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生物炭掺混肥对农田土壤镉砷的钝化与减施增效研究
随着工业化程度的加剧和人类活动的增加，土壤中有机污染物和重金属元素的含量不断升高，导致土壤质量下降和生态环境恶化。镉和砷作为一种有毒重金属元素，在农田中广泛存在，并且会被吸收到作物中，对人体健康造成潜在危害。因此，如何有效的去除镉砷对土壤和人体的危害成为了当前农业生产中需要解决的重要问题。
生物炭作为一种有机高分子质材料，具有留置土壤养分和保持土壤孔隙度的优良特性，并且近年来在实践证明生物炭有较好的钝化重金属的效果。因此，本文选取生物炭与肥料进行掺混，探究其对土壤镉和砷的钝化效果和减施增效效果。
一、生物炭掺混肥的制备
1.生物炭的制备
生物炭采用垃圾堆肥中豆秸和稻草作为原材料，经过炭化和活化处理制成。制备过程中，先将豆秸和稻草按照1：1的比例进行混合，然后放入炭化炉中进行炭化处理，炭化温度控制在600℃左右，炭化时间为2h左右。炭化后，将生物炭取出，用水洗净表面的灰分和杂质，然后进行活化处理，活化时间为2h，温度为800℃左右。
2.掺混肥的制备
掺混肥采用有机肥和生物炭的比例为4：1，将有机肥和生物炭按照比例混合，搅拌均匀后，便制成掺混肥。
二、生物炭掺混肥的应用
1.实验设计
实验采用田间试验方式，选取有Cd和As污染的土壤作为实验用土，进行掺混肥的施用。实验设计为两个因素的正交试验，因素A为掺混肥的肥料用量，选取4个水平值，分别为0、2、4、6kg/mu，每个水平值重复3次；因素B为种植类型，选取2个水平值，分别为玉米和大豆，每个水平值重复3次。总共设置24个试验区。
2.实验方法
在试验开始前，对田间土壤和植物进行了采样和分析，获取基础数据。然后按照实验设计，在试验区内进行掺混肥的施用，每个试验区内施用的肥料用量和种植类型均为相同。然后在生长期结束后，对土壤和植物的镉和砷含量进行采样和分析。
三、实验结果及分析
1.生物炭掺混肥钝化土壤镉砷元素的效果
实验结果表明，生物炭掺混肥在钝化土壤镉砷元素方面有较好的效果，施用生物炭掺混肥能够显著降低土壤镉砷元素的含量。在肥料用量达到6kg/mu时，土壤中镉和砷的含量分别下降了38.9%和43.8%。
2.生物炭掺混肥对种植效果的影响
实验结果表明，在掺混肥的施用下，对玉米和大豆的生长和产量有显著的影响。随着肥料用量的增加，玉米和大豆的生物量和产量均有所增加，并且相对增加量有所不同。在每亩施用6kg的生物炭掺混肥时，玉米产量相较于对照组增加了14.2%，大豆产量相较于对照组增加了20.8%。
四、结论与建议
本研究结果表明，生物炭掺混肥对农田镉砷污染土壤有明显的钝化和减施效果，同时，在一定程度上能够提高农作物的产量和品质。因此，我们建议在农业生产实践中，适量采用生物炭掺混肥进行施用，以达到钝化重金属污染、提高土壤质量和增加农作物产量的效果。同时，在实践中需要注意肥料用量的控制和施用方式的合理化，以保证农田可持续发展和生态环境的健康。