濕地植物生物炭對土壤鎘的固化效果及植物生理的影響

普東偉,邱亮,周巧紅,梁威

濕地植物生物炭對土壤鎘的固化效果及植物生理的影響

普東偉1,3,邱亮1,2*,周巧紅1,梁威1

1. 中國科學(xué)院水生生物研究所淡水生態(tài)與生物技術(shù)國家重點實驗室, 湖北 武漢 430072 2. 湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所, 湖北 武漢 430072 3. 中國科學(xué)院大學(xué), 北京 100049

本文比對了不同濕地植物生物炭固化鎘的性能差異，并且探究了濕地植物生物炭對含鎘土壤上種植蔬菜體內(nèi)鎘遷移轉(zhuǎn)化的影響，為濕地植物資源化利用以及生物炭修復(fù)重金屬土壤的實際運用提供一定的依據(jù)。選用三種典型的濕地植物（蘆葦、香蒲、美人蕉）作為前驅(qū)體，以熱解溫度400 ℃、500 ℃、600 ℃的條件制備了九種生物炭。并進(jìn)行了土培實驗對其固化土壤鎘的性能進(jìn)行了比較。并進(jìn)行了盆栽實驗用于研究其對鎘污染土壤中種植蔬菜的重金屬遷響以及植物生理指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，所有生物炭均能降低鎘在土壤中的遷移能力，但蘆葦生物炭的效果顯著低于其他兩類生物炭，其中效果最好的是熱解溫度為500 ℃制備的美人蕉生物炭，可將土壤中容易遷移的鎘從92.08%降低至67.64%。TCLP由CK組的2.73 mg/kg降低至1.38 mg/kg；CaCl2提取濃度由2.92 mg/kg降低至0.65 mg/kg。最后，使用生物炭處理后莧菜的單株干重上升了174%，根長也有一定程度的增加；并且莧菜體內(nèi)的Cd含量顯著下降，其中地上部分的Cd含量下降了60.3%，根部的Cd含量下降了30.6%；植物的抗氧化酶（SOD、POD、MDA）有一定程度的上升同時MDA含量顯著下降。濕地植物生物炭對土壤鎘的固定能力優(yōu)異，并且能夠顯著降低蔬菜體內(nèi)的鎘含量，并減少鎘向可食用部分的轉(zhuǎn)移。……