间作八宝景天修复中低度镉污染桃园土壤研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 孟晓飞 |
| 答辩日期 | 2023-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 陈同斌 ; 杨俊兴 |
| 关键词 | 桃园 八宝景天 镉 间作 迁移转化 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 英文摘要 | 北京市平谷区素有中国桃乡之称，然而前期调查发现，研究区某些桃园位于历史遗留金矿周边，部分点位土壤、果品重金属含量超标。（超）富集植物–果树间作不仅能够实现Cd污染土壤的修复，同时不影响果品的正常生产，能够达到修复与生产同时进行的目的。目前相关研究多集中在室内的理论探索阶段，对果树–富集植物室外应用涉及较少，且缺乏对该间作模式系统性的了解。本研究以不同生态型八宝景天和不同Cd富集能力桃树品种为材料，以北京市平谷区某桃园Cd污染土壤修复基地为依托，筛选出低积累Cd桃树品种，并探明Cd在八宝景天–低累积桃树间作模式下的迁移转化机理，明晰关键生育期光照对典型田间间作模式下八宝景天Cd吸收转运的调控机制，并从健康风险、经济成本和土壤可持续利用等指标进行综合评估。论文的主要结果如下： （1）采用盆栽试验比较研究区不同主流桃树品种（水蜜桃：京玉、绿化九、大久保；蟠桃：瑞蟠13号、瑞蟠24号、北京8号、瑞蟠3号、早露蟠桃；油桃：瑞光28号和瑞光39号，种植面积占总面积的55%）的Cd富集能力。结果表明，绿化九桃树品种具有较低的Cd富集能力和较高的生物量，适宜在研究区种植。绿化九桃树品种根、茎和叶中Cd含量分别为（0.34±0.03）mg·kg-1，（0.14±0.03）mg·kg-1，和（0.09±0.04）mg·kg-1，与京玉桃树品种各组织Cd含量相比，分别下降了43.89%，14.10%和9.83%。 （2）在筛选得到低积累桃树品种绿化九的基础上，将其与不同Cd富集能力的八宝景天（辽宁型和河北型）间作进行盆栽根际袋试验。设置限制性间作和非限制性间作两种模式，探究Cd在八宝景天和桃树之间的迁移转化机理。结果表明，总体上，间作模式同时提高了两种植物的生物量，降低了桃树的Cd富集量，提高了八宝景天的修复效率，且修复效果表现为非限制性间作>限制性间作，辽宁生态型>河北生态型八宝景天。与桃树单作相比，绿化九–辽宁型八宝景天非限制性间作使绿化九叶中Cd含量下降了12.6%；与辽宁型八宝景天单作相比，绿化九–辽宁型八宝景天非限制性间作模式修复效率提高了56%。（3）进一步对间作根际作用机理研究发现，宏观方面，间作模式对二者根际土壤理化性质影响不大，但桃树和八宝景天根际土壤可能存在竞争吸收，八宝景天竞争吸收了更多的有效态Cd，桃树竞争吸收了更多的碱解氮，从而提高了八宝景天Cd含量和桃树的生物量。微观方面，间作模式对八宝景天根际土壤官能团和组成成分没有显著影响。但间作模式提高了根际土壤微生物的多样性，促进了八宝景天变形菌门和放线菌门丰度的增加。与河北生态型八宝景天单作相比，绿化九–河北型八宝景天非限制性间作模式下八宝高了30.71%，有助于提高八宝景天的生物量和Cd富集能力。 （4）在室内试验结果的基础上，进一步在北京市平谷区Cd污染桃园开展田间试验，以探究环境因素光照对八宝景天生长和Cd富集能力的影响。将研究区的桃树分为小树（1–3年）和大树（4–15年），品种均为绿化九桃树品种，小树土壤Cd含量为1.03 mg·kg-1，大树土壤Cd含量为3.93 mg·kg-1，结合光合参数探究田间条件下环境因素对不同间作系统八宝景天修复效率的影响。由于小树绿化九的株高相对大树绿化九较矮，对八宝景天光合作用影响较小，使其接受到的光合作用更强，生长更旺盛。且由于两间作系统土壤Cd含量相差较大，受土壤Cd含量的影响，两间作系统的修复效率相差较大。小树修复效率更高，为5.29%。 （5）从健康风险、经济成本和土壤可持续性发展角度综合评估发现，与绿化九桃树单作相比，间作对果品Cd含量以及健康风险没有明显影响，并且在一定程度上提高了桃树果品的维生素C含量和可食率。与单作相比，维生素C和可食率分别提高了14.29%和0.22%。从经济成本角度分析，间作提高了经济成本，但同时可实现研究区Cd污染土壤1%–5%的修复效率，促进土壤的可持续利用，初步实现“边修复，边生产”的效果，初步证明了桃树–八宝景天间作模式是一种适合研究区大面积推广的种植模式。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 89 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/199705]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 孟晓飞. 间作八宝景天修复中低度镉污染桃园土壤研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2023. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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