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有机肥施用和外源镉添加对土壤理化性质、油菜生长及其镉积累的影响

弓建泽 张心然 李志勇 赵安康 龚小燕

弓建泽, 张心然, 李志勇, 赵安康, 龚小燕. 有机肥施用和外源镉添加对土壤理化性质、油菜生长及其镉积累的影响[J]. 土壤通报, 2021, 52(3): 679 − 685 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020061602
引用本文: 弓建泽, 张心然, 李志勇, 赵安康, 龚小燕. 有机肥施用和外源镉添加对土壤理化性质、油菜生长及其镉积累的影响[J]. 土壤通报, 2021, 52(3): 679 − 685 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020061602
GONG Jian-ze, ZHANG Xin-ran, LI Zhi-yong, ZHAO An-kang, GONG Xiao-yan. Effects of Organic Fertilizer Combined with Exogenous Cadmium Addition on Soil Physical and Chemical Properties, Rape Growth and Cadmium Accumulation[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2021, 52(3): 679 − 685 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020061602
Citation: GONG Jian-ze, ZHANG Xin-ran, LI Zhi-yong, ZHAO An-kang, GONG Xiao-yan. Effects of Organic Fertilizer Combined with Exogenous Cadmium Addition on Soil Physical and Chemical Properties, Rape Growth and Cadmium Accumulation[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2021, 52(3): 679 − 685 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020061602

有机肥施用和外源镉添加对土壤理化性质、油菜生长及其镉积累的影响

doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020061602
基金项目: 天津市科技计划项目(19ZYYFSN00010)和国家级大学生创新创业训练项目(201910061017)资助
详细信息
    作者简介:

    弓建泽(1980−),男,山西临汾人,学士、工程师,主要从事土壤污染修复研究。E-mail: 16300780@qq.com

    通讯作者:

    E-mail: 2279719144@qq.com

  • 中图分类号: X53

Effects of Organic Fertilizer Combined with Exogenous Cadmium Addition on Soil Physical and Chemical Properties, Rape Growth and Cadmium Accumulation

  • 摘要: 采用盆栽试验方法,研究了施用鸡粪、牛粪、蚯蚓粪对外源添加不同浓度Cd土壤的酶活性等性状、盆栽作物油菜生长及其Cd吸收积累的影响;试验供试土壤Cd添加浓度为0、1、10、50 mg kg−1,以不施有机肥为对照、3种有机肥用量均为4%。结果表明:施用有机肥使土壤有机质含量、酶活性显著提高,施用鸡粪、牛粪处理土壤脲酶、磷酸酶活性最高,施用蚯蚓粪处理土壤的过氧化氢酶活性最高,但土壤pH值受施用有机肥的影响不明显。外源Cd的添加使土壤酶活性下降、且下降幅度与Cd添加浓度成正比;在高浓度添加Cd(10、50 mg kg−1)土壤,与对照相比三种有机肥处理有机结合态Cd比例提高37.6% ~ 117.3%,交换态Cd比例降低了14.7% ~ 28.3%。在Cd添加浓度为0、1、10 mg kg−1土壤,施用有机肥处理与对照相比,油菜叶片叶绿素含量、产量显著提高,且施用鸡粪和牛粪的效果又好于施用蚯蚓粪;而在Cd添加浓度50 mg kg−1土壤,只有施用蚯蚓粪处理油菜的叶绿素含量和产量提高,较未施用有机肥处理分别提高了38.8%和290%。在Cd添加量为10、50 mg kg−1土壤,施用有机肥处理油菜植株体内Cd浓度较未施有机肥处理下降了14.2% ~ 27.7%,而油菜体内Cd含量的降低效果以施用蚯蚓粪处理最好,优于施用鸡粪、牛粪处理。总之,从降低油菜体内Cd含量和提高油菜产量来看,在添加Cd浓度低于10 mg kg−1的土壤,施用鸡粪、牛粪的效果较好,而在添加Cd浓度达到50 mg kg−1的土壤则以施用蚯蚓粪的效果为更好。
  • 图  1  施用有机肥和添加Cd对土壤pH值的影响

    不同小写字母表示处理间差异显著(P < 0.05),下同。

    Figure  1.  Effect of organic fertilizer and Cd addition on soil pH value

    图  2  施用有机肥和添加Cd对土壤有机质含量的影响

    Figure  2.  Effect of organic fertilizer and Cd addition on soil organic matter content

    图  3  施用有机肥和添加Cd对土壤Cd形态的影响

    图中F1、F2、F3、F4、F5分别代表重金属Cd的可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化态、有机结合态和残渣态。

    Figure  3.  Effect of organic fertilizer and Cd addition on Cd forms in soil

    图  4  施用有机肥和添加Cd对油菜SPAD值的影响

    Figure  4.  Effect of organic fertilizer and Cd addition on SPAD value of rape

    图  5  施用有机肥和添加Cd对油菜产量的影响

    Figure  5.  Effect of organic fertilizer and Cd addition on rape yield

    图  6  施用有机肥和添加Cd对油菜植株Cd累积的影响

    Figure  6.  Effect of organic fertilizer and Cd addition on Cd accumulation in rape plants

    表  1  有机肥的基本性质

    Table  1.   Basic properties of organic fertilizer

    有机肥
    Organic fertilizer
    全氮(g kg−1
    Total nitrogen
    全磷(g kg−1
    Total phosphorus
    全钾(g kg−1
    Total potassium
    有机质(%)
    Organic matter
    全镉(mg kg−1
    Total cadmium
    蚯蚓粪 6.3 4.6 9.3 20.9 0.14
    鸡粪 18.3 12.7 25.4 23.2 0.43
    牛粪 14.0 8.9 23.6 34.5 0.25
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    表  2  施用有机肥和添加Cd对土壤酶活性的影响

    Table  2.   Effect of organic fertilizer and Cd addition on soil enzyme activities

    处理
    Treatment
    过氧化氢酶活性(ml g−1 h−1
    Catalase activity
    脲酶活性(mg g−1 24h−1
    Urease activity
    磷酸酶活性(mg g−1 24h−1
    Phosphatase activity
    Cd0 + CK 3.53 ± 0.20 cde 4.54 ± 0.49 cde 9.98 ± 0.57 cd
    Cd0 + QY 3.70 ± 0.13 bcd 5.05 ± 0.52 abcd 12.04 ± 1.57 ab
    Cd0 + NF 3.87 ± 0.10 ab 5.91 ± 0.56 a 11.45 ± 0.21 bc
    Cd0 + JF 3.80 ± 0.13 abc 5.67 ± 0.49 ab 13.23 ± 0.62 a
    Cd1 + CK 3.70 ± 0.09 bcd 3.77 ± 0.25 efg 8.93 ± 0.64 de
    Cd1 + QY 4.03 ± 0.13 a 4.44 ± 0.24 cde 10.43 ± 1.21 bcd
    Cd1 + NF 3.73 ± 0.08 bcd 4.25 ± 0.41 de 11.04 ± 1.81 bc
    Cd1 + JF 3.70 ± 0.18 bcd 5.22 ± 0.71 abc 11.61 ± 1.28 bc
    Cd10 + CK 3.40 ± 0.09 ef 3.31 ± 0.33 fgh 4.45 ± 0.38 g
    Cd10 + QY 3.67 ± 0.13 bcd 3.97 ± 0.64 ef 6.35 ± 0.34 f
    Cd10 + NF 3.50 ± 0.23 de 5.61 ± 0.27 ab 6.93 ± 0.88 f
    Cd10 + JF 3.53 ± 0.16 cde 4.95 ± 0.75 bcd 7.72 ± 0.64 ef
    Cd50 + CK 2.20 ± 0.18 h 2.68 ± 0.54 h 2.33 ± 0.49 h
    Cd50 + QY 3.23 ± 0.10 f 2.87 ± 0.17 h 2.72 ± 0.20 h
    Cd50 + NF 2.87 ± 0.13 g 2.69 ± 0.18 h 3.09 ± 0.80 gh
    Cd50 + JF 2.97 ± 0.10 g 3.08 ± 0.49 gh 3.42 ± 0.53 gh
      注:不同小写字母表示处理间差异达0.05显著水平。
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-06-16
  • 修回日期:  2020-10-29
  • 刊出日期:  2021-06-04

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