施用化肥和秸秆对土壤有机质含量及性质的影响

在潮土上进行的长期定位试验结果表明,不同施肥措施对土壤有机质含量及性质有明显影响.施用化肥和有机肥都可以提高土壤有机质含量,但化肥和有机秸秆肥对腐殖质结合形态的影响不同.化肥倾向于增加不同形态腐殖质的含量,同时提高松解态和稳结态腐殖质的比例,加速消耗地力;而有机秸秆对腐殖质形态作用不如化肥明显.化肥和有机肥都能增加土壤腐殖酸含量,化肥促进腐殖酸中富啡酸(FA)含量增加而对胡敏酸(HA)影响不大,造成HA/FA下降;与化肥作用相反,有机秸杆肥提高腐殖酸中胡敏酸含量而对富啡酸影响不大,结果使HA/FA升高.化肥使有机质品质变差,而有机肥使有机质品质改善,生产上宜有机、无机结合施用.     

秸秆和猪粪施用对樱桃萝卜的效果比较及对土壤性状的影响

以石灰性潮土为供试土壤,进行盆栽试验,种植,研究小麦秸秆和猪粪施用对两茬樱桃萝卜植株生长、氮磷钾养分吸收的影响及对土壤肥力性状的当季效应与后效.结果表明,秸秆施用显著提高了两茬土壤有机质、全氮和速效钾含量,对提高了植株中钾含量效果明显,但降低了第一茬植株地上部生物量及植株含氮量.猪粪施用后,两茬植株地上部钾含量显著提高,土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量明显增加.土壤中有效磷含量还维持较高水平,累积后效明显.高量猪粪使用明显促进了第一茬植株生长,提高植株中氮磷钾含量.两茬植株收获后,施用猪粪的土壤pH下降.中高量秸秆和3种用量猪粪处理的土壤EC值(可溶性盐含量)明显上升.结论认为:猪粪和秸秆施用提高土壤肥力效果明显,并能维持后效,但秸秆有机碳和钾含量较高,施用时注意配施氮磷肥,调节好C/N比.猪粪施用明显增加土壤有效磷含量.     

生物炭施用对棕壤重金属镉赋存形态及油菜吸收镉的影响

以受镉(Cd)单一污染的棕壤为供试土壤,分别添加不同用量(0、1%、3%和5%)的稻壳生物炭进行土壤培养试验,通过测定不同形态重金属Cd含量及土壤pH的变化,研究生物炭施用对棕壤中Cd赋存形态的影响;将培养后的土壤继续进行盆栽油菜的种植,测定不同时期油菜地上部及地下部的Cd含量,并计算其根富集系数及地上部转运系数,旨在探明生物炭的施用对油菜吸收Cd的影响。结果表明,随生物炭施用量的增加,活性较强的交换态Cd的含量显著降低,而活性较弱的有机结合态和残渣态Cd的含量显著增加(P0.05);3%、5%的生物炭施用量提高了土壤pH,可交换态Cd与土壤pH存在极显著负相关关系(P0.01),有机结合态、铁锰氧化物结合态和残渣态Cd与土壤pH存在显著正相关关系(P0.05)。与对照相比,不同生物炭施用量(1%、3%和5%)处理的油菜地上部Cd含量分别降低了18.86%、64.22%、68.40%,地下部Cd含量分别降低了11.03%、57.93%、60.62%;油菜全生育期根富集系数减小值在0.01~1.26范围内,地上部转运系数减小值在0.22~0.32范围内,其中以生物炭施加量为5%的处理效果最佳。     

粤东凤凰山茶区土壤铜、铬化学形态分布及茶叶有效性研究

采用连续化学提取法对粤东凤凰山茶区12个大型茶园共60份土壤样品中Cu和Cr的5种化学形态分布和茶叶有效性进行研究。结果发现,土壤中Cu的5种化学形态的分布规律为残渣态>有机束缚态>铁锰氧化态>碳酸盐态>交换态,而Cr的化学形态分布为残渣态>有机束缚态>交换态>碳酸盐态>铁锰氧化态。可交换态Cu和有机束缚态Cu含量与土壤有机质呈显著正相关,而土壤pH值与土壤可交换态Cu呈极显著负相关,与碳酸盐态Cu呈极显著正相关,与有机束缚态Cu和铁锰氧化态Cu呈显著正相关。可交换态Cr含量与土壤有机质呈显著正相关,而土壤pH值与土壤可交换态Cr呈极显著负相关,与碳酸盐态Cr呈极显著正相关。凤凰山茶叶Cu含量的范围在41.20～118.93mg·kg-1之间,平均为52.92mg·kg-1。茶叶中Cu含量与土壤可交换态Cu、有机束缚态Cu、有机质都有显著的正相关性,而与土壤pH值有显著的负相关性。茶叶Cr含量的范围在2.73～6.29mg·kg-1之间,平均为4.13mg·kg-1。茶叶Cr含量与土壤有机质和pH值分布呈显著正相关和显著负相关。     

秸秆还田配施无机改良剂对稻田土壤镉赋存形态及生物有效性的影响

以成都平原德阳市旌阳区Cd污染稻田土为研究对象,通过大田试验研究了秸秆还田下配施无机改良剂对污染稻田土壤Cd形态分布特征及水稻生物有效性的影响。结果表明,秸秆(油菜秆、小麦秆)配合改良剂(海泡石、石灰、钙镁磷肥)施用均显著降低水稻糙米Cd含量,其中油菜秸秆配合海泡石效果较优,降低幅度为36.75%;油菜秸秆配合改良剂(海泡石、石灰、钙镁磷肥)施用提升了茎秆Cd含量(31.46%~140.73%),可能会影响秸秆还田利用。对土壤可交换态Cd含量影响表现为:水稻分蘖期,小麦秸秆配合石灰处理降低50.47%,效果较佳;水稻成熟期,小麦秸秆配合钙镁磷肥处理降低58%,效果较优。回归分析结果表明,土壤Cd形态由有效性较高的形态(可交换态)向有效性较低的形态(铁锰氧化物结合态、有机结合态等)转化,有助于减少水稻根系对Cd的吸收,降低糙米Cd的累积。综上,在抑制土壤活性态Cd,降低水稻Cd积累方面,油菜秸秆还田配合海泡石和小麦秸秆还田配合石灰效果均较优。     

水稻土镉形态分布特征及其生物效应研究

作物籽粒中镉来源于土壤,土壤中镉形态的含量与作物吸收量密切相关。本文旨在找出作物籽粒中镉与土壤镉形态之间的相关性,探究小麦/水稻籽粒中镉的来源,为阻断镉吸收提供理论依据。采用调查采样方法,对成都平原镉污染区冲积性水稻土耕作层土壤镉形态及对应的作物秸秆和籽粒镉含量进行了测试分析,研究镉超标水稻土不同形态镉的分布特征及其生物效应。结果表明:水稻土不同形态镉的平均含量高低排序为:铁锰氧化物结合态残留态水溶交换态有机质结合态碳酸盐结合态,各形态分布极不均衡,生物可利用形态所占比例较大。铁锰氧化物结合态镉与土壤pH值呈极显著正相关(r=0.712**,P0.01)。小麦、水稻籽粒与秸秆中镉含量均呈极显著正相关,相关系数分别为0.854**(P0.01)和0.872**(P0.01)。小麦秸秆和籽粒中镉含量与土壤中水溶交换态镉呈极显著正相关(r=0.677**和0.867**,P0.01),与其他形态相关性不显著;水稻籽粒中镉含量仅与土壤中水溶态镉含量呈显著正相关(r=0.573*,P0.05),与其他形态相关性不显著。镉污染区水稻土种植水稻和小麦农产品的镉含量超标风险较大。     

秸秆还田对不同类型土壤理化性状及作物产量的影响

为研究秸秆还田对不同类型土壤理化性状的影响,2017-2020年在潮土、砂姜黑土、棕壤3种土壤类型下分别开展秸秆还田试验研究,定位监测土壤养分变化趋势和作物产量状况。结果表明,与对照处理相比较,3种不同土壤类型秸秆还田处理土壤容重均显著降低,土壤有机质、土壤速效磷、土壤速效钾含量显著升高,土壤pH和土壤碱解氮含量变化不明显;与对照处理相比,3种不同土壤类型秸秆还田处理小麦、玉米产量均显著提高,但不同土壤类型之间存在一定差异,其中棕壤试验点的增产幅度最高,砂姜黑土次之,潮土最低。     

竹炭施用对土壤镉形态转化和小麦镉积累的影响

原位化学钝化技术是修复重金属污染土壤的重要方法,施用钝化剂可降低土壤重金属活性,减少其迁移及对作物的毒害。采用土壤室内培养和土壤盆栽试验的方法,研究在镉(Cd)污染土壤中施用竹炭(0、0.1%、1.0%和5.0%)对土壤镉活性及对籽粒Cd低积累型小麦Cd吸收与积累的影响。结果表明,施用适量竹炭提高了土壤pH值和有机质含量,降低了土壤有效态Cd含量,其中5.0%竹炭处理的效果最佳。培养120 d,与对照相比,5.0%竹炭处理的土壤pH提高了3.80%(P0.05),土壤有机质含量增加38.35 g/kg,土壤有效态Cd含量降低了0.32 mg/kg。施用竹炭后,土壤酸可提取态Cd先向可还原态Cd转化,最终向可氧化态Cd和残渣态Cd转化。施用竹炭对小麦生物量和籽粒干质量无显著影响,施用适量竹炭可有效降低小麦植株的镉含量,其中5.0%竹炭处理的效果最佳,其处理的小麦根系、地上部和籽粒的镉含量较对照降低34.06%(P0.05)、21.57%、23.33%。     

生物有机肥和生物炭对Cd和Pb污染稻田土壤修复的研究

在田间试验条件下,研究施用生物有机肥和生物炭对稻田Cd 和Pb 污染的钝化修复效果。研究结果表明:施用生物有机肥和生物炭处理可以提高土壤pH值以及土壤养分含量,并显著降低土壤有效态Cd 和Pb 的含量,且土壤pH 值与土壤有效态Cd 和Pb 的含量呈极显著负相关;生物有机肥和生物炭处理还可以降低水稻体内Cd 和Pb 的含量,其中水稻糙米Cd 降幅达到了22.00%和18.34%,水稻糙米Pb 含量的降幅也达到了33.46%和12.31%,且水稻糙米Cd 和Pb 的含量与土壤有效态Cd 和Pb 的含量呈显著正相关。综合各处理对土壤pH 值、土壤养分含量、土壤有效态Cd 和Pb 的含量以及水稻Cd和Pb 的影响,可以看出生物有机肥和生物炭处理对于Cd 和Pb 污染稻田土壤有较好的修复效果。     

中轻度重金属污染农田土壤的时空特征及改良

为研究农田土壤重金属与速效养分的时空特征以及氮磷增效剂对农田土壤重金属的影响,本试验以受中、轻度污染的酸性棕壤和典型潮土为研究对象,采用田间试验、盆栽试验与室内分析相结合的方法进行研究。结果表明：农田土壤中Cd、Cu、Pb、Zn 4种重金属元素含量在0~20 cm土层显著高于深层土壤;棕壤0~20 cm土层Cd含量超标204%,潮土0~20 cm土层Cd、Zn含量分别超标104%、419%;农田土壤0~20 cm土层重金属有效态含量占比高于深层土壤,棕壤中重金属有效态含量占比高于潮土。棕壤0~20 cm土层全氮、碱解氮、铵态氮、硝态氮、有效磷和速效钾含量均显著高于深层土壤,且随土壤深度增加呈逐渐减小趋势,而潮土中仅全氮、碱解氮和有效磷含量显著高于深层土壤;农田土壤速效养分随时间波动变化,其中硝态氮和铵态氮波动幅度最大,最大变异系数分别为44.1%和47.3%。受污染农田土壤的小麦植株体内Cd、Pb、Cu主要积累在叶片,Zn主要积累在籽粒;不同重金属元素从小麦茎、叶向籽粒的迁移程度差异较大,其中Cd迁移率最小,Zn迁移率最大。氮磷增效剂能显著减少棕壤中重金属有效态含量,底肥+氢醌+双氰胺+生物炭处理的有效态Cd、Cu、Pb、Zn含量较对照（仅加底肥,不加氮磷增效剂）处理分别显著降低24.7%、19.5%、23.7%、18.1%,而在潮土中施用效果不明显。研究表明,农田土壤重金属与土壤养分之间存在一定的相关性,且在土壤垂直分布上大体一致,土壤类型是氮磷增效剂对重金属有效态产生不同影响的重要因素。     

添加石灰、有机物料对酸性土壤镉活性的影响

本文研究了添加石灰(CaCO_3),有机物料(稻草、苕子)后酸性土壤 Cd 活性变化以及淹水,培养时间对酸性土壤 Cd 的活性影响。结果表明,施用石灰、有机物料后,酸性土壤 pH 上升,有效 Cd 含量下降,其有效 Cd 量与培养土壤 pH 呈明显负相关。淹水后,除施石灰处理外,所有处理土壤 pH 升高,有效态 Cd 降低,而培养时间对土壤 Cd 的活性无显著影响。土壤 Cd 的形态分级表明,和对照相比,添加石灰处理,松结有机态 Cd 和碳酸盐结合态 Cd 增多;添加有机物处理,土壤中松结有机态 Cd 和紧结有机态Cd 提高,进一步揭示了添加石灰、有机物料后土壤 Cd 活性降低的原因。     

硅藻土有机肥对Cd-Zn复合污染土壤重金属形态和有效性的影响

通过室内土壤培养试验研究硅藻土有机肥对Cd、Zn复合污染土壤重金属形态和有效性的影响。结果表明,添加硅藻土有机肥可提高Cd、Zn复合污染土壤的pH值,降低土壤有效态Cd、Zn的含量。硅藻土有机肥对Cd、Zn复合污染土壤Cd、Zn形态有明显的影响,表现为明显降低土壤交换态、松结有机态Cd、Zn含量,提高紧结有机态和残渣态Cd、Zn含量。相关分析表明,土壤交换态、松结有机态Cd、Zn的含量与土壤有效态Cd、Zn的含量均呈极显著相关,氧化锰结合态Cd与土壤有效态Cd含量显著相关。硅藻土有机肥用量(土壤重量的5%和10%)对土壤有效态Cd、Zn和不同形态Cd、Zn含量无显著差异。     

施用有机物料对土壤中Cu、Cd形态及小麦吸收的影响:田间微区试验

采用田间微区试验研究秸秆与无机肥配施(SM),猪粪与无机肥配施(PM)和无机肥(F)3种不同施肥处理下小麦地不同土层土壤中交换性Cu、Cd的分布状况,以及在小麦不同生长阶段Cu、Cd的动态变化和小麦对重金属Cu、Cd的吸收情况.结果表明,土壤交换性Cu、Cd含量以耕作层(0～20 cm)最高,且随着土层深度的增加含量逐渐降低.随小麦生长,各处理耕层土壤交换性Cu含量均呈下降的趋势,而交换性Cd含量则明显上升.与施无机肥相比,施用有机肥后耕层土壤中交换性Cu、Cd含量明显增加,SM处理交换性Cu、Cd含量平均比F处理高16.7%和43.2%;PM处理Cu、Cd含量分别比F处理高10.6%和17.3% .此外,有机物料的施用还增加了小麦对重金属Cu、Cd的吸收,促进了Cu、Cd在小麦植株内的积累,威胁到食品安全.因此,施用有机物料改良重金属Cu、Cd污染土壤应谨慎.     

施用有机物料对土壤中Cu、Cd形态及小麦吸收的影响:田间微区试验

采用田间微区试验研究秸秆与无机肥配施(SM),猪粪与无机肥配施(PM)和无机肥(F)3种不同施肥处理下小麦地不同土层土壤中交换性Cu、Cd的分布状况,以及在小麦不同生长阶段Cu、Cd的动态变化和小麦对重金属Cu、Cd的吸收情况.结果表明,土壤交换性Cu、Cd含量以耕作层(0～20 cm)最高,且随着土层深度的增加含量逐渐降低.随小麦生长,各处理耕层土壤交换性Cu含量均呈下降的趋势,而交换性Cd含量则明显上升.与施无机肥相比,施用有机肥后耕层土壤中交换性Cu、Cd含量明显增加,SM处理交换性Cu、Cd含量平均比F处理高16.7%和43.2%;PM处理Cu、Cd含量分别比F处理高10.6%和17.3% .此外,有机物料的施用还增加了小麦对重金属Cu、Cd的吸收,促进了Cu、Cd在小麦植株内的积累,威胁到食品安全.因此,施用有机物料改良重金属Cu、Cd污染土壤应谨慎.     

施用蔗渣对土壤镉赋存形态和生物有效性的影响研究

采用化学反应的合成方法向蔗渣中引入巯基官能团,并进行电镜扫描和红外光谱分析。在此基础上,通过土壤培养试验和生物盆栽试验,研究了蔗渣和改性蔗渣对模拟镉(Cd)污染农田土壤中镉的赋存形态和生物有效性的影响。结果表明,采用该合成方法,成功地向蔗渣中引入了巯基官能团。在土壤培养试验中,有机物对土壤Cd赋存形态的转化与土壤pH的相关性不明显,但与土壤中胡敏酸(HA)和富里酸(FA)含量的变化具有一定的相关性:土壤中HA含量随培养时间的延长而逐渐升高,各处理土壤弱酸提取态Cd含量相应减少,而土壤残余态Cd含量则逐渐增加,且巯基蔗渣的作用效果均强于未改性蔗渣。在生物盆栽试验研究中,外加5 mg·kg-1Cd显著降低了小白菜的生物量,而施用有机物料对小白菜均有显著的增产效果,研究结果同时表明蔗渣和巯基蔗渣都不同程度降低了土壤有效态Cd的含量以及小白菜地上部分的镉含量,且巯基蔗渣的作用效果较为显著。另外,小白菜地上部分镉含量与小白菜生物量呈现显著负相关,与土壤有效镉含量呈显著正相关。     

安徽沿淮粮产区小麦与根系土重金属含量特征及影响因素

【目的】为地方耕地质量保护、小麦安全生产及农业种植结构调整提供依据。【方法】通过系统采集小麦籽实与根系土样品,分析根系土中重金属含量特征、赋存形态与小麦籽实重金属富集特征。【结果】小麦籽实与根系土中重金属含量低于食品与土壤中污染物含量的安全限值。根系土中As、Pb以残渣态为主,Hg以腐殖酸态、残渣态及强有机结合态为主。土壤中铁锰氧化态与残渣态Pb、腐殖酸态与残渣态Hg、残渣态As及铁锰氧化态Cd均与其全量呈正相关。离子交换态Pb、强有机结合态Hg及腐殖酸态As均与土壤pH值呈负相关。离子交换态As、碳酸盐结合态Cd均与土壤pH值呈正相关。全量Pb、Cd及Hg、腐殖酸态As与Hg均与土壤有机质呈正相关。小麦籽实对不同重金属的富集能力差异显著,其中以富集Zn的能力最强。小麦籽实中Zn含量受土壤Zn全量制约明显,Cd含量明显受土壤pH值与有效态Cd控制,Hg、Cr受土壤有机质是影响显著。【结论】研究区土壤和小麦籽实中重金属含量低于土壤与食品中污染物含量的安全限值。土壤中As、Pb以残渣态为主,Hg以腐殖酸态、残渣态及强有机态为主。土壤中各形态重金属含量明显受土壤pH值、有机质及其全量制约。小麦籽实从土壤中吸收富集不同重金属的能力差异显著,其中以富集Zn的能力最强,Zn的吸收富集强度明显受土壤Zn全量控制。     

土壤 Cd 和 Pb 有效态与全量和 pH 相关性研究

【目的】探讨安徽省 Cd、Pb 污染土壤中 pH、Cd 和 Pb 含量特征及其相关性。【方法】按照土壤 重金属元素的测定方法,分析了安徽省 Cd、Pb 污染潮土、红壤、黄褐土、水稻土中 pH、总 Cd、有效态 Cd、 总 Pb 和有效态 Pb 的含量。【结果】安徽省 Cd、Pb 污染潮土、红壤和水稻土中有效态 Pb 与总 Pb 均有极显著 正相关,显著水平分别为 0.685、0.348 和 0.730。红壤和水稻土中有效态 Cd 与总 Cd 均有极显著正相关,显著 水平分别为 0.365 和 0.899。潮土中 pH 与有效态 Pb 显著正相关,显著水平为 0.555,红壤中有效态 Cd 与总 Pb 呈极显著正相关,显著水平为 0.352。【结论】4 种土壤类型中红壤的有效态 Cd 和有效态 Pb 含量主要受总 Cd 和总 Pb 的影响;水稻土中的有效态 Cd 和有效态 Pb 主要由其总量决定;潮土中有效态 Pb 含量受总 Pb 和 pH 影响较大。     

水分和有机物料对土壤锌-镉形态及化学性质的影响

为探求镉-锌复合污染土壤的有效治理途径,通过室内模拟培养试验,在不同水分条件下,运用连续提取法研究草炭和猪粪对土壤锌、镉形态及土壤化学性质的影响。结果表明,草炭和猪粪的施用明显降低了土壤中可交换态锌、镉的含量,增加了铁、锰氧化物结合态锌、镉的含量,随培养时间的增加,影响更显著。其中淹水的效果优于65%相对含水量,猪粪的效果优于草炭。有机结合态锌、镉的含量亦增加,但猪粪处理的增幅小于草炭。不同水分条件下,施用草炭和猪粪对土壤pH值的影响不同,与镉、锌各形态无显著相关性。施用草炭和猪粪增加了土壤无定形氧化铁的含量,其含量与铁锰氧化物结合态锌、镉的含量呈显著正相关关系。     

不同有机无机肥配合施用对土壤活性有机质含量及PH值的影响

通过连续3年在大田进行的不同有机无机肥配合施用试验,研究不同有机无机肥配合比例对土壤活性有机质含量及土壤酸化状况的影响,并探讨了土壤活性有机质及总有机质与作物产量及土壤性质之间的相关性.结果表明:①适量无机肥施用增加了土壤活性有机质含量,提高了土壤碳库管理指数;有机无机肥配合施用对提高土壤活性有机碳含量的作用大于单独施用无机肥,在75%有机肥的处理中活性有机质含量和碳库管理指数最大,分别为无机肥处理的1.37和1.39倍,不施肥对照的1.68和1.84倍.②不同施肥处理土壤pH值、阳离子代换量及交换性盐基离子含量随无机肥比例的上升而显著下降,交换性Al3 含量随无机肥比例的上升而增加,交换性H 含量变化趋势则不明显;配合施用有机肥处理的pH均高于不施肥对照,各处理pH值随着无机肥施用比例的提高显著下降,降幅与无机肥比例呈极显著线性相关,R2=0.998(P＜0.01).③水稻产量仅与中活性有机质、活性有机质、碳库管理指数显著相关,相关系数分别为0.902、0.811、0.820,而与水稻土总有机质含量无显著相关;总有机质含量与各盐基离子含量、阳离子代换量、pH值都显著相关,而活性有机质含量和碳库管理指数仅与交换性K 、Na 含量及pH值相关.     

铅锌矿冶炼区农田土壤和马铃薯中Cd含量及其化学形态分布

采用化学连续提取法研究了赫章铅锌矿冶炼区农田土壤以及马铃薯根、茎、叶、果实（块茎）中Cd含量及其化学形态分布特征,以揭示该污染区Cd在土壤与植物体内的迁移转化特征。结果表明,农田土壤Cd含量介于2.53～22.30 mg/kg,且以可交换态和铁锰氧化物结合态为主,土壤p H值与土壤可交换态Cd含量呈显著负相关,与铁锰氧化物结合态Cd含量呈显著正相关。马铃薯各器官Cd含量总体表现为根、叶、茎大于果实,且主要以氯化钠提取态和去离子水提取态为主;马铃薯除果实外,根、茎、叶中Cd含量几乎全部超出国家食品安全限值,存在较高的生态风险。土壤 p H值与马铃薯根、茎中Cd含量呈显著负相关;土壤有机质含量与马铃薯叶中Cd含量呈极显著正相关;马铃薯根中Cd含量与茎中Cd含量呈显著正相关。总之,土壤p H值是影响植物吸收Cd的重要因素,其主要通过影响Cd在土壤中的形态分布来影响Cd向马铃薯体内的迁移。控制土壤p H值可有效降低土壤中Cd向植物迁移的能力和农作物中的Cd含量,保障当地农作物食品质量安全。