湿地植物生物炭对土壤镉的固化效果及植物生理的影响

作者：普东伟; 邱亮; 周巧红; 梁威

来源：山东农业大学学报(自然科学版), 2022, 53(04): 574-583.

DOI：10.3969/j.issn.1000-2324.2022.04.012

• 生物炭
• 镉
• 土壤修复

本文比对了不同湿地植物生物炭固化镉的性能差异，并且探究了湿地植物生物炭对含镉土壤上种植蔬菜体内镉迁移转化的影响，为湿地植物资源化利用以及生物炭修复重金属土壤的实际运用提供一定的依据。选用三种典型的湿地植物（芦苇、香蒲、美人蕉）作为前驱体，以热解温度400℃、500℃、600℃的条件制备了九种生物炭。并进行了土培实验对其固化土壤镉的性能进行了比较。并进行了盆栽实验用于研究其对镉污染土壤中种植蔬菜的重金属迁响以及植物生理指标的影响。结果表明，所有生物炭均能降低镉在土壤中的迁移能力，但芦苇生物炭的效果显著低于其他两类生物炭，其中效果最好的是热解温度为500℃制备的美人蕉生物炭，可将土壤中容易迁移的镉从92.08%降低至67.64%。TCLP由CK组的2.73 mg/kg降低至1.38 mg/kg;CaCl2提取浓度由2.92 mg/kg降低至0.65mg/kg。最后，使用生物炭处理后苋菜的单株干重上升了174%，根长也有一定程度的增加；并且苋菜体内的Cd含量显著下降，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时MDA含量显著下降。湿地植物生物炭对土壤镉的固定能力优异，并且能够显著降低蔬菜体内的镉含量，并减少镉向可食用部分的转移。降低了重金属污染地区蔬菜的食用安全风险。

• 单位
  中国科学院大学; 中国科学院水生生物研究所; 淡水生态与生物技术国家重点实验室; 湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所