双管齐下让污染土壤种出安全粮
通过向土壤中添加钙基改性生物炭,并种植低镉积累玉米品种,可以有效修复碱性镉污染土壤,有利于保障粮食质量安全
近日,农业农村部环境保护科研监测所重金属生态毒理与污染修复创新团队研究发现,通过向土壤中添加钙基改性生物炭,并种植低镉积累玉米品种,可以有效修复碱性镉污染土壤,该研究为碱性镉污染土壤的修复和土壤生态环境的改善提供了理论依据。相关研究成果发表在《土壤和耕作研究》上。
在过去的几十年里,由于具有固碳、提高土壤肥力和固定污染物的优势,生物炭已被广泛用于修复不同类型的重金属污染土壤,但原始生物炭修复高浓度重金属污染物的能力可能有限。
论文通讯作者、农业农村部环境保护科研监测所研究员孙约兵表示,大量研究表明,生物炭的表面改性可以优化其理化性质和对重金属的吸附能力。生物炭的表面改性可以通过不同的方式实现,主要包括蒸汽活化、热处理、酸性/碱性改性和金属盐或氧化物的浸渍。
“适当选择低镉积累玉米品种并结合改良剂,可以有效减少镉向作物地上部分的积累和迁移,这可能会成功提高玉米在碱性镉污染土壤中的镉耐受性。”孙约兵指出。
论文第一作者、农业农村部环境保护科研监测所博士研究生孙彤介绍,本研究通过田间试验,从微观角度探讨了钙基改性生物炭和低镉积累品种组合管理对土壤中镉的生物利用度、玉米籽粒镉积累和微生物生态功能修复效果的影响。研究结论将为今后使用钙基改性生物炭作为土壤改良剂,为碱性镉污染耕地修复和安全利用提供实用指导。
“为了研究钙基改性生物炭与低镉积累品种偶联对弱碱性镉污染农田的修复效果,我们进行了田间试验,探讨了土壤团聚体中镉的分布、玉米籽粒对镉的吸收以及土壤微生物群落的状况。结果表明,钙基改性生物炭处理可使大块土壤和土壤团聚体中的有效镉分别减少12.09%—16.20%和3.67%—24.72%。”孙彤说。与对照组相比,添加钙基改性生物炭后,低镉积累玉米品种农玉16和三北218籽粒中的镉含量分别显著降低37.55%-50.80%和23.60%-51.20%。
“研究结果表明,钙基改性生物炭与低镉积累玉米联合管理是修复弱碱性镉污染土壤的有效途径,有利于保障粮食质量安全,改善土壤生态环境功能。”孙约兵说。 (据《科技日报》)