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北極星環境修復網訊:摘要:為探討石灰石、蒙脫石兩種不同鈍化機制礦物施加對土壤重金屬的鈍化效果和土壤環境健康的影響,利用盆栽試驗,透過常規測定方法和16S rRNA 高通量測序手段,分析土壤酶活性和微生物群落結構的變化,並結合土壤重金屬有效性、水稻富集係數和轉運係數等指標,研究兩種礦物施加后土壤的環境功能響應及其影響機制。
結果表明:施加石灰石顯著降低了土壤Cd、Cu、Pb、Zn 的有效性,降低幅度依次為Zn(99.1%) >Cd(91.4%) >Cu(85.6%) >Pb(46.1%),並顯著降低了Cd、Zn 的富集係數(43.4%~85.5%)和轉運係數(Cd 62.5%、Zn 30.0%),而施加蒙脫石使土壤Pb 的有效性降低幅度達19.5%,但其含量與對照差異不顯著;施加石灰石顯著提高了土壤過氧化氫酶和脲酶活性,均為對照(不施加鈍化劑)的1.6 倍,施加蒙脫石后土壤過氧化氫酶活性顯著提高(為對照的1.4 倍),但脲酶活性沒有明顯變化;施加蒙脫石對土壤微生物多樣性和微生物群落結構影響較小,但施加石灰石後,土壤微生物多樣性指數顯著增加,且f_Gemmatimonadaceae、f_BIrii41和c_KD4-96等有益微生物屬的丰度明顯提高。
研究表明,與透過吸附對重金屬鈍化的蒙脫石相比,石灰石透過提升土壤pH,不但能更有效地降低土壤中Cd、Cu、Pb、Zn 等重金屬的生物有效性,還能提升土壤酶活性和微生物的多樣性,從而改善土壤健康狀況,其中土壤pH、有效磷和有機質含量是影響微生物群落結構的關鍵因素。
結 論:
(1)施加石灰石顯著降低了土壤Zn、Cd、Cu、Pb 有效性,降低幅度依次為99.1%、91.4%、85.6%、46.1%;新增蒙脫石降低了土壤Pb 有效性,降低幅度為19.5%;和蒙脫石處理相比,石灰石處理降低了水稻莖葉、根系各種重金屬的生物富集係數和根到莖葉中的轉運係數,說明石灰石對土壤重金屬的修復效果優於蒙脫石。
(2)施加石灰石顯著提高了土壤過氧化氫酶和脲酶活性,土壤pH、EC 和AP 等理化因子以及土壤Cd、Pb 等重金屬是影響土壤酶活性的關鍵因素。
(3)施加石灰石可更有效地增加土壤微生物多樣性,提升土壤有益菌群丰度,從而改善土壤環境功能,其中pH、有效磷和有機質含量是影響微生物群落結構的關鍵因素。
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