金屬氧化物改性生物炭對鎘汙染土壤菠菜生長和鎘積累的影響

【歡迎您關注--農業環境科學】

作者：範貝貝1，趙磊2，劉建軍2，崔世豪1，彭宇濤1,3，慕康國1*，陳清1

單位：1. 中國農業大學農田土壤汙染防控與修復北京市重點實驗室/資源與環境學院；2. 山東招遠市農業技術推廣中心；3. 中山大學農學院

摘 要

對重金屬具有良好吸附能力的金屬氧化物改性生物炭材料是近年來熱門的土壤修復材料，然而關於不同金屬氧化物改性生物炭對土壤中Cd 鈍化的研究較少。本研究採用Cd 汙染農田土壤開展菠菜盆栽試驗，研究了鐵氧體改性生物炭、磁鐵礦改性生物炭和水滑石改性生物炭對菠菜生長和Cd 積累的影響。

結果表明：

在施用量均為5 g·kg

-1

的條件下，金屬氧化物改性生物炭處理可顯著提高土壤pH 和有機質含量。與對照相比，鐵氧體改性生物炭、磁鐵礦改性生物炭和水滑石改性生物炭使土壤DTPA-Cd 含量分別降低了23。4%、24。8%和37。1%，生物富集係數降低了4。00%、13。3%和65。0%。此外，水滑石改性生物炭使植株幹質量增加4。27 倍，顯著降低了Cd 積累量（59。5%）。金屬氧化物改性生物炭能提高土壤pH，增加土壤有機質含量，降低土壤Cd 的有效性和移動性，提高土壤質量，進而促進菠菜的生長和抑制菠菜對Cd 的積累。

研究表明，水滑石改性生物炭在促進菠菜生長和鈍化土壤Cd 方面具有較大優勢。

結 論

：

（1）在Cd 汙染土壤中施用金屬氧化物改性生物炭，可以提高土壤pH，增加土壤有機質含量，提高土壤質量。

（2）在5 g·kg

-1

的施用量下，金屬氧化物改性生物炭可以促進菠菜對土壤養分的利用，顯著提高Cd 汙染土壤中菠菜的生物量，鐵氧體改性生物炭和水滑石改性生物炭使植株鮮質量分別提高了7。55 倍和6。80 倍。

（3）土壤有效態Cd 含量和菠菜植株Cd 含量呈正相關。水滑石改性生物炭顯著降低土壤有效態Cd 含量，菠菜的Cd 含量也隨之降低，富集能力下降。因此，水滑石改性生物炭具有良好的修復Cd 汙染土壤的潛力。