生物炭对红壤和褐土中镉形态的影响

• 作者: 卢剑 叶协锋 吴福如 周涵君 张晓远 秦燚鹤 韩秋静 马静
• 来源期刊: 植物营养与肥料学报
• 关键词: 生物炭 红壤 褐土 Cd形态
• 年，卷（期）: 2019,（3）
• 页码范围: 433-442
• 页数: 10页
• 字数: 7457字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11674/zwyf.18050

摘要

[目的]重金属对环境危害的大小主要取决于其形态分布,尤其是生物有效态镉(Cd)的含量和存在比例.添加生物炭可以降低Cd超标土壤中生物有效态Cd的含量,本文研究了施用生物炭后红壤和褐土中Cd形态的变化及其与生物炭施用量的关系,以加深对生物炭修复Cd污染土壤机理的认识.[方法]选择红壤(pH5.21)和褐土(pH 7.75)两类土壤进行了室内培养试验.将两个过2mm筛的自然风干土壤各40 kg,分别装于20L塑料盒中,加Cd(NO3)2溶液使土壤外源Cd含量达到5 mg/kg,保持70％田间最大持水量,于25℃条件下平衡两周;之后,在每1000 g土内,分别添加生物炭0、5、10、20 g,均匀混合后,室温培养50 d;在培养1、4、7、14、21、35、49 d时分别取样,测定土壤pH和有机碳含量,利用Tessier分级法测定土壤Cd形态.[结果]红壤pH随生物炭施用量的增加显著升高,培养14天后,生物炭施加量为2％时,土壤由酸性变为弱碱性,生物炭对褐土pH的提高作用不显著.红壤和褐土有机碳含量均随生物炭施用量的增加而升高.培养49天后,红壤可交换态Cd含量的降幅较大,降幅为0.31～0.82 mg/kg,且处理2％的可交换态Cd含量最低,为1.24 mg/kg,生物炭施用量2％的红壤碳酸盐结合态Cd含量最高,为1.06 mg/kg,施用生物炭的红壤碳酸盐结合态Cd和Fe、Mn氧化物结合态Cd所占比例增加了3.14％～14.21％、8.20％～23.96％,施用生物炭的褐土碳酸盐结合态Cd和Fe、Mn氧化物结合态Cd升高了0.94％～2.61％、0.80％～7.90％.褐土的土壤有机碳含量和生物炭施用量与土壤可交换态Cd呈极显著负相关关系,与土壤碳酸盐结合态Cd,土壤Fe、Mn氧化物结合态Cd和土壤有机结合态Cd呈极显著正相关关系;红壤pH、有机碳含量和生物炭施用量均与土壤可交换态Cd呈极显著负相关关系,与土壤其他四种形态Cd呈极显著正相关关系.但在红壤中土壤有机碳和生物炭施用量与各形态Cd的相关系数均大于在褐土中的相关系数.[结论]综合分析两种类型土壤中Cd形态的变化,发现生物炭对红壤的修复效果优于对褐土的修复效果,因此生物炭可以作为Cd污染的酸性土壤的一种修复改良材料.