童方平等人[4]研究发现,施用有机肥料能有效改良重金属污染土壤状况。我国每头奶牛日产粪尿约58。93kg,每头肉牛日产粪尿约24。32kg,是猪日产粪尿 4~9 倍多,远远超过鸡鸭的日产粪尿,牛粪成为我国农业有机固体废弃物的主要产生源[5]。可将牛粪转化为有机肥料用于治理土壤重金属污染,变废为宝。蚯蚓发酵作为畜禽粪便资源化利用的技术之一,也普遍被人们所利用[6]。而生物炭能降低土壤中Pb、Cd的酸可提取态含量,因而降低重金属的生物有效性,对重金属表现出很好的固定效果[7-9]。生物炭对重金属有很强的吸附能力。土壤中施用生物炭后,Cd的浓度降低了10倍,植物毒害也显著降低[10],土壤对Pb2+的吸附量增大,且随生物炭量增加吸附量显著增加[11]。因施用生物炭能降低土壤中重金属的生物有效性,且能使其固定在土壤中,所以能减少农作物对重金属的吸收。将牛粪、蚓粪肥料转化为相应的生物炭肥料对土壤Pb、Cd污染的影响还待研究。

近年来已经有很多国内外的学者针对牛粪、蚓粪以及生物炭的各种性状和污染治理的效果开展了各方面的研究。蔡永刚等人[12]研究了蚯蚓粪、牛粪对Cd、Cu复合污染土壤中白菜生长及对Cd、Cu积累的影响;马铁铮等人[13]研究了施用生物有机肥和生物炭对稻田Cd和Pb污染的钝化修复效果;徐轶群等人[14]研究了不同配比的城市生活污泥和蚓粪施用于土壤后,对生菜和土壤中Cr、Pb和Cd三种重金属元素积累的影响。贾秀英等人研究表明蚓粪相对于猪粪,对Cd2+的吸附速率在快速反应阶段相当,在慢速反应阶段高于猪粪;对Pb2+ 

的吸收速率在任何阶段都高于猪粪[15],表明了蚓粪相对于猪粪对吸附土壤中Pb、Cd更具优势。但目前关于牛粪、蚓粪及其生物炭不同农用水平下菜地土壤Pb、Cd形态转化及蔬菜富集特性变化的研究尚未见于报道,本研究结果对于我国牛粪、蚓粪及其生物炭在处理农业用地Pb、Cd污染方面具有一定价值。文献综述

2。材料与方法

2。1材料

    实验土壤:供试土壤于浙江省杭州市余杭区的农田采集。土壤的基本理化性状为pH 5。85,电导率EC 460。17 μS·cm-1,阳离子交换量CEC 800。59mg·100g-1,全N 2。0 g·kg-1,碱解N 148。39 mg·kg-1,全P 0。86 g·kg-1,速效P 128。20 mg·kg-1,全K1。17 mg·kg-1,总有机碳TOC 12。10 g·kg-1。采集土壤时,主要采集20cm以上的土壤,经过自然风干,再去除异物,接着过2mm筛,然后根据Pb200mg·kg-1和Cd 0。5mg·kg-1,使清洁红壤完全被重金属混合溶液没过,每天搅拌5次,培养1周后,风干,过2mm筛备用。

牛粪、蚓粪及其生物炭:经查阅相关资料得知350℃左右热解制备的生物炭对重金属Pb和Cd的吸附量明显且花费相对不高,故选择350℃制备的生物炭与原材料备用。

2。2实验方法

向经风干、过2mm筛的供试污染土壤中添加牛粪、蚓粪及其生物炭,牛粪、蚓粪及其生物炭添加比例设置为1%和5%两种,同时设置空白和添加基肥作为对比,培养的土壤处理总数为10个,土壤处理设计列于表1,每盆土壤重量为500g,所有花盆在玻璃温室中培育。挑选颗粒均一且饱满的油麦菜种子,蒸馏水清洗后待用,然后将处理好的油麦菜种子种植到花盆中,植物生长45天后收获。植物样品分为地上部分和地下部分,植物洗干净后于105℃杀青30min,于65℃烘干,记录植物干重后研磨成粉状,保存,待测。

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