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Immobilization of exchangeable Cd in soil using mixed amendment and its effect on soil microbial communities under paddy upland rotation system.
Chemosphere ( IF 8.1 ) Pub Date : 2020-07-31 , DOI: 10.1016/j.chemosphere.2020.127828
Longda Gong 1 , Jingwen Wang 2 , Touqeer Abbas 1 , Qichun Zhang 1 , Mei Cai 1 , Muhammad Tahir 3 , Dan Wu 4 , Hongjie Di 1
Affiliation  

Cadmium (Cd) pollution is a widespread environmental problem that decreases crop production, destroys the microbial ecology of soil, and poses a severe risk to human health. Organo-chemical amendment is a cost-effective, eco-friendly, and community-acceptable widely applied an in situ technique for metal-contaminated farmland. In this study, we mixed lime, zeolite, calcium magnesium phosphate fertilizer, and biochar in a mixture ratio of 71:23:5:1 to form a mixed amendment. Field and laboratory experiments were conducted to study the effects of the mixed amendment on soil exchangeable Cd content, plant Cd accumulation, and soil microbial community. It was found that the application of 0.5% mixed amendment decreased exchangeable soil Cd by more than 85% and 64% in wheat and rice season, respectively, compared with control (CK), without increasing pH. Moreover, the application of 0.5% mixed amendment decreased Cd accumulation in grains by 22.9% and 41.2% in wheat and rice season, respectively, compared to CK. The result of phospholipid fatty acids (PLFAs) shows that the level of soil microbial diversity and species richness under mixed amendment treatments were higher than in lime treatment, indicating more copiotrophic conditions and faster rate of nutrient turnover in mixed amendment than pure lime treatment. Hence, it concluded that the mixed amendment has a strong effect on fixing exchangeable soil Cd and reducing the accumulation of Cd in crops. Finally, it was observed that the mixed amendment improved the soil microbial community structure and accelerate the rate of nutrient turnover by microbes under this favorable condition comparative to individual treatments.



中文翻译:

稻田旱作制度下混合改良剂对土壤中交换性镉的固定化及其对土壤微生物群落的影响。

镉(Cd)污染是一个普遍存在的环境问题,它降低了农作物的产量,破坏了土壤的微生物生态,并对人类健康构成了严重的风险。有机化学改良剂是一种经济有效,环保且社区可接受的方法,广泛应用于金属污染农田的原位技术。在这项研究中,我们以71:23:5:1的混合比例混合了石灰,沸石,钙镁磷酸盐肥料和生物炭,以形成混合的改良剂。进行了田间和实验室实验,研究了混合改良剂对土壤可交换Cd含量,植物Cd积累和土壤微生物群落的影响。发现与对照(CK)相比,在小麦和水稻季节施用0.5%混合改良剂分别使可交换土壤Cd减少超过85%和64%,不增加pH值。此外,与CK相比,在小麦和水稻季节,施用0.5%混合修正剂分别降低了谷物中Cd的累积22.9%和41.2%。磷脂脂肪酸(PLFAs)的结果表明,混合改良剂处理下的土壤微生物多样性和物种丰富度高于石灰处理,这表明混合改良剂比纯石灰处理具有更多的营养性条件和更快的养分周转率。因此,得出的结论是,混合改良剂对固定可交换土壤Cd和减少Cd在农作物中的积累具有强大作用。最后,与单独处理相比,在这种有利条件下,混合改良剂改善了土壤微生物群落结构,并提高了微生物的养分周转速度。此外,与CK相比,在小麦和水稻季节,施用0.5%混合修正剂分别降低了谷物中Cd的累积22.9%和41.2%。磷脂脂肪酸(PLFAs)的结果表明,混合改良剂处理下的土壤微生物多样性和物种丰富度高于石灰处理,这表明混合改良剂比纯石灰处理具有更多的营养性条件和更快的养分周转率。因此,得出的结论是,混合改良剂对固定可交换土壤Cd和减少Cd在农作物中的积累具有强大作用。最后,与单独处理相比,在这种有利条件下,混合改良剂改善了土壤微生物群落结构,并提高了微生物的养分周转速度。此外,与CK相比,在小麦和水稻季节,施用0.5%混合修正剂分别使谷物中Cd的累积量降低了22.9%和41.2%。磷脂脂肪酸(PLFAs)的结果表明,混合改良剂处理下的土壤微生物多样性和物种丰富度高于石灰处理,这表明混合改良剂比纯石灰处理具有更多的营养性条件和更快的养分周转率。因此,得出的结论是,混合改良剂对固定可交换土壤Cd和减少Cd在农作物中的积累具有强大作用。最后,与单独处理相比,在这种有利条件下,混合改良剂改善了土壤微生物群落结构,并提高了微生物的养分周转速度。与CK相比,在小麦和水稻季节,施用0.5%混合修正剂分别使谷物中Cd的累积量降低了22.9%和41.2%。磷脂脂肪酸(PLFAs)的结果表明,混合改良剂处理下的土壤微生物多样性和物种丰富度高于石灰处理,这表明混合改良剂比纯石灰处理具有更多的营养性条件和更快的养分周转率。因此,得出的结论是,混合改良剂对固定可交换土壤Cd和减少Cd在农作物中的积累具有强大作用。最后,与单独处理相比,在这种有利条件下,混合改良剂改善了土壤微生物群落结构,并提高了微生物的养分周转速度。与CK相比,在小麦和水稻季节,施用0.5%混合修正剂分别使谷物中Cd的累积量降低了22.9%和41.2%。磷脂脂肪酸(PLFAs)的结果表明,混合改良剂处理下的土壤微生物多样性和物种丰富度高于石灰处理,这表明混合改良剂比纯石灰处理具有更多的营养性条件和更快的养分周转率。因此,得出的结论是,混合改良剂对固定可交换土壤Cd和减少Cd在农作物中的积累具有强大作用。最后,与单独处理相比,在这种有利条件下,混合改良剂改善了土壤微生物群落结构,并提高了微生物的养分周转速度。与CK相比,5%的混合改良剂分别在小麦和水稻季节使谷物中Cd的累积量降低了22.9%和41.2%。磷脂脂肪酸(PLFAs)的结果表明,混合改良剂处理下的土壤微生物多样性和物种丰富度高于石灰处理,这表明混合改良剂比纯石灰处理具有更多的营养性条件和更快的养分周转率。因此,得出的结论是,混合改良剂对固定可交换土壤Cd和减少Cd在农作物中的积累具有强大作用。最后,与单独处理相比,在这种有利条件下,混合改良剂改善了土壤微生物群落结构,并提高了微生物的养分周转速度。与CK相比,在小麦和水稻季节,5%的混合改良剂分别降低了谷物中Cd的积累22.9%和41.2%。磷脂脂肪酸(PLFAs)的结果表明,混合改良剂处理下的土壤微生物多样性和物种丰富度高于石灰处理,这表明混合改良剂比纯石灰处理具有更多的营养性条件和更快的养分周转率。因此,得出的结论是,混合改良剂对固定可交换土壤Cd和减少Cd在农作物中的积累具有强大作用。最后,与单独处理相比,在这种有利条件下,混合改良剂改善了土壤微生物群落结构,并提高了微生物的养分周转速度。与CK相比,小麦和水稻季节分别为2%。磷脂脂肪酸(PLFAs)的结果表明,混合改良剂处理下的土壤微生物多样性和物种丰富度高于石灰处理,这表明混合改良剂比纯石灰处理具有更多的营养性条件和更快的养分周转率。因此,得出的结论是,混合改良剂对固定可交换土壤Cd和减少Cd在农作物中的积累具有强大作用。最后,与单独处理相比,在这种有利条件下,混合改良剂改善了土壤微生物群落结构,并加快了微生物的养分周转速度。与CK相比,小麦和水稻季节分别为2%。磷脂脂肪酸(PLFAs)的结果表明,混合改良剂处理下的土壤微生物多样性和物种丰富度高于石灰处理,这表明混合改良剂比纯石灰处理具有更多的营养性条件和更快的养分周转率。因此,得出的结论是,混合改良剂对固定可交换土壤Cd和减少Cd在农作物中的积累具有强大作用。最后,与单独处理相比,在这种有利条件下,混合改良剂改善了土壤微生物群落结构,并加快了微生物的养分周转速度。磷脂脂肪酸(PLFAs)的结果表明,混合改良剂处理下的土壤微生物多样性和物种丰富度高于石灰处理,这表明混合改良剂比纯石灰处理具有更多的营养性条件和更快的养分周转率。因此,得出的结论是,混合改良剂对固定可交换土壤Cd和减少Cd在农作物中的积累具有强大作用。最后,与单独处理相比,在这种有利条件下,混合改良剂改善了土壤微生物群落结构,并加快了微生物的养分周转速度。磷脂脂肪酸(PLFAs)的结果表明,混合改良剂处理下的土壤微生物多样性和物种丰富度高于石灰处理,这表明混合改良剂比纯石灰处理具有更多的营养性条件和更快的养分周转率。因此,得出的结论是,混合改良剂对固定可交换土壤Cd和减少Cd在农作物中的积累具有强大作用。最后,与单独处理相比,在这种有利条件下,混合改良剂改善了土壤微生物群落结构,并加快了微生物的养分周转速度。与纯石灰处理相比,表明混合改良剂具有更多的营养营养条件和更快的养分周转率。因此,得出的结论是,混合改良剂对固定可交换土壤Cd和减少Cd在农作物中的积累具有强大作用。最后,与单独处理相比,在这种有利条件下,混合改良剂改善了土壤微生物群落结构,并加快了微生物的养分周转速度。与纯石灰处理相比,表明混合改良剂具有更多的营养营养条件和更快的养分周转率。因此,得出的结论是,混合改良剂对固定可交换土壤Cd和减少Cd在农作物中的积累具有强大作用。最后,与单独处理相比,在这种有利条件下,混合改良剂改善了土壤微生物群落结构,并加快了微生物的养分周转速度。

更新日期:2020-08-05
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