Effects of Co-pyrolysis Biochar on Remediation of Cadmium Pollution in Farmland Soil and Absorption and Accumulation of Cadmium in Rice

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2023-0196

Abstract

Abstract:

Cadmium (Cd) pollution in farmland soil seriously affects the quality of cultivated land and food security. To provide new materials for the remediation of Cd pollution in farmland soil, the effects of co-pyrolysis biochar on Cd absorption and accumulation in rice and soil improvement were investigated by preparation and application of co-pyrolysis biochar. Field experiments were conducted to investigate the effects of three different amounts of peanut shell-corn straw co-pyrolysis biochar on Cd transport and migration characteristics and bioavailability in various organs of rice. The results showed that the application of co-pyrolysis biochar could reduce the accumulation of Cd in rice grains, reduce the toxicity to rice plants, increase soil fertility and promote the growth of rice. Compared with no co-pyrolysis biochar addition, the soil pH of biochar treatment increased by 0.06-0.12 units, and the contents of alkali-hydrolyzable nitrogen, available phosphorus and available potassium increased by 37.20%-78.27%, 49.62%-134.10% and 20.79%-35.26%, respectively. After adding co-pyrolysis biochar, the available Cd content in soil decreased significantly by 11.11%-26.98% (P<0.05), and the Cd content in rice grain decreased significantly by 23.46%-47.49% (P<0.05). The application of peanut shell-corn straw co-pyrolysis biochar in the field can improve soil fertility, soil environmental quality, and reduce Cd content in rice grains. The effect was most significantly when the amount of peanut shell-corn straw co-pyrolysis biochar was 15 t/hm2.

Key words: food security, soil heavy metal pollution, biochar, soil Quality

CHEN Wei, YU Qian, YE Zhengqian, SHI Yanping. Effects of Co-pyrolysis Biochar on Remediation of Cadmium Pollution in Farmland Soil and Absorption and Accumulation of Cadmium in Rice[J]. Journal of Agriculture, 2024, 14(9): 17-23.

Figures/Tables 5

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编号	处理	添加量/(t/hm²)
CK	空白对照	0
T1	共热解生物炭	11.25
T2		15.00
T3		18.75

编号	处理	添加量/(t/hm²)
CK	空白对照	0
T1	共热解生物炭	11.25
T2		15.00
T3		18.75

处理	TF_根-茎	TF_茎-叶	TF_茎-籽粒	BCF_根	BCF_茎	BCF_叶	BCF_籽粒
CK	0.72±0.13a	0.67±0.11b	0.11±0.01a	5.25±0.94ab	3.70±0.07a	2.49±0.43ab	0.28±0.03a
T1	0.51±0.13b	0.94±0.06a	0.08±0.03a	6.39±1.08a	3.27±0.81a	3.08±0.73a	0.22±0.04a
T2	0.57±0.23ab	1.04±0.40a	0.11±0.03a	2.90±0.36b	1.67±0.80b	1.53±0.20b	0.17±0.04b
T3	0.62±0.14ab	0.68±0.21b	0.13±0.02a	5.09±0.49ab	3.16±1.00a	2.06±0.40ab	0.26±0.02a

处理	TF_根-茎	TF_茎-叶	TF_茎-籽粒	BCF_根	BCF_茎	BCF_叶	BCF_籽粒
CK	0.72±0.13a	0.67±0.11b	0.11±0.01a	5.25±0.94ab	3.70±0.07a	2.49±0.43ab	0.28±0.03a
T1	0.51±0.13b	0.94±0.06a	0.08±0.03a	6.39±1.08a	3.27±0.81a	3.08±0.73a	0.22±0.04a
T2	0.57±0.23ab	1.04±0.40a	0.11±0.03a	2.90±0.36b	1.67±0.80b	1.53±0.20b	0.17±0.04b
T3	0.62±0.14ab	0.68±0.21b	0.13±0.02a	5.09±0.49ab	3.16±1.00a	2.06±0.40ab	0.26±0.02a