不同施肥水平下生物质高粱的生物量和重金属吸收效果的研究-《江苏农业科学》(2019年9期).docx

龙源版权所有 不同施肥水平下生物质高粱的生物量和重金属吸收效果的研究作者：杨泉　王学华　罗小仁　杨柳　刘乾锋来源：《江苏农业科学》2019年第09期 摘要：以3个生物质高粱品种为材料，设置4个施肥量梯度。研究不同施肥量水平对3个高粱品种的生物产量、养分利用率以及重金属吸收效果的影响。结果表明，3个品种对耕地中Cd的吸收效果较好，N2562、M4264这2个品种在施纯氮300 kg/hm2、P2O5 180 kg/hm2、K2O 210 kg/hm2时可实现60 t/hm2以上的生物产量，对Cd的吸收量分别可达25.42、26.47 g/hm2;而N5D61品种在施纯氮225 kg/hm2、P2O5 135 kg/hm2、K2O 180 kg/hm2水平下就可以达到生物产量57 t/hm2以上，且对Cd的生物积累量比另2个品种高，吸收量可达36.98 g/hm2，表明N5D61品种为修复耕地重金属Cd污染的理想材料。 关键词：高粱;重金属;施肥水平;生物量;养分利用率 中图分类号： S514.06;X53文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2019）09-0138-05 粮食安全问题是一个关乎人类健康的重大问题，而其中重金属超标粮问题不易解决且危害很大[1]。许多耕地遭受到尾砂矿、工厂废弃物和生活垃圾的不正确处理以及污水灌溉等因素的影响，耕地中重金属含量超过了农作物安全生产的国家标准，进而导致耕地产粮重金属含量超标[2-4]。这部分重金属超标粮倘若流入市场，进入食物链，最终危害的还是处于食物链顶端的人类自身[5-6]。因此，耕地重金属污染治理也是我国粮食安全问题的一个重大课题。为让老百姓能够吃到安全的粮食，国家已于2014年启动了针对耕地重金属污染修复治理的相关政策。在国家政策的鼓励下，广大科学研究者根据各地域重金属污染状况的特点，不断地尝试应用和创新各种方案来进行土壤重金属污染修复治理，力求能够找到最理想的方案去缓解或彻底解决耕地重金属污染问题。 以湖南省为例，其境内长株潭地区土壤重金属污染尤为严重[7-8]。有色金属的开采，城市废水的排放，工厂三废的不妥善处理以及气候因素的影响，致使许多耕地土壤中重金属被不断积累，土壤pH值降低，更多不易被作物吸收的结合态重金属转变为可被农作物吸收的游离态重金属，生产出的粮食也变成毒粮[9-11]。现如今，关于重金属污染治理的方法主要是把土壤中的重金属进行活化或钝化，然后通过相关措施降低粮食作物对重金属的过量吸收。这些修复措施主要有工程措施、化学修复措施、土壤中生物修复法以及植物修复法等[12-15]。而要彻底解决重金属污染问题，应做到截断污染源和除掉耕地中过量的重金属。为了保证重金属污染修复更易推广，采用简单易行的操作方法最为有效。 本研究主要利用生物修复法清理耕地中的超标重金属。供试材料选择生物量大、对重金属的耐受性强、吸收量多且产品不进入食物链的作物。因此，生物质高粱成为比较理想的供试品种。本试验设置不同品种配以不同施肥水平，通过对比3种生物质高粱的生物产量和重金属吸收量，来选择合适品种和施肥水平，为修复耕地重金属污染提供参考依据。 1 材料与方法 1.1 试验材料 供试高粱品种选用美国品种N2562、N5D61、M4264（在试验中编号分别为A、B、C），由袁隆平农业高科技股份有限公司提供。试验使用肥料为尿素（河南晋开化工生产，有效总N含量≥46.4%）、钙镁磷肥（泸溪县中汇磷化有限公司生产，有效P2O5含量≥16%）、氯化钾（加拿大进口，有效K2O含 量≥60%）。 试验于2016年8—12月在湖南省株洲市株洲县仙井乡宏厦桥村国民合作社的农田中进行。试验地土壤理化性质测定如下：pH值为5.11，碱解氮含量为124.9 mg/kg，速效磷含量为86.6 mg/kg，速效钾含量为205.8 mg/kg，全氮含量为1.57 g/kg，全磷含量为1.29 g/kg，全钾含量为9.13 g/kg，有机质含量 43.5 g/kg，重金属含量见表3中F0行。 试验处理如下：肥料处理水平有F1（以不施肥作为试验对照）、F2（施纯氮150 kg/hm2、P2O5 90 kg/hm2、K2O 150 kg/hm2）、F3（施纯氮225 kg/hm2、P2O5 135 kg/hm2、K2O 180 kg/hm2）、F4（施纯氮300 kg/hm2、P2O5 180 kg/hm2、K2O 210 kg/hm2）、F5（施纯氮375 kg/hm2、P2O5 225 kg/hm2、K2O 240 kg/hm2）。试验施肥时，磷、钾肥作为基肥施入土壤，氮肥按基肥 ∶追肥为3 ∶1施用，其中追肥在拔节期施用，设置3次重复，随机区组排列，小区面积为20 m2，种植密度为 13