鸡粪生物炭的制备及其对硒镉伴生酸性土壤的改良效果研究

为探究鸡粪生物炭(JF-BC)的高效制备及其对恩施地区硒镉伴生酸性土壤改良的效果,通过优化限氧热解技术中温度、时长参数制备高吸附性能鸡粪生物炭,通过为期52 d的室内恒温恒湿土壤培养试验探究不同添加量JF-BC(未添加记作CK,2%添加量记作2%BC,4%添加量记作4%BC)对土壤理化性质的影响及动态进程。试验结果表明,热解温度700℃、热解1.5 h,制备的JF-BC产品p H最高,镉吸附性能最优。产品对于4≤pH≤8的Cd^(2+)溶液具有稳定吸附效果,吸附量为244.81~248.22 mg·g^(-1)。2%BC及4%BC处理均使得培养的土壤由酸性提升至中性或弱碱性。培养第3 d,2%BC和4%BC处理有机质、有效磷、速效钾含量较CK显著提升29.19%和56.90%、425.4%和449.09%、884.11%和1475.82%,培养过程中效果稳定持续;培养过程中2%BC处理碱解氮较CK显著提升,4%BC与CK无显著性差异。培养第52 d,4%BC土壤阳离子交换量较CK显著提升45.34%。培养过程中,2%BC及4%BC处理土壤有效镉逐渐降低,较CK最高降低32.32%,4%BC处理有效硒有所增加,较CK最高增加26.47%。JF-BC能有效改善恩施地区土壤的p H、有机质、阳离子交换量等化学性质,提升土壤磷、钾肥力,降低镉的有效性,提高硒的活化率,4%添加量改良效果更佳。但当JF-BC大量施用时,要注意氮素的补充及磷、钾素减量。此研究对改良恩施地区土壤酸化、提高硒利用率并抑制镉迁移转化提供有益探索。

1株芬芳镰刀菌的筛选鉴定及其提硒降镉效应

为解决农作物硒镉共积累难题,采用选择性培养基从高硒镉背景值的植物根际土壤(土壤硒总含量50.187 mg/kg,土壤镉总含量50.311 mg/kg)中分离、筛选获得了1株功能真菌,经鉴定为芬芳镰刀菌(Fusarium redolens),利用土壤模拟试验和盆栽试验测定土壤中有效硒、有效镉的变化和植物可食用部位Se含量、Cd含量,根据硒/镉富集和转运系数来评价真菌活硒抑镉的效果。土壤模拟试验结果显示,接种真菌后,活硒率与培养时间呈正相关,抑镉率与之相反;活硒率在第5天达到最高,为60.9%;抑镉率在第3天最高,为41.2%,第5天最低,为27.3%。盆栽试验结果显示,添加10^(8)cfu/mL真菌,土壤pH值比对照显著降低了0.35个单位;对碎米荠幼苗生长无不良影响,平均株高为7.4 cm,平均根长为9.6 cm,平均生物量为2.9 g,均高于对照;土壤中有效硒的含量显著提高,活硒率最高达到24.8%,而有效镉的含量显著降低,抑镉率达到24.7%;碎米荠地上/地下部分总硒含量分别增加25.6%和36.8%,总镉地上/地下部分含量分别降低32.7%和11.6%。结果表明,真菌对天然高硒镉背景值土壤具有活硒抑镉能力,且添加浓度为10^(8)cfu/mL时效果最好,有助于碎米荠的富硒降镉。