摘要
羊肚菌是我国珍贵的药食两用的食用菌之一,也是我国出口的主要食用菌产品,然而随着工业废物的排放和农业生产过程中农用品的过度投入,使得土壤中重金属污染日益加重。羊肚菌中重金属超标问题已经严重影响羊肚菌产品质量安全和人体的健康,因此,如何有效的修复基质土壤重金属污染,降低羊肚菌对土壤中重金属的吸附,已成为一个亟需解决的问题。本研究中羊肚菌采用框栽的模式,通过向羊肚菌基质土壤中添加碳酸钙(T)、磷酸二氢钙(L)、PAM(J)和生物炭(S)四种土壤改良剂,探究它们对土壤理化性质、土壤中重金属的含量变化、重金属的赋存形态、羊肚菌对土壤重金属的富集情况及羊肚菌品质的影响,以期为改善土壤重金属污染、减少羊肚菌中重金属的含量和提高羊肚菌的品质提供理论依据,主要研究的结果如下: (1)在土壤中加入改良剂后,碳酸钙施用量为0.5%时,土壤pH值增加到最大值,为7.36;生物炭施用量为0.5%时,电导率和有机质的含量最高。研究区基质土壤中Pb的含量超过贵州土壤背景值, Cd的含量高于国家标准筛选值。加入改良剂后,对土壤中Pb、Cd、As、Hg、Zn和Cu的影响效果不同,其中,在S2处理组,土壤中Cd、Zn、As、Cu的含量最低,J1处理组Pb的降幅最低;四种改良剂对Hg的改良效果不明显。 (2)加入改良后,土壤中Pb、Zn、Cu、Cd的交换态含量分别在L3、S1、J2、L3处理组达到最小值,分别降低了50.96%、68.61%、22.97%、57.38%;碳酸盐结合态含量分别在L3、L1、T2、L1处理组达到最小值,分别降低了61.28%、96.85%、12.91%、35.29%;铁锰氧化态的含量分别在S3、L3、S3、J3处理组达到最小值,分别降低了31.89%、29.41%、21.42%、19%;有机态含量分别在S1、T2、T3、L1处理组达到最小值,分别降低了30.77%、54.35%、29.09%、45.72%;残渣态含量分别在L3、L2、L1、L3处理组达到最大值,分别增加了5.65%、13.3%、16.77%、20.39%。土壤pH值与土壤重金属的化学形态的相关性分析表明,土壤pH值的升高,能降低土壤重金属的有效性。 (3)羊肚菌中Cd和As的含量超标。加入改良剂后,羊肚菌中Cd、As和Cu的含量均下降且均低于对照组,分别在S3、J3、S2处理组为最小值,降幅率分别为61.92%、73.41%、45.22%;Pb、Hg和Zn的含量分别在T3、L1、T3处理组为最小值,降幅率分别为58.63%、74%、9.91%。 (4)加入改良剂后,羊肚菌对重金属的富集能力顺序从大到小依次为:Cdgt;Hggt;Cugt;Zngt;Asgt;Pb。在四种改良剂中,羊肚菌对Pb的富集能力最弱的处理组为T3、L2、J3、S3,降幅率分别为56.65%、33.01%、37.93%、22.66%;羊肚菌对Cd的富集能力最弱的处理组为T3、L3、J1、S3,降幅率分别为21.55%、28.04%、21.62%、60.72%;羊肚菌对As的富集能力最弱的处理组为T2、L2、J3、S2,降幅率分别为70.86%、55.52%、73.01%、54.91%;羊肚菌对Hg的富集能力最弱的处理组为T1、L2、J1、S2,降幅率分别为73.09%、79.06%、40.97%、60.14%;羊肚菌对Zn的富集能力最弱的处理组为T3、L2、J1、S2,降幅率分别为8.26%、6.51%、7.99%、2.21%;羊肚菌对Cu的富集能力最弱的处理组为T3、L1、J1、S2,降幅率分别为34.7%、37.83%、20.14%、42.13%。 (5)在添加碳酸钙和PAM的处理组中,羊肚菌中的Pb、Cd、Zn均与土壤中对应重金属的交换态呈显著性相关(Plt;0.05),而羊肚菌中Cu的含量与Cu的交换态含量呈正相关但不显著,表明土壤中重金属的有效态含量是影响羊肚菌中重金属含量的主要因素;在添加磷酸二氢钙和生物炭的处理组中,羊肚菌中Cd、Zn与土壤中Cd、Zn的交换态含量呈显著性正相关(Plt;0.05),而羊肚菌中Pb、Cu与土壤中Pb、Cu的交换态含量呈正相关但不显著,表明羊肚菌对土壤中重金属的富集能力除与重金属有效态含量有关外,还与羊肚菌自身的特性有关。 (6)加入改良剂后,羊肚菌中粗蛋白的含量分别增加了2.33%~4.09%、3.56%~8.29%、3.07%~4.58%、6.14%~10.54%,其中, S2处理组对提升羊肚菌中粗蛋白含量的效果最好。施加碳酸钙、PAM、生物炭3种改良剂在高浓度时,与对照组相比,均显著提高了17种氨基酸的含量,施加磷酸二氢钙时,除脯氨酸外,其余氨基酸的含量均显著提高。