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本文以湖南黄棕壤、云南红壤和河南潮土典型种植烟草土壤作为研究对象,选用凹凸棒土、活性炭和生物有机肥等物质作为改良材料,在盆栽条件下,通过人为添加重金属的土壤上种植烟草,研究烟草对土壤中重金属的响应以及改良剂对土壤有效态重金属含量、烟草生长、烟草生物酶及其生物量等的影响,其研究结果为减少烟草对重金属的吸收和重金属污染的种植烟草土壤的修复改良提供科学理论依据。主要结果包括:
Cd在烟草叶中的浓度远高于根中的浓度,烟草对Cd有着很强的转移能力,而Pb转移系数小于Cd,Cd在烟草体内的迁移能力大于Pb。Cd使得烟叶健康的潜在危害性较大。试用的改良剂降低了烟草体内有毒重金属的含量,3种改良剂在烟草不同生长时期各部位Cd、Pb的减少量及它们与对照之间显著性的综合分析可知,它们的改良效果的顺序为:凹凸棒土>骨粉>活性炭。试用的改良剂改善了烟草的生长条件,减小了重金属对烟草的危害。与对照相比所有处理的生物量都有所提高。
通过研究植物体内重金属元素之间交互作用表明,在本试验的污染浓度范围内,现蕊期作物镉的浓度增加促进了其他重金属如铅的吸收,导致重金属对作物产生叠加效应,使得重金属对作物的毒害加剧。重金属之间的正相关性说明改良剂在减少镉重金属在烟草体内的同时也减少其他重金属对烟草的负面影响。通过使用改良剂可能具有提高烟草品质和产量的双重功效。
烟草植株不同生长时期不同部位重金属含量分析表明,烟草体内As、Hg的含量分布为根>叶>茎,烟草由根部向根上部运转As、Hg能力不强,所有改良剂处理在不同时期都不同程度地减少了根部对土壤中As、Hg的吸收;与对照相比,不同时期所有处理减少了烟草茎、叶中As、Hg的含量。
三种改良剂均在不同程度上改变了烟草根的吸收系数、初级转移系数和次级转移系数,试用的3种改良剂,对土壤中Hg的含量都有一定程度的减少,减少烟草对土壤中As、Hg的吸收与利用,从侧面说明了降低了土壤中As、Hg的生物有效性。
与对应的对照处理相比,红壤、潮土、水稻土试用改良剂对土壤中有效态Cd、Pb有着明显的降低作用,随着施用剂量的增加,有效态Cd、Pb降低的效果越明显。改良剂剂量的增加使得烟草体内吸收的重金属量呈现下降的趋势。
随着试用的改良剂的加入,SOD、POD及CAT活性呈现上升趋势,而且随剂量的的增加,改良效果有更明显的趋势。盆栽供试土壤上添加改良剂有提高烟草叶片绿色度的趋势,但对绿色度的影响与对照差异性很少显著。添加改良剂提高了根系长度、株高、叶面积和叶干重,而且随改良剂剂量的增加,提高量有增加的趋势。