不同处理牛粪对受污染黄壤镉赋存形态的影响

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中文摘要：牛养殖产生大量粪污，贵州牛粪资源化利用新方式有待探索。然而，土壤镉含量严重制约“严格管控类”耕地的粮食生产，是否能通过牛粪基肥化还田，抑制镉的生物有效性，从而提出一种农业资源化绿色生产的新途径，需进一步开展研究。因此，本研究以3种牛粪处理方式（鲜牛粪肥、好氧堆肥、厌氧发酵）得到的产物为供试材料，探究产物还田后土壤中镉的形态变化特征，进一步探寻具有镉富集或敏感特性的关键微生物菌属，比较得出牛粪的最佳处理方式和施用量，主要结论如下：（1）三种处理牛粪对两类土壤镉形态影响不同在安全利用类土壤中，鲜牛粪肥还田促进可交换态镉向其他三个镉形态转化；堆肥还田促进可交换态镉、残渣态镉向可还原态和可氧化态镉转化；沼肥还田促进可交换态镉、可氧化态镉向可还原态和残渣态镉转化。三种处理牛粪都能促进严格管控类土壤中可交换态镉、可还原态镉、可氧化态镉向残渣态镉转化。（2）安全利用和严格管控类土壤中沼肥化还田方式最优，500、1500-2000kg/亩最适牛粪沼肥化还田对镉的钝化率显著，表现为还田后24小时达到34.40~52.87%；钝化效果可维持120天以上；对于严格管控类土壤的作用效果明显好于安全利用类土壤；分别以1500-2000kg/亩的施用量在严格管控类土壤中处理时，对土壤镉生物有效性、可迁移性降低效果最佳。此外，安全利用类土壤的最佳施用量为500kg/亩。（3）土壤pH是调控还田后土壤中镉形态特征的关键因子 3种方式还田后均显示，pH对土壤镉形态的影响强于有机质，pH与可交换态镉（R2=0.516）、可还原态镉（R2=0.528）、可氧化态镉（R2=0.744）呈极显著负相关关系，pH升高促进镉向稳定形态转化。（4）沼肥化还田方式中镉应激类功能菌的发现 BBMC-4和Turicibacter菌属与可氧化态镉极显著负相关（R2=0.7853），残渣态镉极显著正相关，R2分别为0.8128、0.9245，暗示着关键的功能性镉应激菌属被发现，它们在镉胁迫下特异扩增或减少，表明在镉胁迫下具有一定的适应性或敏感性。综上，以牛粪沼肥化还田的方式，对土壤中镉的钝化效果最佳，具有速效性和持久性等优势，建议施用量为500kg/亩（安全利用类耕地）、1500-2000kg/亩（严格管控类耕地），能够达到有效的镉迁移阻控效果，为贵州耕地绿色化基肥生产和应用具有指导意义。

作者：

黄春艳

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关键词：

牛粪资源化利用基肥化还田黄壤镉含量赋存形态

授予学位：

硕士

学科专业：

农业资源与环境

导师：

何腾兵

学位年度：

2022

学位授予单位：

贵州大学

语种：

中文

中图分类号：