土壤调理剂对重金属镉污染修复效应的Meta分析及实证研究

作     者：李翠 

作者单位：东北农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：林大松;王瑞刚

授予年度：2022年

学科分类：082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 

主      题：整合分析 土壤Cd污染 水稻 土壤调理剂 硅钙类调理剂 

摘      要：当前农田土壤重金属污染形式严峻,土壤重金属严重威胁着农产品质量安全。土壤调理剂在重金属镉污染修复效应的实践中有着广泛应用,土壤调理剂种类繁杂,作用效果差异较大,本研究首先通过文献检索筛选了不同种类土壤调理剂(复合材料、硅钙物质、黏土矿物、有机物料、含磷物质、微生物菌剂、生物炭、新型材料和工业副产品)关于土壤镉污染修复效应的试验研究结果,运用整合分析方法,定量、系统地探究土壤调理剂对土壤理化性质、土壤Cd有效态含量和稻米Cd含量的作用效果,明确异质性来源及主要影响因素,重点分析不同种类土壤调理剂的施用效果差异,得出以硅钙类调理剂降低稻米镉含量的效果最好,并以硅钙类调理剂为实例在江西新余市和云南楚雄州两地开展土壤Cd污染耕地安全利用修复技术研究,探讨施用硅钙类调理剂的修复效果,并运用灰色关联度分析方法综合评估供试调理剂的修复效果。主要研究结果如下:(1)基于Meta分析的土壤调理剂对土壤理化性质的影响。结果表明:施用土壤调理剂可显著提升土壤p H值、有机质和土壤CEC含量(P粘土砂土。(2)基于Meta分析的土壤调理剂对土壤Cd有效态含量及稻米Cd含量的影响。结果表明:施用不同种类调理剂后均显著降低了土壤Cd有效态含量和稻米Cd含量(P7.5)土壤环境相比,在酸性(p H0.05),与CEC含量呈负相关也不显著(P0.05);施用复合材料、硅钙物质、含磷物质、微生物菌剂和新型材料调理剂后土壤Cd有效态含量与稻米Cd含量呈显著正相关(P0.05),云南楚雄州试验只有施用NL和ZB两种调理剂对增产效果。(5)以硅钙类调理剂在江西新余市和云南禄丰州开展田间试验,研究硅钙类调理剂对土壤Cd污染的修复效应,对稻米镉含量及主要影响因素进行相关性分析,结果表明:在江西新余市试验条件下,稻米Cd含量与土壤p H值、CEC含量呈显著负相关(P0.05),与土壤Cd有效态含量呈正相关但不显著,有机质含量与碱解氮、有效磷、速效钾含量呈显著正相关(P0.05),在云南楚雄州试验条件下,稻米Cd含量与碱解氮含量呈显著负相关(P0.05);基于土壤p H值、稻米Cd含量、水稻产量、土壤Cd有效态含量、调理剂成本五个指标,建立五种供试调理剂修复效果的灰色关联度模型,结果表明TX调理剂在两个试验地点的修复效果最为突出,在以后的土壤Cd污染的修复治理实践中可优先考虑其作为推广应用的产品。