三种纳米材料对水稻幼苗生长及根际土壤肥力的影响

为探讨纳米材料在土壤环境中的生态效应，采用盆栽试验将三种外源纳米材料（nSiO₂、nTiO₂、nZnO）分别添加到水稻土中，研究三种浓度的纳米材料对盆栽水稻幼苗生长及土壤肥力的影响。结果表明：0.5 mg·g^-1 nZnO处理后水稻幼苗鲜质量、干质量和株高增加，但1、2 mg·g^-1 nZnO处理后水稻鲜质量、干质量和株高降低；2 mg·g^-1 nSiO₂处理后水稻干质量和株高显著降低。0.5、2 mg·g^-1 nSiO₂处理后的水稻N含量显著降低，三种浓度nZnO处理后的水稻P含量显著增加，而K含量显著降低。1、2 mg·g^-1nTiO₂处理对水稻生长、主要营养元素（N、P、K）含量以及土壤有效氮、有效磷、有效钾含量的影响均不显著。经三种浓度nSiO₂和nTiO₂处理后的土壤pH和有机质含量均降低，1、2 mg·g^-1 nSiO₂处理后土壤有效氮和有效磷含量显著增加，三种浓度的nZnO处理后土壤有效磷和有效钾含量降低。经三种纳米材料处理后土壤酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性分别被显著抑制和显著促进，不同浓度的nZnO处理土壤蔗糖酶和脲酶活性均被显著抑制。总体而言，三种纳米材料中nZnO对植物的生长、养分吸收和土壤酶活性的影响最大。     

钱塘江附近农田土壤磷的积累及其流失的潜在风险

为探讨钱塘江周边农田土壤磷流失风险,采集了181个代表性农田土壤,分析了土壤藻类可利用磷、植物有效磷（Olsen P）、水溶性磷和磷零吸附时的磷平衡浓度（EPC₀）。结果表明,土壤藻类可利用磷在5.89~932.65 mg·kg^-1之间,平均为105.30 mg·kg^-1;植物有效磷在1.00~444.76 mg·kg^-1之间,平均为30.57 mg·kg^-1,达到较高水平;蔬菜地土壤磷素积累明显高于一般农田。土壤水溶性磷含量和EPC₀值随土壤中植物有效磷积累而增加,当土壤中植物有效磷超过60 mg·kg^-1时,土壤水溶性磷含量迅速增加;土壤中植物有效磷>60 mg·kg^-1的样品比例达11.60%。土壤EPC₀可作为评价土壤磷素向水体释放磷的强度指标,根据土壤EPC₀值与植物有效磷之间的线性关系,估算得到的径流中磷达到Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类地表水环境质量标准上限值相应的土壤植物有效磷临界值分别为7.9、13.7、20.9、28.2 mg·kg^-1和35.4 mg·kg^-1,研究区大约有35.9%的农田磷积累可能产生的地表径流磷含量在Ⅳ~劣Ⅴ类的范围。研究认为,钱塘江近江地段部分农田土壤中磷素已有明显积累,存在较高的流失风险。建议把植物有效磷为30 mg·kg^-1和60 mg·kg^-1分别作为这一区域农田磷肥限量施用和禁止施用的参考值。     

氧化老化玉米秸秆生物炭吸附镉机理研究

为研究玉米秸秆生物炭在经过模拟自然界老化后对Cd²⁺的吸附响应,本文利用H₂O₂对玉米秸秆生物炭进行氧化老化1、2、3次,利用元素分析仪、扫描电镜、红外光谱及碳谱等分析方法,分析老化前后生物炭对Cd²⁺的吸附及响应机理。结果表明：玉米秸秆生物炭氧化老化过程中形成硅酸盐沉淀;经过H₂O₂老化后H/C、O/C和（O+N）/C的原子比逐渐升高,使得生物炭含氧官能团上升、芳香性减弱、极性增强;老化1次（OYM1）、2次（OYM2）、3次（OYM3）后玉米秸秆生物炭碱性元素逐步被释放,碱性元素较未氧化玉米秸秆生物炭（YM）分别降低了48.23%、95.04%、95.74%;不同处理生物炭对Cd²⁺的最大吸附量表现为： YM（12.42 mg·g^-1） >OYM1（5.98 mg·g^-1） >OYM3（3.88 mg·g^-1） >OYM2（3.61 mg·g^-1）,说明老化作用抑制了其对Cd²⁺的吸附。在玉米秸秆生物炭长期利用过程中,生物炭的老化促进无机组分发挥作用,吸附性能减弱,在进行土壤及水污染修复时应合理使用。     

昆山市土壤养分现状与变化趋势研究

2009年对昆山市土壤养分进行检测,检测结果显示:有机质35.5 g·kg^-1,全氮2.22 g·kg^-1,碱解氮162 mg·kg^-1,有效磷15.1mg·kg^-1,速效钾115 mg·kg^-1,pH值6.0。与第二次土壤普查相比,有机质和全氮含量呈上升趋势,碱解氮、有效磷、速效钾含量明显提高,pH值呈下降趋势。     

基于不同施肥模式添加生物炭后菜地土壤CO2释放特征及不同形态碳含量变化

【目的】研究4种常规施肥模式下,添加生物炭后菜地土壤（褐潮土）CO₂释放量、可溶性有机碳（DOC）和微生物生物量碳（SMBC）含量的变化,阐明添加生物炭对土壤CO₂释放及不同形态碳的影响。【方法】采用室内恒温好氧培养-气象色谱测定方法,在不施肥（CK）、施有机肥（M）、施化肥（F）、有机无机混施（M+F）4种模式下投入2%和4%（质量比：生物炭/土壤干重）生物炭,定期采集气样和土样,分析土壤CO₂的释放量及DOC、SMBC含量的动态变化,并分析DOC、SMBC含量变化与CO₂释放量变化之间的相关关系。【结果】在F和M+F基础上,添加生物炭处理的土壤CO₂释放速率在培养前期（2—8 d）显著高于未添加生物炭处理,而在10—60 d,二者CO₂释放速率无显著差异;在CK和M基础上,添加与未添加生物炭处理在整个培养期间CO₂释放速率没有显著差异。在CK基础上,添加2%和4%生物炭后CO₂累积释放量分别为2 839和3 272 mg·kg^-1,与CK（3 134 mg·kg^-1）相比均无显著差异;而在F和M+F基础上,添加2%和4%生物炭后CO₂累积释放量均显著提高,分别提高20.6%和19.8%、29.9%和40.7%。相关分析表明,未添加生物炭处理DOC、SMBC含量与CO₂释放量之间无相关关系,而添加生物炭处理DOC、SMBC含量与CO₂释放量极显著相关。【结论】将生物炭单独投入未施肥土壤中,土壤CO₂排放量未出现明显增加或降低;在有机肥基础上添加生物炭,土壤CO₂排放量随着生物炭投入量的增加而增加;在化肥、有机无机配施基础上添加生物炭后,土壤CO₂排放增加比例最高。     

不同水分条件下多种Mn肥对水稻Cd累积的影响

为探讨不同Mn肥在淹水和落干条件下对水稻Cd累积的影响,分别于这两种水分管理条件下,对两个水稻品种施加MnCO₃、MnSO₄、MnCl₂、杨木屑吸附MnCl₂肥（PS-Mn）、米糠吸附MnCl₂肥（RB-Mn）,进行温室盆栽试验。3种无机Mn肥施用量为250 mg·kg^-1（以Mn计,下同）,2种有机Mn肥施用量为25 mg·kg^-1（对应的Mn施用量为PS-Mn： 380 mg·kg^-1,RB-Mn： 177 mg·kg^-1）。试验所用土壤中Cd含量为0.75 mg·kg^-1,pH 6.33。结果表明,持续淹水条件下水稻Cd含量明显低于落干条件（P<0.05）。落干条件下,2个水稻品种籽粒Cd含量均为MnSO₄、MnCO₃处理最低,RB-Mn处理最高。研究表明,持续淹水能显著降低水稻Cd含量,使之低于食品安全限值0.2 mg·kg^-1,但持续淹水可能使水稻减产;在落干条件下,施加MnSO₄、MnCO₃能降低水稻籽粒Cd含量至0.2 mg·kg^-1以下,但施加MnCl₂和2种有机Mn肥没有明显的降Cd效果,其机理有待进一步研究。     

重金属铅镉胁迫对芋生长发育和产量的影响

采用盆栽试验研究了0（对照）,500、1 000、1 500、2 000 mg·kg^-1和2 500 mg·kg^-1 6个浓度的铅（Pb）与0（对照）、0.5、1.0、1.5、2.0 mg·kg^-1和2.5 mg·kg^-1 6个浓度的镉（Cd）溶液分别处理土壤对芋生长发育和产量的影响。结果表明,Pb胁迫抑制芋植株的生长,株高最大低于对照25.3%,对芋叶长、叶宽的影响不显著;而Cd浓度在1.0 mg·kg^-1以上显著促进了植株的生长,株高最大高于对照42.1%,最大叶长高于对照60.1%,最大叶宽高于对照60.9%。在1 000 mg·kg^-1和1 500 mg·kg^-1 Pb胁迫下,叶绿素含量显著高于对照,浓度大于1.0 mg·kg^-1时Cd胁迫显著高于对照;Pb胁迫MDA含量同比对照显著增加,最大增加了60.8%,Cd胁迫仅在1.0 mg·kg^-1显著高于对照45.4%。Pb胁迫可溶性糖含量先升后降,1 000 mg·kg^-1时显著高于对照40.6%,Cd胁迫时呈上升趋势,最大高于对照33.5%;Pb胁迫可溶性蛋白呈上升趋势,最大高于对照144.0%,Cd胁迫时先上升后下降,1.5 mg·kg^-1时显著高于对照37.0%;Pb、Cd胁迫均使SOD活性下降,最大下降幅度分别为37.8%和60.0%,使POD和CAT活性增强,POD最大增强幅度分别为119%和78.7%,CAT最大增强幅度分别为298.5%和65.5%。Pb或Cd胁迫均导致芋产量明显下降,最大下降分别为53.6%和56.5%。     

青菜对三种土壤中典型抗生素的累积规律研究

为探究青菜对不同类型土壤中不同种类抗生素的吸收和累积特性,通过盆栽实验,观察了三类土壤（黄褐土、砂姜黑土、红壤）中磺胺二甲嘧啶（SM2）、磺胺甲噁唑（SMZ）、四环素（TC）、土霉素（OTC）4种典型抗生素在青菜中的累积规律。结果表明：青菜累积三类土壤中4种抗生素的含量均在第10天达到最高后逐渐下降;青菜中抗生素的含量随着土壤中抗生素初始含量（0.1~25.0 mg·kg^-1）的增大而增大,抗生素初始含量为25.0 mg·kg^-1时,青菜中累积的抗生素含量显著高于其他低浓度处理组（P<0.05）;土壤中抗生素初始含量为25.0 mg·kg^-1时,青菜从不同类型土壤中吸收同种抗生素的含量差异较大,排序为红壤（SM₂ 14 993.6μg·kg^-1、SMZ 12 199.2 μg·kg^-1、TC 646.1 μg·kg^-1、OTC 967.6 μg·kg^-1）>黄褐土（SM₂ 12 598.1 μg·kg^-1、SMZ 11 678.5 μg·kg^-1、TC463.5 μg·kg^-1、OTC 663.8 μg·kg^-1）>砂姜黑土（SM₂ 9 510.4 μg·kg^-1、SMZ 3 666.9 μg·kg^-1、TC 58.8 μg·kg^-1、OTC 90.5 μg·kg^-1）,土壤pH和有机质含量是影响青菜从土壤中累积抗生素的重要因素;在同类土壤中,青菜对不同抗生素的累积顺序为SM₂>SMZ>OTC>TC,导致青菜对不同抗生素累积差异的原因,除了土壤对四环素类抗生素（TCs）的吸附能力强于磺胺类抗生素（SAs）外,还与不同抗生素的理化性质（分子结构、形态）有关。青菜能吸收土壤中的抗生素,在移栽后第10天青菜中抗生素的含量最高,青菜易从酸性土壤（红壤）中吸收抗生素,中性土壤（黄褐土）次之,碱性土壤（砂姜黑土）最低,且青菜对SAs的累积能力强于TCs,土壤中抗生素的初始含量越高,青菜中抗生素的含量也越高。     

镉污染耕地大豆安全生产模式的探究

为探索大豆在我国南方镉（Cd）污染耕地上安全可行的种植模式,本研究通过低积累品种筛选,结合钝化剂施用,在镉污染安全利用区[土壤总镉含量为（0.49±0.04）mg·kg^-1,pH为6.31]开展田间试验。结果表明：各品种大豆籽粒镉含量均未超过国家限量标准,其中浙农6号、浙鲜9号、浙鲜12号和浙鲜19号具有镉低积累性状。将上述4个品种在镉污染严格管控区[土壤总镉含量为（1.69±0.25）mg·kg^-1,pH为4.65]开展不同钝化剂施用量对大豆镉积累能力影响试验,发现1 500 kg·hm^-2钝化剂施用下,4个品种大豆籽粒镉含量下降30.4%~79.0%,其中浙鲜9号、浙鲜12号籽粒镉含量降至0.13 mg·kg^-1,符合国家食品安全限量标准（0.2mg·kg^-1）。3 000 kg·hm^-2钝化剂施用量下大豆籽粒镉积累能力与1 500 kg·hm^-2无显著差异。1 500 kg·hm^-2钝化剂处理分别使浙农6号、浙鲜9号和浙鲜12号的产量提高了14.7%、16.7%、16.1%。研究表明,施用1 500 kg·hm^-2钝化剂可使浙鲜9号与浙鲜12号大豆籽粒中镉含量降低至国家食品安全限量标准内。     

硫对镉胁迫下小白菜镉富集、光合速率等生理特性的影响

以小白菜品种"七宝青"为材料,采用盆栽试验,研究外施硫(50 mg·kg^-1)对不同镉(Cd)处理水平(0、5、25、50、100 mg·kg^-1>)下小白菜生长、Cd吸收转运、光合特性及渗透调节物质含量的影响。结果显示,与单一Cd处理相比,5.25 mg·kg^-1 Cd处理水平下,外施硫显著促进了小白菜的生长,其株高分别增加了11.14%和21.16%,地上部干重分别增加了22.55%和19.90%,根部干重分别增加了27.83%和20.29%,叶绿素含量分别增加了11.81%和15.13%。外施硫降低了小白菜Cd的转运系数(TF)和地上部生物富集系数(BCF),提高了根部BCF。25 mg·kg^-1 Cd处理水平下,外施硫小白菜地上部Cd含量显著降低了24.82%,根部Cd含量显著增加了23.94%,TF值最小。5.25 mg·kg^-1 Cd处理水平下,外施硫能够明显缓解Cd胁迫对小白菜叶片光合作用的抑制,其净光合速率(Pn)分别增加了13.15%和15.22%,气孔导度(Gs)分别增加了13.81%和15.42%。25 mg·kg^-1 Cd处理水平下,外施硫小白菜叶片可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸及抗坏血酸含量分别增加了20.82%、23.34%、26.79%和25.72%。研究结果表明,在25 mg·kg^-1 Cd处理水平下,外施50 mg·kg^-1硫显著减少了Cd从根部向地上部转移,降低小白菜地上部Cd含量,提高Cd胁迫下小白菜叶片的光合强度以及渗透调节物质的含量,对小白菜Cd毒害的缓解效应最为显著。     

生物炭与氮肥配施对高粱生长及镉吸收的影响

为探讨生物炭与氮肥配施对高粱生长及镉(Cd)吸收的影响,采用盆栽试验,研究了在中、轻度Cd污染土壤(以YB1、YB2表示)上分别进行0、2%和5%3个生物炭用量(以B0、B2、B5表示)配施0、200、500 mg·kg~(-1)3个施氮水平(以N0、N200、N500表示)对土壤理化性质、有效Cd含量、高粱光合特性及其Cd吸收的影响。结果表明:两种土壤上,增加生物炭用量能提高土壤pH和有机质含量,并在5%添加量时显著降低土壤CaCl_2-Cd含量;氮肥水平仅在YB1土壤上显著影响土壤CaCl_2-Cd含量。YB1土壤上,氮肥水平对高粱净光合速率、气孔导度和蒸腾速率有显著影响,均有随施氮量增加而增加的趋势;而高粱地上部Cd含量与CaCl_2-Cd含量显著正相关,在B5N0处理中最低(3.87 mg·kg~(-1)),B0N200处理中最高(6.79 mg·kg~(-1))。YB2土壤上,生物炭用量对高粱净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率均有极显著影响,气孔导度和蒸腾速率有随生物炭用量增加而降低的趋势;高粱地上部Cd含量与气孔导度、蒸腾速率显著正相关,与生物量显著负相关,在B2N500处理中最低(3.79 mg·kg~(-1)),B0N0处理中最高(5.32 mg·kg~(-1))。研究表明,生物炭与氮肥配施能影响土壤理化性质、高粱光合特性和生长等因素,进而影响高粱地上部对Cd的吸收,不同土壤条件下影响高粱地上部Cd吸收的主要因素存在差异。     

镉砷污染土壤钝化剂配方优化及效果研究

为筛选出适宜镉砷污染土壤的复合钝化剂,采用D-最优混料设计方法,研究铁改性生物炭、酸改性海泡石和酸改性蛭石钝化土壤Cd和As的最优复配配方。结果表明:经FeCl3改性后的生物炭对As的吸附能力增加,对Cd的吸附能力降低;经酸改性后的海泡石和蛭石对Cd的吸附能力不变,对As的吸附能力增强。铁改性生物炭、酸改性海泡石和酸改性蛭石复配能有效降低土壤有效态Cd和As含量,活性态Cd主要向残渣态转化,活性态As主要向有机结合态和残渣态转化,Cd和As生物有效性降低。采用Design Expert统计软件分析数据,通过建立回归方程及多目标优化分析,获得复配钝化剂的配比为铁改性生物炭26.97%、酸改性海泡石23.49%和酸改性蛭石49.54%,经验证实验,施用优化配方后的土壤有效态Cd和As含量分别为0.97 mg·kg-1和0.26 mg·kg-1,与预测值接近。研究表明,铁改性生物炭、酸改性海泡石和酸改性蛭石复配能有效降低土壤Cd和As的生物有效性。     

脯氨酸缓解酸性土壤上小白菜铝毒胁迫的效应及其潜在机制

为了研究不同浓度外源脯氨酸(Pro)对酸性土壤上小白菜铝(Al)毒胁迫的效应及其潜在机制,以小白菜为试验材料,通过酸性土壤盆栽试验,利用不同浓度外源Pro,设置T_1(0 mmol·L~(-1)Al+0 mmol·L~(-1)外源Pro)、T_2(27 mg·kg~(-1)Al+0 mmol·L~(-1)外源Pro)、T_3(27 mg·kg~(-1)Al+10 mmol·L~(-1)外源Pro)、T_4(27 mg·kg~(-1)Al+20 mmol·L~(-1)外源Pro)、T_5(27 mg·kg~(-1)Al+50 mmol·L~(-1)外源Pro)共5个处理,对小白菜生理特性和土壤性质进行研究。结果表明:与T_1相比,Al胁迫下小白菜的产量、抗氧化酶活性以及土壤pH值明显降低,其中,产量降低了约10.6%,土壤pH值降低了0.75个单位;此外,叶片丙二醛和Al含量以及土壤活性Al总量明显升高,其中,小白菜叶片Al含量和土壤活性Al含量分别增加了24.3%和15.3%,对小白菜产生明显胁迫作用,抑制其生长;相对于Al处理,施用不同浓度外源Pro可以明显增加小白菜产量,T_3、T_4和T_5分别增加了29.3%、38.4%和65.2%,抗氧化酶活性也显著提高,而叶片丙二醛和Al含量以及土壤活性Al含量显著降低,T_3、T_4和T_5叶片Al含量分别降低了20.4%、45.6%和49.8%,说明不同浓度外源Pro均能缓解Al对小白菜的胁迫作用。研究表明,外源Pro可缓解Al对小白菜胁迫作用,且缓解效果为T_5T_4T_3,50 mmol·L~(-1)外源Pro缓解效果较好。     

生物炭对水稻根际微域土壤Cd生物有效性及水稻Cd含量的影响

采用根际箱培养的方式,研究了在Cd污染土壤中施用生物炭对根际和非根际土壤pH值、Cd生物有效性及Cd在水稻植株不同部位累积量的影响。结果表明:土壤pH值随着输入生物炭比例增加有上升趋势。在不同用量生物炭添加下,根际和非根际土壤Cd有效态含量均有下降,其中,根际土壤在中用量(50 g·kg~(-1))生物炭处理下降幅最大,达13.9%;非根际第一、二层土壤在高用量(100 g·kg~(-1))生物炭处理下达显著差异(P0.05),分别下降了27.4%和22.9%,而第三层土壤Cd有效态含量在中用量(50 g·kg~(-1))处理下效果最明显,下降了29.2%。施加生物炭均降低水稻各部位Cd含量,且与对照相比,水稻根和糙米中Cd的含量在中用量(50g·kg~(-1))生物炭处理下达显著性差异(P0.05),分别下降了49.8%和81.2%;茎叶和稻壳分别在高用量(100 g·kg~(-1))和中用量(50 g·kg~(-1))处理下降幅最大,分别下降了28.2%和47.1%。由此可见,在Cd污染土壤中添加一定量的生物炭能提高土壤的pH值,降低土壤中Cd的生物有效性并抑制水稻对Cd的吸收。     

长期施肥对土壤重金属积累和有效性的影响

以红壤稻田和红壤旱地长期定位施肥试验土壤为材料,对长期施肥后土壤Cu、Zn、Pb和Cd的含量及其有效性进行了研究,旨在为常规农业管理条件下农田重金属污染提供更多可靠及有用信息。结果表明:红壤稻田土壤Cu、Zn、Pb含量分别为27.2~34.4、83.8~96.1、41.0~62.0 mg·kg~(-1),不同施肥处理土壤Cu、Zn、Pb含量均未超过土壤环境质量二级标准;土壤Cd含量为0.49~1.04mg·kg~(-1),Cd含量均超过土壤环境二级标准。红壤旱地土壤Cu、Zn、Pb全量范围分别为34.6~88.3、79.4~173.7、56.7~81.1 mg·kg~(-1),其中施加有机肥处理的土壤Cu超过土壤环境二级标准,Cd为0.14~1.35 mg·kg~(-1),超标率为42.9%。通过红壤稻田和旱地各处理土壤Cd有效性比较,施用猪粪旱地(33.8%)高于稻田(23.9%),而施用化肥旱地土壤Cd有效性最高处理(NP 14.8%)低于稻田最低处理(NPK 31.2%)。从红壤稻田和红壤旱地长期施肥试验结果看出:长期施用化肥和稻草还田未见明显的重金属积累,但施用猪粪处理的土壤中Cd有显著积累。红壤稻田施用Ca肥可明显降低土壤Cd的有效性;施用猪粪在增加土壤Cd全量的同时,也提高了旱地红壤Cd的有效性。     

我国设施菜田土壤重金属含量特征与影响因素

为调查我国设施菜田土壤重金属污染状况,探讨种植年限、土壤有机碳及全氮等因素对设施菜田土壤重金属含量的影响,以我国设施菜田土壤为研究对象,通过文献查阅和土壤样品采集两种方式,在全国和黄淮海与环渤海设施蔬菜主产区,分别获取土壤401组/233组和548个/310个样本点数据,利用数理统计、相关性及多元统计分析等方法定量描述了我国设施菜田土壤重金属积累及污染特征,并进行了土壤重金属污染影响因素分析。结果分析表明:在全国范围内,文献资料中的设施菜田土壤Cd、Pb、As、Cr、Hg、Cu、Zn、Ni平均含量分别为0.32、24.9、8.45、83.6、0.05、29.9、70.7、27.4mg kg-1,超标率排序为Cd(30.5%)>Cu(9.8%)>C(r7.2%)>Zn(4.8%)>Pb(4.7%)>As(3.7%),在采集的设施菜田土壤样品中,八种重金属平均含量分别为0.13、21.9、6.48、41.9、0.09、23.6、72.1、21.4 mg kg-1,超标率排序为Cd(5.3%)>Cu(1.8%)>As(1.6%)>Zn(0.9%)>Pb(0.6%)>Cr(0.6%)。在黄淮海与环渤海设施蔬菜主产区,文献资料中的设施菜田土壤Cd、Pb、As、Cr、Hg、Cu、Zn、Ni平均含量分别为0.30、25.9、8.56、67.1、0.08、33.3、79.1、32.5 mg kg-1,超标率排序为Cd(25%)>Cu(10.4%)>C(r9.9%)>Pb(6.3%)>Zn(2.2%)>As(2.1%),在采集的设施菜田土壤样品中,八种重金属平均含量分别为0.13、22.8、5.93、43.5、0.08、23.1、69.3、19.4mg kg-1,超标率排序为Cd(3.1%)>Cu(2.1%)>Cr(2.0%)>As(1.2%)>Pb(0.6%)>Zn(0.5%)。而Hg、Ni基本都不超标。随种植时间的延长,设施菜田土壤中Cd、As、Cu、Zn含量呈逐步累积状态,文献来源的土壤Cd在种植21~25年(3.60mg kg-1),土壤Cu、Zn含量在26~30年(80.3mg kg-1和180mg kg-1)达到最高值;在采集的土壤样品中,Cd含量分别在种植16~20年(0.19mg kg-1)、As、Cu、Zn在21~25年(16.0、53.6mg kg-1和131mg kg-1)达到最高值。相关性分析表明,设施菜田土壤Cd含量与有机碳呈显著正相关,Cu、Zn含量与有机碳、全氮、速效磷、速效钾呈显著正相关,结合肥料中重金属含量进一步验证了磷肥和粪肥投入是设施菜田土壤重金属的重要来源。因此,为保证土壤环境及蔬菜质量安全,应注重肥料等污染源的控制。     

两种AMF对巨菌草根际土壤Cd生物可利用性以及Cd积累的影响

利用盆栽巨菌草(Pennisetum sp.)实验,研究了不同土壤镉(Cd)浓度(T0:空白;T1:5 mg·kg~(-1);T2:10 mg·kg~(-1);T3:15 mg·kg~(-1))条件下,接种两种丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)[摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae,Fm)和根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices,Ri)]后土壤中Cd的生物有效性、巨菌草生物量、巨菌草Cd积累量等的变化。结果表明:与不施加菌剂(CK)相比,接种AMF显著降低了土壤中Cd的生物可利用性,在5、10、15 mg·kg~(-1)处理下,接种Fm和Ri后可交换态Cd分别降低了18.65%、20.51%、6.53%和12.54%、16.64%、6.66%;在10、15 mg·kg~(-1)处理下,接种Fm和Ri,植物地上部分生物量分别增加了20.98%、36.94%和36.54%、43.88%,地下部分生物量增加了14.31%、21.79%和25.78%、12.83%。接种AMF显著提高了巨菌草对Cd的吸收能力,其中在5 mg·kg~(-1)处理下接种Ri,巨菌草的重金属富集系数(BCF)最高,达到0.77,由于植物地上、地下部分Cd的含量均增加,巨菌草的Cd转移系数(TF)并没有显著变化。     

外源有机酸对土壤pH值、酶活性和Cd迁移转化的影响

为了筛选植物修复土壤Cd污染适宜的外源有机酸,采用盆栽试验,在温室内以油菜为试验材料,在模拟重度Cd污染的土壤(原土Cd含量为0.838 mg·kg~(-1),人工喷洒CdCl_2水溶液,制备成Cd含量为4.838 mg·kg~(-1)的试验土)中加入5种有机酸:乙酸、草酸、柠檬酸、苹果酸和酒石酸,设置6个浓度:1、2、3、4、5、6 mmol·kg~(-1),以不加有机酸为对照(CK),测定了油菜收获时的土壤pH值、酶活性和油菜干物质量以及Cd累积量,并分析了土壤理化指标与土壤Cd形态之间的关系。结果表明:1、3、4、5、6 mmol·kg~(-1)乙酸处理,4、5、6 mmol·kg~(-1)柠檬酸处理,3 mmol·kg~(-1)苹果酸处理,3、6 mmol·kg~(-1)酒石酸处理可显著增大土壤pH值(P0.05),草酸处理pH值与CK差异不显著;但施加有机酸对土壤酶活性的影响不明显。1、4、6 mmol·kg~(-1)乙酸处理显著提高了油菜地上部干物质量,1、6 mmol·kg~(-1)乙酸处理根干物质量较CK增加了1倍以上,差异显著(P0.05),4、6 mmol·kg~(-1)苹果酸处理根干物质量较CK显著增加了77.13%和88.30%(P0.05),其余处理与CK差异不显著。1 mmol·kg~(-1)乙酸处理地上部Cd累积量较CK增加了51.52%,2mmol·kg~(-1)草酸处理根系Cd累积量较CK增加了1.58倍,1 mmol·kg~(-1)柠檬酸处理地上部+根系Cd吸收总量高于CK,差异均显著(P0.05);增加苹果酸量有利于提高根系Cd吸收总量,1、2 mmol·kg~(-1)酒石酸处理也提高了根系Cd累积量,但与CK差异均不显著(P0.05)。施加乙酸时,土壤pH值与铁锰氧化物结合态Cd和土壤总Cd显著负相关,施加柠檬酸时,土壤pH值与碳酸盐结合态Cd和试验结束时土壤中的总Cd量显著正相关,施加苹果酸时土壤pH值与可交换态Cd显著正相关,其余处理土壤pH值与Cd形态相关性不显著。在碱性土上种植油菜,施加5种有机酸均会增大收获时土壤的pH值,且不同有机酸施加量对土壤Cd形态的影响不同。5种有机酸中乙酸最有利于提高油菜干物质量和油菜Cd累积量。     

土壤性质对烟叶中铅、镉含量的影响及预测模型研究

在湖南某植烟区采集代表性的土壤和烟叶样品112个,测定了土壤理化性质和样品的铅、镉含量,并通过相关性和回归分析来研究烟叶铅、镉含量与土壤因子关系。结果表明:研究区土壤Pb、Cd全量平均值为40.91、0.37 mg·kg~(-1),Pb、Cd有效态平均值分别为10.71、0.23 mg·kg~(-1),烟叶Pb、Cd含量分别为3.86、7.55 mg·kg~(-1);烟叶Pb、Cd的富集系数分别为0.094和19.84,对比富集系数可知,植烟区烟叶镉的健康风险要大于铅。相关性分析表明:烟叶中Pb与土壤Pb全量、Pb有效态含量呈正相关,与p H值呈负相关;烟叶Cd与土壤Cd全量、Cd有效态含量、有机质含量和氯离子量呈正相关,与p H值负相关。通过数据逐步回归得到的方程为lg Ytobac-Pb=0.806lg Xsoil Pb-0.314p H-0.020(R2=0.499)、lg Ytobac-Cd=0.877Xsoil Cd-0.302p H+0.465lg XOM+1.632(R2=0.561),回归方程对烟叶中Pb、Cd的预测达到极显著水平。