水葫芦基质中铜残留对萝卜及空心菜含铜的影响
目 录
1 引言 1
2材料与方法 2
2.1 试验材料 2
2.2 试验设计 2
2.2.1 基质原料设置 2
2.2.2 基质设置 2
2.3 测定方法 3
2.4 数据处理及统计分析 4
3 结果与分析 4
3.1 不同处理对空心菜幼苗中铜含量及植株生长的影响 4
3.1.1 对空心菜幼苗的铜含量的影响 4
3.1.2 对空心菜植株生长的影响 5
3.2 不同处理方法对萝卜的铜含量及植株生长的影响 7
3.2.1 对萝卜幼苗的铜含量的影响 7
3.2.2 对萝卜植株生长的影响 8
4 讨论 9
4.1 空心菜中Cu残留 9
4.2 萝卜中Cu的残留 10
结 论 13
致 谢 14
参 考 文 献 15
1 引言
水葫芦,能起到净化水体的作用,国内外对其净化养殖污水、工业污水和生活污水的研究取得了很多进展。然而,凤眼莲在江河湖泊中迅速繁衍,在管理跟不上时,会堵塞河道,腐烂后污染水质,妨碍其它水生植物生长,造成生态失衡,凤眼莲已被列为世界十大害草之一。
水葫芦繁殖能力极强,在适宜条件下,每5 d就能繁殖1株新植株, 8个月就能繁衍成60万株的群体。故水葫芦生物资源可谓相当丰富且易得。并且水葫芦在其生长过程中因聚集了大量的营养元素,这些营养元素又是植株生长所必需的。
由于水葫芦在修复养殖废水时除了吸收和富集重金属等污染物外，同时也吸收共存的N、P、K等营养元素，因此具有资源化利用的价值。目前人们对水葫芦的资源化利用方式 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
主要有制作有机肥（董志德等, 2010）、厌氧发酵制沼气（盛婧等, 2010）、沼液、作为造纸原料及橡胶的填料等（周文兵等, 2005），但采用水葫芦开发育苗/栽培基质的报道不多。随着土地资源日益紧缺、设施栽培中普遍存在的连作障碍和土壤次生盐碱化问题，以及特殊生境条件下（如沙漠、盐碱地和海岛等）的蔬菜生产需要，近年来无土栽培基质在设施栽培蔬菜生产上的应用越来越普遍。目前应用最广泛的基质主要是草炭和蛭石等，但由于草炭等基质是不可再生资源，需要依赖大量进口或从东北调运，且价格昂贵，其推广仍有很大的局限性，所以国内外的学者都在研究探索新型的既廉价又容易获取的基质作为草炭等的替代产品。
将修复养殖水体中重金属Cu后收获的水葫芦进行堆制发酵后作为主要原料配制成基质产品是资源化利用的新思路，不仅解决植物修复废弃物处置的问题，还能变废为宝，有利于资源的循环利用。重金属Cu由于其不可降解性，虽然有效性已大大降低，但仍然残留在发酵后的水葫芦渣中。Cu 是植物生长必需的微量元素之一，适量的Cu 可促进植物生长，但过量的Cu累积在植物组织中不仅会影响植物生理生化过程的正常进行，比如光合作用、营养元素吸收以及植物的生长过程受阻等，还可能通过食物链的放大作用，危害到人类健康。
造成蔬菜污染的因素主要有农药污染、硝酸盐污染、增塑剂污染、生物性污染和重金属污染等。相比而言，重金属性质更加稳定，进入土壤后难以排除，过量的重金属会影响土壤肥力和农产品质量，通过食物链在人体内不断积累，危害人类健康。因此重金属污染危害更大。
因此，能否将修复养殖废水中Cu的水葫芦堆制发酵后作为主要原料与其他物料复配成无土栽培基质，关键在于其中所含的重金属Cu是否会造成由基质生产出的产品重金属食用污染问题。只要Cu含量尤其是有效性Cu含量控制在合理范围内，将修复养殖废水的水葫芦堆制发酵后作为主要原料与其他物料复配成各种基质产品，既可起到缓解土地资源紧缺、解决设施栽培连作障碍以及特殊生境蔬菜生产的难题，又能高效处置修复植物残体的双重效果。但为了避免修复植物水葫芦基质化利用产生“二次污染”问题，必须评估修复植物基质化利用对蔬菜生长和食用安全的问题，为修复植物的产后处置利用提供建议和参考。
2 材料与方法
2.1 试验材料
供试的主要基质原料所用的水葫芦渣和猪粪均取自于农科院在六合的养殖基地内，钝化剂泥炭、蛭石、珍珠岩购于商店。
供试蔬菜为块根类的萝卜和叶菜类的空心菜，空心菜品种为“泰国特选空心菜”，萝卜品种为“白玉萝卜”，均购自江苏明天种业科技有限公司门市部。
2.2 试验设计
2.2.1 基质原料设置
水葫芦渣(W)：水葫芦渣堆肥；
水葫芦渣+钝化剂（泥炭）(WR)：水葫芦渣与泥炭按9:1（V/V）混合发酵（泥炭为重金属钝化剂）；
水葫芦渣+猪粪(WP)：水葫芦渣与猪粪按2:1（V/V）混合堆肥。
每种发酵方式下均设置3个Cu2+浓度：0、350、700 mg kg-1（C0、C1、C2）处理。其配制方法和各类原料的加入数量详见表1。
2.2.2 基质设置
将以上制作后共形成了九种不同的栽培基质原料进行发酵，堆制发酵好的原料分别与蛭石、珍珠岩和泥炭土按3:2:3:2的体积比例进行混合，配成蔬菜栽培基质。
每个配好的基质分两份装盆(空心菜盆长、宽、高为45cm×35cm×15cm，萝卜盆Φ30×20)后分别种植萝卜和空心菜，每处理重复3次，采用随机区组排列。生长期内所有处理采用相同水肥管理，空心菜和萝卜分别于50d和70d后收获，分别记录其根长和株高，并将空心菜分为根、茎、叶3部分，萝卜分为块根和茎叶2部分，于65oC烘干，分别测定鲜重、干重及Cu含量。 基本理化性质见表2
表1 基质原料的配料量
处理 铜的浓度
C0 C1 C2
W 水葫芦渣25Kg 2.6L水 水葫芦渣25Kg 0.875L硫酸铜 1.725L 水 水葫芦渣25Kg 1.75L硫酸铜 0.85L水
WR 水葫芦渣22.5Kg,泥炭为2.5Kg,共25 Kg 2.6L水 水葫芦渣22.5Kg,泥炭为2.5Kg,共25 Kg 0.875L硫酸铜 1.725L 水 水葫芦渣22.5Kg,泥炭为2.5Kg,共25 Kg 1.75L硫酸铜 0.85L水
WP 水葫芦渣15.6Kg,猪粪7.8Kg,共23.4Kg 2.6L水 水葫芦渣15.6Kg,猪粪7.8Kg,共23.4Kg 0.875L硫酸铜 1.725L 水 水葫芦渣15.6Kg,猪粪7.8Kg,共23.4Kg 1.75L硫酸铜 0.85L水
表2 调配好的水葫芦栽培基质的基本理化性质
处理 TreatmentspHEC有机质（%）总氮 （g kg-1）碱解氮（mg kg-1）总磷（g kg-1）速效磷（mg kg-1）总铜（mg kg-1）交换性铜 （mg kg-1）WC07.573.5131.719.7408.63.01195.137.091.4.C17.523.5429.917.4720.52.90247.9282..7214.62C27.403.5834.618.2809.42.80200.6611.4836.94WRC07.252.1633.418.31176.04.91230.130.331.20C16.982.7233.920.31044.15.00213.5253.849.64C26.802.4634.618.41154.35.58271.1455.38326.65WPC07.685.7037.728.11718.68.97760.3153.109.18C17.425.7639.727.31656.49.55711.2394.9716.79C27.495.0939.326.21547.98.70804.4759.9038.83
1 引言 1
2材料与方法 2
2.1 试验材料 2
2.2 试验设计 2
2.2.1 基质原料设置 2
2.2.2 基质设置 2
2.3 测定方法 3
2.4 数据处理及统计分析 4
3 结果与分析 4
3.1 不同处理对空心菜幼苗中铜含量及植株生长的影响 4
3.1.1 对空心菜幼苗的铜含量的影响 4
3.1.2 对空心菜植株生长的影响 5
3.2 不同处理方法对萝卜的铜含量及植株生长的影响 7
3.2.1 对萝卜幼苗的铜含量的影响 7
3.2.2 对萝卜植株生长的影响 8
4 讨论 9
4.1 空心菜中Cu残留 9
4.2 萝卜中Cu的残留 10
结 论 13
致 谢 14
参 考 文 献 15
1 引言
水葫芦,能起到净化水体的作用,国内外对其净化养殖污水、工业污水和生活污水的研究取得了很多进展。然而,凤眼莲在江河湖泊中迅速繁衍,在管理跟不上时,会堵塞河道,腐烂后污染水质,妨碍其它水生植物生长,造成生态失衡,凤眼莲已被列为世界十大害草之一。
水葫芦繁殖能力极强,在适宜条件下,每5 d就能繁殖1株新植株, 8个月就能繁衍成60万株的群体。故水葫芦生物资源可谓相当丰富且易得。并且水葫芦在其生长过程中因聚集了大量的营养元素,这些营养元素又是植株生长所必需的。
由于水葫芦在修复养殖废水时除了吸收和富集重金属等污染物外，同时也吸收共存的N、P、K等营养元素，因此具有资源化利用的价值。目前人们对水葫芦的资源化利用方式 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
主要有制作有机肥（董志德等, 2010）、厌氧发酵制沼气（盛婧等, 2010）、沼液、作为造纸原料及橡胶的填料等（周文兵等, 2005），但采用水葫芦开发育苗/栽培基质的报道不多。随着土地资源日益紧缺、设施栽培中普遍存在的连作障碍和土壤次生盐碱化问题，以及特殊生境条件下（如沙漠、盐碱地和海岛等）的蔬菜生产需要，近年来无土栽培基质在设施栽培蔬菜生产上的应用越来越普遍。目前应用最广泛的基质主要是草炭和蛭石等，但由于草炭等基质是不可再生资源，需要依赖大量进口或从东北调运，且价格昂贵，其推广仍有很大的局限性，所以国内外的学者都在研究探索新型的既廉价又容易获取的基质作为草炭等的替代产品。
将修复养殖水体中重金属Cu后收获的水葫芦进行堆制发酵后作为主要原料配制成基质产品是资源化利用的新思路，不仅解决植物修复废弃物处置的问题，还能变废为宝，有利于资源的循环利用。重金属Cu由于其不可降解性，虽然有效性已大大降低，但仍然残留在发酵后的水葫芦渣中。Cu 是植物生长必需的微量元素之一，适量的Cu 可促进植物生长，但过量的Cu累积在植物组织中不仅会影响植物生理生化过程的正常进行，比如光合作用、营养元素吸收以及植物的生长过程受阻等，还可能通过食物链的放大作用，危害到人类健康。
造成蔬菜污染的因素主要有农药污染、硝酸盐污染、增塑剂污染、生物性污染和重金属污染等。相比而言，重金属性质更加稳定，进入土壤后难以排除，过量的重金属会影响土壤肥力和农产品质量，通过食物链在人体内不断积累，危害人类健康。因此重金属污染危害更大。
因此，能否将修复养殖废水中Cu的水葫芦堆制发酵后作为主要原料与其他物料复配成无土栽培基质，关键在于其中所含的重金属Cu是否会造成由基质生产出的产品重金属食用污染问题。只要Cu含量尤其是有效性Cu含量控制在合理范围内，将修复养殖废水的水葫芦堆制发酵后作为主要原料与其他物料复配成各种基质产品，既可起到缓解土地资源紧缺、解决设施栽培连作障碍以及特殊生境蔬菜生产的难题，又能高效处置修复植物残体的双重效果。但为了避免修复植物水葫芦基质化利用产生“二次污染”问题，必须评估修复植物基质化利用对蔬菜生长和食用安全的问题，为修复植物的产后处置利用提供建议和参考。
2 材料与方法
2.1 试验材料
供试的主要基质原料所用的水葫芦渣和猪粪均取自于农科院在六合的养殖基地内，钝化剂泥炭、蛭石、珍珠岩购于商店。
供试蔬菜为块根类的萝卜和叶菜类的空心菜，空心菜品种为“泰国特选空心菜”，萝卜品种为“白玉萝卜”，均购自江苏明天种业科技有限公司门市部。
2.2 试验设计
2.2.1 基质原料设置
水葫芦渣(W)：水葫芦渣堆肥；
水葫芦渣+钝化剂（泥炭）(WR)：水葫芦渣与泥炭按9:1（V/V）混合发酵（泥炭为重金属钝化剂）；
水葫芦渣+猪粪(WP)：水葫芦渣与猪粪按2:1（V/V）混合堆肥。
每种发酵方式下均设置3个Cu2+浓度：0、350、700 mg kg-1（C0、C1、C2）处理。其配制方法和各类原料的加入数量详见表1。
2.2.2 基质设置
将以上制作后共形成了九种不同的栽培基质原料进行发酵，堆制发酵好的原料分别与蛭石、珍珠岩和泥炭土按3:2:3:2的体积比例进行混合，配成蔬菜栽培基质。
每个配好的基质分两份装盆(空心菜盆长、宽、高为45cm×35cm×15cm，萝卜盆Φ30×20)后分别种植萝卜和空心菜，每处理重复3次，采用随机区组排列。生长期内所有处理采用相同水肥管理，空心菜和萝卜分别于50d和70d后收获，分别记录其根长和株高，并将空心菜分为根、茎、叶3部分，萝卜分为块根和茎叶2部分，于65oC烘干，分别测定鲜重、干重及Cu含量。 基本理化性质见表2
表1 基质原料的配料量
处理 铜的浓度
C0 C1 C2
W 水葫芦渣25Kg 2.6L水 水葫芦渣25Kg 0.875L硫酸铜 1.725L 水 水葫芦渣25Kg 1.75L硫酸铜 0.85L水
WR 水葫芦渣22.5Kg,泥炭为2.5Kg,共25 Kg 2.6L水 水葫芦渣22.5Kg,泥炭为2.5Kg,共25 Kg 0.875L硫酸铜 1.725L 水 水葫芦渣22.5Kg,泥炭为2.5Kg,共25 Kg 1.75L硫酸铜 0.85L水
WP 水葫芦渣15.6Kg,猪粪7.8Kg,共23.4Kg 2.6L水 水葫芦渣15.6Kg,猪粪7.8Kg,共23.4Kg 0.875L硫酸铜 1.725L 水 水葫芦渣15.6Kg,猪粪7.8Kg,共23.4Kg 1.75L硫酸铜 0.85L水
表2 调配好的水葫芦栽培基质的基本理化性质
处理 TreatmentspHEC有机质（%）总氮 （g kg-1）碱解氮（mg kg-1）总磷（g kg-1）速效磷（mg kg-1）总铜（mg kg-1）交换性铜 （mg kg-1）WC07.573.5131.719.7408.63.01195.137.091.4.C17.523.5429.917.4720.52.90247.9282..7214.62C27.403.5834.618.2809.42.80200.6611.4836.94WRC07.252.1633.418.31176.04.91230.130.331.20C16.982.7233.920.31044.15.00213.5253.849.64C26.802.4634.618.41154.35.58271.1455.38326.65WPC07.685.7037.728.11718.68.97760.3153.109.18C17.425.7639.727.31656.49.55711.2394.9716.79C27.495.0939.326.21547.98.70804.4759.9038.83
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