JCP | 生物炭联合植物固定土壤重金属以及其对叶绿素、胡萝卜素、土壤肥力和番茄作物产量的影响

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   重金属污染广泛且具有较强的毒性，其是一种严重的环境污染物。土壤重金属容易积累在作物中，并且在食物链的传递中具有生物放大效应。重金属污染土壤上的作物安全生产已经成为一个全球关注的问题。高浓度的重金属潜在的影响了生态环境、食物安全和人类健康。时至今日，食品类作物的栽培在重金属污染土壤的栽培，已经成为了一个急需解决的事关全人类健康的重要问题。该研究报道了不同尺寸的生物炭减少重金属污染对作物产量和土壤质量的效果。该实验使用盆栽模拟污染土壤试验，土壤中被填充不同尺寸的生物炭颗粒物（<3、3-6和6-9）。同时，重金属（Cd、Pb和Ni）被施入土壤，并且番茄幼苗被移栽入盆中。结果显示，<3 mm的生物炭显著提升了植物株高、鲜重、干重、开花量、单株产量和总产量，相对于对照，其分别提升了32、50、33、57、35和69%，相对于6-9mm的生物炭而言，其分别提升了22、17、24、16、30和48%。<3 mm的生物炭也显著提升了叶绿素a，b，总叶绿素，胡萝卜素，土壤矿质氮，AB-DTPA可提取磷和钾，土壤有机质，pH(1.5) 和土壤电导率(1.5)，分别为10、45、17、15、100、29、30、2、1和12%；同时，土壤容重降低，而土壤饱和度和孔隙率增加。Ni污染最大的降低了植物株高(30%)、鲜重(25%)、干重(26%)，单株开花数(38%)，但铅污染最大的降低了单株产量(72%)和总产量(47%)。在Ni污染下，叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和胡萝卜素分别达到最大值，为19，52，29和26%，超过Pb (1，20，0.2和4%)和Cd(1，18，3和4%)污染。在Pb，Cd和Ni污染下，土壤有机质分别降低了96%、22%和41%，土壤容重分别提高了1.5%，1%和2%；同时，土壤孔隙率和矿质氮也被发现降低。综上可知，在重金属污染土壤条件下，较小尺寸的生物炭对于增加农业生产和提升土壤肥力有着更为显著的效果。

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https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.120318

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