.525x2+49.0370.930<0.001Cd污泥含量、稻殼炭含量Pby=0.001x1-0.001x2+0.0140.7890.001Cuy=0.070x1+3.4120.4340.016稻殼炭含量注:表中y為相應(yīng)蘿卜幼苗重金屬含量(mg/kg),x1為污泥含量(%),x2為稻殼炭含量(%)。

從表7 可以看出,Zn含量回歸方程的顯著性小于0.001,相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.930,且與污泥、稻殼炭含量均有關(guān)系,與污泥含量呈線性正相關(guān),與稻殼炭含量呈線性負(fù)相關(guān)。Cd含量與污泥和稻殼炭含量均無(wú)關(guān)。Pb含量的回歸公式也有統(tǒng)計(jì)意義,顯著性達(dá)0.001,相關(guān)系數(shù)達(dá)0.789,與污泥含量和稻殼炭含量分別呈線性正相關(guān)和負(fù)相關(guān)。Cu含量的回歸方程排除了稻殼炭含量,只與污泥含量呈線性正相關(guān),顯著性和相關(guān)系數(shù)也比Zn和Pb有所下降。

3結(jié)論與討論

為了充分利用城市污泥所含豐富的有機(jī)質(zhì)和氮磷,避免其所含鹽分、重金屬等有毒物質(zhì)對(duì)植物的生態(tài)毒性,本研究用稻殼炭將污泥鈍化后農(nóng)用,通過(guò)測(cè)定稻殼炭鈍化污泥對(duì)蘿卜種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)的影響,明確了城市污泥和稻殼炭共同施用于土壤的效果。

從發(fā)芽率數(shù)據(jù)來(lái)看,鈍化污泥促進(jìn)了蘿卜種子的發(fā)芽。發(fā)芽率較高處理有兩個(gè)特點(diǎn):污泥含量適中(污泥在基質(zhì)中干重比為18%~33%)且含有稻殼炭處理,因一定含量的污泥可以給種子發(fā)芽提供充足營(yíng)養(yǎng),一定比例稻殼炭可以減輕污泥中的毒性物質(zhì)對(duì)種子的毒害。基質(zhì)中污泥含量過(guò)高,或不含稻殼炭的處理,就會(huì)因污泥中有毒物質(zhì)過(guò)高而影響種子發(fā)芽[19-20]。從根伸長(zhǎng)的數(shù)據(jù)看,鈍化污泥對(duì)種子根長(zhǎng)有抑制作用,蘿卜根伸長(zhǎng)比種子發(fā)芽率更容易受到有毒物質(zhì)的影響。因種子發(fā)芽過(guò)程主要受胚內(nèi)養(yǎng)分供應(yīng)影響,即使土壤污染也不會(huì)間斷胚內(nèi)養(yǎng)分供應(yīng);而根從一開(kāi)始就完全暴露于土壤中,其生長(zhǎng)發(fā)育很大程度上受到土壤條件的控制[21],相關(guān)研究也發(fā)現(xiàn)了發(fā)芽率對(duì)污染土壤的敏感性不及根伸長(zhǎng)[22-24]。從發(fā)芽指數(shù)來(lái)看,不含稻殼炭的1 ∶1B0和1 ∶4B0處理的發(fā)芽指數(shù)最低,表明沒(méi)有經(jīng)稻殼炭鈍化的污泥對(duì)作物有一定的生態(tài)毒性。但經(jīng)過(guò)稻殼炭的鈍化,其毒性大為降低,所有含稻殼炭的處理發(fā)芽指數(shù)均顯著上升,甚至出現(xiàn)了發(fā)芽指數(shù)大于100,體現(xiàn)了稻殼炭對(duì)污泥中有毒物質(zhì)的鈍化作用和對(duì)種子發(fā)芽的促進(jìn)作用。

鈍化污泥顯著促進(jìn)了蘿卜幼苗生物量的增加,這一方面是蘿卜幼苗在生長(zhǎng)的過(guò)程中適應(yīng)了環(huán)境,另一方面也是因?yàn)殁g化污泥所含營(yíng)養(yǎng)元素,有效促進(jìn)了蘿卜幼苗的生長(zhǎng)。1 ∶1B40 處理污泥和稻殼炭的比例合適,既能提供蘿卜生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)元素,又能提供疏松透氣的土壤環(huán)境,能最大程度促進(jìn)幼苗生長(zhǎng),所以生物量最高。1 ∶1B0處理污泥含量較高,又沒(méi)有稻殼炭的鈍化,所含有害成分影響了蘿卜幼苗正常生長(zhǎng),蘿卜幼苗生物量降低,而1 ∶4B40處理污泥含量最少,稻殼炭含量相對(duì)較多,可能是營(yíng)養(yǎng)不足或土壤碳氮比過(guò)高導(dǎo)致蘿卜幼苗生長(zhǎng)受阻。

盡管鈍化污泥含有極豐富的堿解氮和有效磷,但蘿卜幼苗并沒(méi)有能從污泥中吸收大量的氮和磷,可能是幼苗時(shí)期蘿卜對(duì)氮磷的吸收有限。但不同處理蘿卜幼苗鉀含量卻差別很大,因?yàn)殁浭翘}卜生長(zhǎng)過(guò)程中需求最大的礦物質(zhì)元素,幼苗時(shí)期吸收量比其他元素都多[25]。通過(guò)線性回歸分析,蘿卜幼苗鉀含量主要是因?yàn)樘幚碇械牡練ぬ恳穑c污泥含量無(wú)關(guān),表明稻殼炭所含豐富的鉀素可以被蘿卜幼苗吸收利用,因稻殼炭添加對(duì)于蘿卜鉀素的吸收有重要意義。

稻殼炭鈍化污泥的添加,使蘿卜幼苗Zn、Pb和Cu含量顯著上升,而對(duì)Cd含量沒(méi)有顯著影響。主要是因植物從土壤中吸收的重金屬量往往與土壤重金屬含量有線性關(guān)系[26-27],城市污泥中Zn、Pb和Cu含量相對(duì)較高,蘿卜幼苗對(duì)其吸收量也高,而污泥中Cd含量相對(duì)較低,因此蘿卜幼苗吸收量也少。經(jīng)線性回歸分析可知,蘿卜幼苗Zn、Pb含量與處理組中污泥含量呈顯著正相關(guān),與稻殼炭含量呈顯著負(fù)相關(guān),表明蘿卜幼苗中的Zn和Pb來(lái)源于污泥,由于稻殼炭存在而顯著減少,體現(xiàn)了稻殼炭抑制了植物對(duì)重金屬的吸收。Cd含量與污泥和稻殼炭含量均無(wú)顯著關(guān)系,可能是處理中Cd含量很少,被植物吸收量也不顯著。蘿卜幼苗的Cu含量與污泥呈正相關(guān),而與稻殼炭含量無(wú)關(guān),說(shuō)明污泥增加了蘿卜苗的Cu含量,但稻殼炭并未能阻止其對(duì)Cu的吸收,可能因?yàn)镃u也是植物生長(zhǎng)所需元素[28],蘿卜苗會(huì)主動(dòng)吸收一定量的Cu。參照目前國(guó)內(nèi)外對(duì)食品中Zn、Cd、Pb、Cu的規(guī)定,本研究中所有處理蘿卜幼苗均達(dá)標(biāo),但蘿卜的生長(zhǎng)期較長(zhǎng),在后期的生長(zhǎng)中蘿卜中的重金屬是否會(huì)繼續(xù)富集,還有待進(jìn)一步研究。

稻殼炭鈍化污泥能顯著促進(jìn)蘿卜種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng),由于稻殼炭的鈍化作用,降低了單獨(dú)污泥施加對(duì)作物的生物毒性,降低了作物對(duì)重金屬的吸收。污泥和稻殼炭?jī)?yōu)勢(shì)互補(bǔ),聯(lián)合施用于土壤既能為植物提供豐富的營(yíng)養(yǎng)和合適的土壤環(huán)境,又能降低污泥中的毒性物質(zhì)對(duì)植物的生態(tài)毒性。

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