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【6h】

一种矿物调理剂对稻田土壤镉的钝化效果

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缩略语

1 绪论

1.1 文献综述

1.2 本文研究目的与意义

1.3 本文研究内容和技术路线

2 调理剂的形态特征及其对镉的吸附性能

2.1 材料与方法

2.2 结果与分析

2.3 小结

3调理剂对土壤镉有效性的调控效果

3.1材料与方法

3.2 结果与分析

3.3 小结

4 调理剂对土壤—水稻系统中镉的迁移阻控机制

4.1 材料与方法

4.2 结果与分析

4.3 小结

5 调理剂的田间应用效果

5.1 材料与方法

5.2 结果与分析

5.3 小结

6 讨论

7 主要结论与展望

7.1 本文主要结论

7.2研究展望

参考文献

致谢

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摘要

近年来，随着我国农田土壤重金属污染的日益加剧，重金属污染土壤的修复技术已成为当前研究的热点。与其他修复手段相比，土壤调理剂因成本低、操作简单、不影响农业生产等优点而引起众多学者的广泛关注。为此，本研究通过吸附试验、土培试验、盆栽试验及田间试验方法，研究了一种矿物调理剂对稻田土壤中镉的钝化效果，以及对稻田土壤和农产品安全性的影响，主要结果如下：
　　（1）吸附动力学试验结果表明，该调理剂于50 min达到饱和吸附，且饱和吸附量为10.17 mg/kg；采用一级动力学模型对吸附动力学曲线进行拟合的拟合度最高。此外还发现，该调理剂存在物理吸附和化学吸附过程，且 pH值显著影响调理剂对镉的饱和吸附量。
　　（2）土壤培养试验结果发现，该调理剂可快速稳定地钝化土壤中的活性 Cd，促进可利用态Cd向难利用态或残渣态转化；与对照相比，57d时，处理T1、T2、T3、T4的残渣态镉含量增幅依次为12.0％、13.6%、26.0%、24.6%。土壤中可氧化态镉或土壤残渣态镉含量与土壤pH值呈极显著正相关（P＜0.05）。
　　（3）水稻盆栽试验结果表明，调理剂显著提高了试验原位土壤溶液的酸碱度。随着水稻的生长，各调理剂处理的pH值逐渐降低，且于插秧后35 d左右趋于稳定；与对照相比，收获期处理T1至T6 pH的增幅依次为0.23、0.31、0.28、0.28、0.48、0.45个单位。调理剂降低了原位土壤的氧化还原电位，土壤Eh的变化与pH的变化趋势相反。
　　（4）水稻盆栽试验结果显示，调理剂会显著降低了土壤有效态镉含量；水稻不同生育期，土壤有效态镉含量也不尽相同。就对照处理而言，各生育期土壤有效态镉含量大小的顺序为孕穗期＞返青期＞分蘖期＞拔节期＞成熟期；而对各调理剂处理而言，各水稻生育期土壤有效态镉含量大小顺序与之相似。此外，调理剂会促进土壤中可利用态镉向难利用态或残渣态转化。返青期到孕穗期水稻为淹水状态，各处理可交换态镉含量均有所降低；土壤可还原态镉含量会明显增加，增幅为26.7%~84.4%；各处理可氧化态镉含量变化很小；与返青期相比，孕穗期残渣态镉含量显著增加，对照处理的增幅为6.9%，而其他各处理增幅在22.4%~67.4%之间。与水稻孕穗期相比，收获期（收获前晾田7 d）各处理土壤交换态镉和可氧化态镉含量有所增加（T1与T2除外），土壤可还原态镉和残渣态镉含量相应减少，其中各处理残渣态镉的降低幅度为22.7%~70%。
　　（5）水稻盆栽试验还发现，随着水稻的生长，根系镉含量的变化与地上部镉含量的变化趋势一致，镉含量大小的水稻生育期顺序为：返青期＞成熟期＞分蘖期＞拔节期＞孕穗期；调理剂可有效降低糙米镉含量，当调理剂用量达到5 g/kg时，糙米镉含量低于0.2mg/kg（国家食品安全卫生标准）。水稻各器官中镉含量大小顺序为：根系＞茎叶＞糙米＞谷壳。就对照处理而言，返青期或成熟期的地上部和根系对镉的富集系数最大，且调理剂有效降低了水稻各部位对镉的富集系数。此外还发现，调理剂对水稻生育前期镉从根系向地上部迁移的阻控效果优于生育后期。
　　（6）田间小区试验表明，矿物调理剂对水稻成熟期土壤全镉和有效态镉含量无显著影响，但调理剂可显著降低水稻地上部与糙米中镉含量。不同生育期水稻地上部茎叶镉含量大小顺序为：孕穗期＞拔节期＞分蘖期＞成熟期，各调理剂处理对糙米中镉含量的降低幅度在77.3%~89.6%之间。

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