不同方式秸秆还田条件下土壤对Cd2+的吸附性能及固定机制研究 |
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引用本文: | 范婷婷,李群,周艳,孙倩,万金忠,张胜田,王情钰,王子晨.不同方式秸秆还田条件下土壤对Cd2+的吸附性能及固定机制研究[J].生态与农村环境学报,2020,36(7). |
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作者姓名: | 范婷婷 李群 周艳 孙倩 万金忠 张胜田 王情钰 王子晨 |
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作者单位: | 生态环境部南京环境科学研究所,江苏南京210042;国家环境保护土壤环境管理与污染控制重点实验室,江苏南京210042;中国科学院南京土壤研究所,江苏南京210008;南京林业大学生物与环境学院,江苏南京210008 |
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基金项目: | 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项;国家自然科学基金;江苏省自然科学基金 |
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摘 要: | 秸秆还田作为广泛推行的农业废弃物资源化利用措施,不仅能培肥地力,增加作物产量,还能固碳减排,修复农田重金属污染。为进一步探明秸秆还田对土壤吸附固定重金属的影响,选择我国黑土(BS)、水稻土(PS)、砖红壤(LS)和红壤(RS)4种典型土壤,开展吸附等温试验,考察粉碎处理(S)、焚烧处理(D)和发酵处理(F)等秸秆还田方式下4种土壤对Cd~(2+)的吸附性能及固定作用。Langmuir拟合结果显示所用土壤对Cd~(2+)吸附量由大到小依次为黑土(4 703~10 598 mg·kg~(-1))、水稻土(2 804~4 100 mg·kg~(-1))和砖红壤(2 387~3 906 mg·kg~(-1));Freundlich拟合参数n值由小到大依次为砖红壤(0.13~0.19)、水稻土(0.28~0.43)、黑土(0.27~0.65)和红壤(0.91~2.74),这表明砖红壤、水稻土、黑土和红壤对Cd~(2+)的亲和力逐渐减弱。不同秸秆还田方式中,就黑土而言,不添加秸秆的对照组Cd~(2+)吸附量最高,为10 598 mg·kg~(-1);就水稻土和砖红壤而言,秸秆焚烧处理Cd~(2+)吸附量(3 109~4 100 mg·kg~(-1))高于其他秸秆处理(2 387~3 290 mg·kg~(-1))和对照组(2 444~2 872 mg·kg~(-1))。就黑土而言,秸秆焚烧处理Cd~(2+)吸附能(-6.40~-5.01 kJ·mol~(-1))最小;就水稻土、砖红壤和红壤而言,秸秆焚烧处理Cd~(2+)吸附能(-16.67~-3.13 kJ·mol~(-1))对照(-10.54~-2.35 kJ·mol~(-1))其他秸秆处理(-10.66~-2.17 kJ·mol~(-1))。由于灰分中含有无机矿物成分且能增加土壤pH,秸秆焚烧处理可以显著增加土壤对重金属的吸附量和亲和力。针对4种供试土壤,粉碎处理、焚烧处理和发酵处理秸秆还田方式均不适合黑土,比较适合有机质含量较低的土壤。添加焚烧处理秸秆可以有效增加土壤对Cd~(2+)的固定量和亲和力。
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关 键 词: | 秸秆还田 Cd2+ 土壤 吸附机制 |
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