新乡市大棚菜田土壤重金属积累特征及污染评价

采用微波消解-ICP-AES技术,测定不同种植年限大棚菜田土壤样品中As、Pb、Zn、Cd、Cr、Mn、Ni、Cu等重金属的含量,研究不同种植年限与大棚菜田土壤重金属累积的相关性以及大棚菜田土壤重金属累积特征,并利用地积累指数法进行污染评价。结果表明:大棚菜田土壤重金属Zn、Pb、Ni、Mn和Cu的含量与种植年限具有极显著相关性;大棚菜田土壤中重金属Cd和Cr的含量与种植年限不相关。重金属元素间相关性分析表明,Zn与Pb、Cd、Ni、Mn、Cr、Cu,Pb与Cd、Ni、Mn、Cr、Cu,Cd与Ni、Mn、Cr,Ni与Mn、Cr、Cu,Mn与Cr、Cu具有污染同源性,Cu与Cd、Cr不具有污染同源性。地积累指数法污染评价结果显示Cd的污染等级达到了6级,已构成了极严重污染;Zn和Cu的污染等级达到2级,已构成了中度污染;Pb、Mn的污染等级达到1级,已经构成了轻~中度污染;As、Ni、Cr均未构成污染。     

植被恢复模式对土壤重金属质量分数和土壤酶活性的影响——以山东省淄博市四宝山破坏山体为例

矿产资源开采造成了严重的重金属污染,为选择合理植被恢复模式以修复土壤重金属污染,以淄博市四宝山破坏山体不同植被恢复模式为对象,测定土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾质量分数,pH值等主要化学性质,土壤多酚氧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、脲酶活性和Cu、Zn、Cd等7种重金属质量分数,分析不同植被恢复模式对土壤重金属质量分数及土壤酶活性的影响.结果表明:1)实验区土壤中重金属Zn轻度污染,Cu和Cd重度污染,其他重金属均不构成污染;2)各人工植被恢复模式土壤重金属质量分数均低于灌草丛的,其中黑松林对土壤Cu、Cd的修复效果最好,侧柏林对土壤Zn的修复效果最好;3)土壤重金属全量在垂直分布上规律复杂,有效量均表现为下层高于上层,土壤有效Cu、有效Zn、有效Cd下层比上层依次高9.24％～18.94％、0.97％～20.09％和5.48％～35.51％;4)在影响土壤酶活性的各种因素中,破坏山体土壤重金属有效量与土壤化学性质的影响最为明显,处于同等重要的地位.本研究发现,Cu、Zn、Cd均对4种土壤酶活性表现出了抑制作用,建议用土壤多酚氧化酶、过氧化氢酶、脲酶活性作为破坏山体土壤重金属Cu污染的评价指标.     

连作Ⅰ-107杨树无性系苗圃地的土壤酶活性特征

 为给苗圃地经营和防止地力衰退提供理论依据,以Ⅰ107杨树无性系为试材,研究苗圃地连作育苗对土壤酶活性的影响,并分析土壤酶之间、土壤酶与土壤养分和土壤微生物之间的相关关系。研究结果表明:随着育苗代数的增加,苗圃地土壤酶活性除多酚氧化酶外均呈现出下降趋势,在垂直土壤剖面上,脲酶、过氧化氢酶、过氧化物酶活性均随着土层的加深而降低,多酚氧化酶活性则表现出先增加后减小的趋势。除多酚氧化酶之外,其余3种酶活性之间均呈正相关关系,多酚氧化酶与其他3种酶之间则呈负相关。苗圃地土壤中的有机质、土壤速效N、P、K和微量元素Cu的含量,也随着育苗代数的增加而降低。连作苗圃地土壤脲酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性,与土壤基础肥力有机质、速效N、P、K的相关性,均达到显著或极显著的水平,脲酶和过氧化氢酶活性与微量元素Cu的相关性,也达到显著水平,多酚氧化酶活性与土壤各营养元素含量,呈负相关。随着育苗代数的增加,表层(0～20cm)土壤中各类微生物的数量均呈下降趋势,并且脲酶与放线菌、过氧化氢酶与细菌、放线菌、微生物总量、过氧化物酶与真菌之间的相关性达显著水平,过氧化氢酶与真菌、过氧化物酶与细菌、微生物总量之间的相关性达极显著水平,多酚氧化酶与各类微生物数量之间是负相关关系。     

种植年限对樱桃园土壤养分和酶活性的影响

为了探明天水地区长期种植果树对果园土壤肥力的影响,应用时空互代法,对不同种植年限的樱桃果园土壤养分和酶活性进行了研究。结果表明,随着种植年限的增加,土壤养分和酶活性(除多酚氧化酶)均可用二次函数进行拟合。不同种植年限间土壤养分含量和酶活性差异显著。土壤有机质、速效磷、脲酶、碱性磷酸酶和纤维素酶活性与种植年限之间存在显著或极显著相关关系。通过相关分析和通径分析发现,土壤酶活性与土壤养分之间呈显著或极显著相关关系。     

温室土壤剖面养分特征及重金属含量演变趋势研究

对沈阳市郊不同种植年限温室土壤速效氮、磷、钾剖面特征及重金属Cu、Zn、Cd、Pb含量调查表明,随温室种植年限的增加,速效氮、速效磷含量在整个剖面内显著增加,与种植年限呈极显著正相关,速效钾含量增幅较小,说明温室N、P、K肥施用不均衡;重金属Cu、Zn、Pb含量随温室种植年限的增加有一定增加,Cd含量则随种植年限增加变化较小。农田及温室重金属含量较土壤背景值有一定程度增加,但均未超过国家土壤环境质量标准,尚未形成污染。     

不同树龄茶树根际土壤酶活性的变化分析

以不同种植年限黄金桂茶树根际土壤为研究对象,分析茶树树龄对土壤酶活性的影响。结果表明,茶树根际土壤中与养分循环相关的酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性随着茶树树龄的增加而上升,且与茶树树龄呈显著正相关,中性磷酸酶、碱性磷酸酶则相反;茶树根际土壤中与抗性相关的多酚氧化酶活性随着茶树树龄的增加而上升且与茶树树龄呈显著正相关,而过氧化物酶、过氧化氢酶、脱氢酶活性则呈下降趋势,与茶树树龄呈显著负相关。土壤酶对茶树树龄的敏感性分析结果表明,不同土壤酶响应茶树树龄变化的趋势为过氧化氢酶脲酶脱氢酶蔗糖酶过氧化物酶多酚氧化酶酸性磷酸酶中性磷酸酶碱性磷酸酶。可见,在茶树生产管理过程中应适当提高磷肥的施用量,老茶树应当加强土壤松耕,以提高土壤中抗性酶活性。     

不同种植年限下山银花产地土壤及花蕾重金属污染特征

以喀斯特山区不同种植年限山银花及其产地土壤为研究对象,并以附近荒地土壤作为对照,通过野外调查和室内分析,测定了绥阳县不同种植年限土壤和山银花的重金属含量,并应用单因子污染指数和综合污染指数法,对土壤和山银花中重金属含量进行评价分析。明确了不同种植年限山银花及其产地土壤重金属含量水平,揭示了种植年限对土壤中重金属含量的影响及土壤重金属污染的程度,分析了土壤中Cr,Cd,As,Pb,Hg和Cu与花蕾6种重金属元素的相关关系。结果表明:随着种植年限的增加,土壤中Cu,Cr,Cd和As含量均有不同程度的增加,Hg变化不明显,Pb含量降低,总体综合污染指数为0.72,处于警戒线等级;山银花重金属平均含量和污染指数随种植年限的增加而增加,但均未超标,处于安全等级和警戒线等级;土壤中Cr,Cu,As之间存在极显著正相关性,Pb与Cr,Cu,As均存在显著负相关性,土壤中Cu,Cr,Cd和As与山银花中6种重金属元素均存在显著或极显著的正相关性,土壤中Hg和Pb与花蕾中各重金属元素存在不同程度的负相关性。本项研究对于了解种植山银花对土壤环境的效应、防控产地土壤重金属污染、保障山银花品质,具有重要的意义。     

山东海阳地区番茄大棚土壤重金属元素分布特征

对山东省海阳地区150个不同种植年限的番茄大棚土壤重金属元素的分布特征进行了调查研究.结果表明,该地区番茄大棚土壤Fe、Zn、Cu、Mn含量平均值为18 874、80.1、27.7、467.5 mg/kg,变异系数26.7％ ～ 39.2％,具有一定的空间变异性.该地区番茄大棚土壤Cu和Zn元素含量在种植年限为1～ 10年间逐年增加,而在种植年限11 ～ 17年间呈降低的趋势,番茄大棚土壤Cu和Zn元素含量随种植年限变化的规律与大棚土壤施肥量以及土壤pH的变化有关;随着蔬菜温室使用年限的增加,土壤Mn含量有逐年降低的趋势,Fe元素含量变化趋势不明显.     

Cu Cd Pb Zn对酸性耕作土壤3种酶活性的影响

采用添加外源重金属和室内培养的方法,研究了Cu、Cd、Pb、Zn对1个酸性耕作土壤中脲酶、蛋白酶和过氧化物酶活性的影响。Cu添加浓度为50、100、200、400、600mg·kg^-1,Cd添加浓度为1、5、10、15、20mg·kg^-1,Pb添加浓度为100、300、500、800、1200mg·kg^-1,Zn添加浓度为50、100、200、400、800mg·kg^-1。结果表明,Cu、Cd、Pb、Zn对脲酶以抑制作用为主,4种重金属对酶毒性大小依次为Cu〉Cd〉Zn≥Pb,但在培养末期抑制作用都趋于减弱。Ph、Cu、Cd、Zn在前17d的培养中使蛋白酶酶活性急剧降低,以后蛋白酶活性维持在此较低水平上。短时间内（3d）Zn对过氧化物酶具有强烈的抑制作用,但总体看来4种重金属对过氧化物酶活性的影响均较小。上述结果表明,脲酶对农田土壤Cu污染具有指示作用,蛋白酶对农田土壤4种重金属污染都具有指示作用,过氧化物酶仅对土壤Zn的短期污染具有指示作用。     

黄河三角洲不同退化程度人工刺槐林土壤酶活性、养分和微生物相关性研究

由人为及自然多种因素的影响造成很多地区人工林地出现衰退现象。本研究选择黄河三角洲不同退化程度的刺槐人工林,对林地土壤酶、养分和微生物及其相关性进行了研究,探讨人工刺槐林退化的原因。结果表明:随着人工刺槐林退化程度加重,土壤脲酶、多酚氧化酶和过氧化物酶活性下降;过氧化氢酶活性则先上升,重度退化林地下降。脲酶与多酚氧化酶和过氧化物酶活性显著相关,过氧化物酶与多酚氧化酶活性显著相关,其他酶之间相关性不显著。土壤养分与土壤酶的变化趋势基本一致,随着林分退化程度加重,有机质、全氮、碱解氮、速效磷含量均呈下降趋势;土壤pH、含盐量随着林分退化程度加重与土壤深度增加而上升,与土壤酶活性的变化趋势相反。土壤酶特别是脲酶活性与土壤养分显著正相关性,与土壤pH和含盐量呈显著负相关。不同退化程度的人工刺槐林地土壤细菌数量最多;真菌和放线菌与细菌变化趋势各不相同,随着退化程度的增加,细菌平均数量表现为未退化>轻度退化>中度退化>重度退化,真菌数量为轻度退化>未退化>中度退化>重度退化,放线菌数量为中度退化>轻度退化>未退化>重度退化。脲酶与细菌、真菌和放线菌数量显著相关,细菌与除过氧化氢酶外的土壤酶活性显著相关,其他酶活性与各类微生物数量相关性不显著。     

农业废弃物中重金属含量特征及农用风险评估

为了解江西省主要农业废弃物中重金属污染状况和评估其再利用产物农用的安全性,在江西省内采集了水稻秸秆、蔬菜废弃物、猪粪和牛粪等样品,对样品中铬、镍、铜、锌、砷、镉、汞和铅重金属含量进行了测定与风险评估。结果表明,动物性废弃物中重金属含量和超标率明显高于植物性废弃物,其中猪粪属于重度污染,牛粪为轻度污染,植物性废弃物尚处于安全水平。若以江西省农业废弃物为原料制成有机肥,并长期施用于设施菜地,猪粪有机肥施用8.4、15.3和23.9 a后土壤中Cu、Cd和Zn将陆续超标,牛粪有机肥施用23.3 a后土壤中Cu将超标,水稻秸秆、蔬菜废弃物有机肥施用约29a后土壤中Cd将超标,故农业废弃物有机肥须严格控制原料中重金属含量,其农用的长期安全性有待加强监测。     

包膜控释尿素对保护地菜地土壤肥力及酶活性的影响

为探讨包膜控释尿素施用条件下土壤酶活性及其与土壤肥力的关系，对种植黄瓜、番茄、辣椒等蔬菜的保护地菜地土壤酶活性以及土壤养分因子含量进行了测定和分析。结果表明，施用包膜控释尿素比普通尿素能明显提高土壤有机质、全氮、碱解氮、硝态氮、铵态氮、速效钾含量，降低了土壤速效磷含量；包膜控释尿素可增强土壤多酚氧化酶、磷酸酶、脲酶活性，这些酶活性与土壤养分之间具有极显著或显著的相关性，施用包膜控释尿素未增强过氧化氢酶、转化酶的活性，过氧化氢酶、转化酶与土壤养分因子相关性不明显。在评价土壤酶活性与土壤养分的关系方面要根据不同的作物作具体的分析。     

不同种植年限大棚菜田土壤水溶性盐分的变化特征

采集新乡市不同种植年限大棚菜田、露天菜田及大田土壤共计160个样品,调查分析水溶性盐总量、各盐分离子的变化及土壤pH值。结果表明,大棚土壤在连续种植不同年限后,水溶性盐总量上升幅度与种植年限呈极显著相关(r=0.92**);K+、Na+、Cl-、NO2-、NO3-、SO24-含量与种植年限呈正相关,而Ca2+、Mg2+、HCO3-含量变化与种植年限呈负相关;土壤pH值降低幅度与种植年限呈极显著相关;K+、Na+、Cl-、NO3-、SO42-的含量均与土壤水溶性盐总量呈极显著相关。新乡市大棚菜田土壤中Cl-、NO2-、NO3-含量与pH值变化存在极显著负相关;SO42-含量与pH值变化存在显著负相关;HCO3-与土壤pH值变化存在极显著正相关。新乡市大棚菜田阳离子以K+、Na+为主,阴离子主要以Cl-、NO2-、NO3-、SO42-为主;不同种植年限对大棚土壤盐渍化和酸化有极显著影响,K+、Na+、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-则是造成土壤盐渍化的重要原因,Cl-、NO2-、NO3-、SO42-是造成土壤酸化的重要原因。     

Long-term gravel–sand mulch affects soil physicochemical properties,microbial biomass and enzyme activities in the semi-arid Loess Plateau of North-western China

The use of gravel–sand mulch is a traditional water-conservation technique in the semi-arid Loess Plateau of North-western China. In this study, we investigated the 16-year effects of this mulch on soil physicochemical properties (total organic C, N and P; bulk density; Ca, Cu, Fe, Mg, Mn and Zn; soil texture; pH), microbial biomass C, N and P and enzymatic activities (peroxidase, dehydrogenase, invertase, β-glucosidase, alkaline phosphomonoesterase and urease) in a field trial in China's Gaolan County. We examined how these parameters changed after 7, 11 and 16 years of mulching. After 16 years, soil bulk density and sand content increased significantly. Soil Ca and Cu contents did not change significantly during the study period, but Fe, Mg, Mn and Zn contents all decreased significantly after 16 years. The total N increased significantly after 11 years, but total C and N both decreased dramatically and significantly after 16 years (by 22% and 13%, respectively, compared to the control). The mulch significantly increased microbial biomass C (by 29% after 11 years), with similar results for N and P, but these positive effects were lost after 16 years. Enzyme activities revealed changes in the soil microbial community over time; the mulch increased enzyme activities until 11 years, followed by a significant decrease that suggested degradation of soil quality after long-term mulching. The positive effects of the mulch (increasing soil temperature) could explain the high microbial biomass and enzyme activities after 11 years. However, long-term increases in soil bulk density and sand content (caused by mixing of the mulch layer with the surface soil) and a lack of inputs of organic matter (caused by the barrier created by the mulch layer) led to degradation of the soil after 16 years.     

不同利用年限蔬菜大棚土壤中微量元素含量的演变

本文主要研究蔬菜大棚土壤中微量元素含量随棚龄(利用年限)的变化情况。结果表明:除Mo外,在0～40cm内不同深度处微量元素的含量差异很小;露天大田改为蔬菜大棚后第1年,微量元素含量一般显著降低,然后显著升高,5年后达到一个相对稳定的阶段;除Mo之外,微量元素含量之间均或多或少地呈现出一定的线性相关;大量施用家禽粪便和复合肥可能是蔬菜大棚土壤中微量元素含量增加的主要来源,但尚未引起土壤污染;土壤缺Mo严重,在施肥中应予适当的考虑。     

淮南煤矿复垦区土壤重金属含量分布及潜在生态风险评价

以淮南矿区煤矸石充填复垦地为研究对象,对该复垦区不同土地利用方式(小麦地、桃林、蔬菜大棚、油菜地)下土壤Cd,Zn,As,Ni,Cu,Pb,Cr,Mn共8种重金属含量进行了分析和评价。结果表明,相对土壤背景值,该复垦区土壤中Zn,Cr,Mn,As污染较为严重相对未复垦区,复垦区土壤中的Zn,Cd,As分别是未复垦区的4.38,2.57和2.20倍,具有明显的累积现象。不同土地利用方式土壤重金属含量差异较大,小麦地和桃林地的Zn,Cd,As含量远大于油菜地和蔬菜大棚,Cr含量则表现为桃林地、蔬菜地远大于小麦地和油菜地,Ni,Cu,Mn,Pb在4种土地利用类型下的差异不显著。土地利用方式、施肥以及受采矿活动的影响程度不同是导致土壤重金属含量差异的主要原因。淮南煤矿复垦土壤中各重金属的生态风险顺序为:Cd>Zn>As>Ni>Cu>Pb>Cr>Mn。Cd的潜在生态风险值最大(89.71),属于强生态风险,其余元素均为轻微风险。不同土地利用方式的风险顺序为:小麦地>桃林地>蔬菜大棚>油菜地。     

黄河三角洲退化刺槐林不同改造方式对土壤酶活性及理化性质的影响

采用野外典型抽样调查和室内分析测定相结合的方法,选取黄河三角洲重度退化刺槐林的4种改造方式,即棉田、白蜡林、白蜡+刺槐(混交林)、白蜡+棉花(农林间作),以未改造的重度退化刺槐林地作为对照,对改造5a后的土壤酶活性、土壤容重、孔隙度、盐碱状况及养分含量进行了测定分析。结果表明:(1)4种改造方式都不同程度地增加了土壤磷酸酶、脲酶活性,降低了多酚氧化酶活性。过氧化物酶虽有增加趋势,但差异不显著。多酚氧化酶和脲酶活性排序均为:混交林>白蜡林>农林间作>棉田;混交林、农林间作、白蜡林、棉田改造方式下的磷酸酶活性分别是对照的3.5,3.2,1.7,1.6倍。(2)改造林地的土壤容重、含盐量均表现降低趋势,其均值大小均表现为:混交林<农林间作<白蜡林<棉田,分别比对照下降14.5%,12.3%,9.0%,7.7%和35.3%,27.9%,13.2%,7.4%;总孔隙度表现为增大趋势,棉田、白蜡林改造方式表现出一定的增碱负效应。(3)改造后土壤养分增加显著,土壤有机质及有效N,P,K总体表现为混交林改造方式下最高,农林间作高于白蜡林,棉田波动较大。混交林和农林间作改造方式对土壤酶活性及理化性质的总体改善效果较好,建议作为重度退化刺槐林的主要改造方式进行推广。     

秸秆对根区土壤酶活性、无机氮及呼吸量的影响

采用田间小区试验和室内土壤培养相结合的方法,研究了秸秆对根区土壤酶活性、无机氮总量和呼吸量的影响。结果表明:秸秆的加入,使土壤脲酶活性和蔗糖酶活性升高,过氧化氢酶活性与秸秆加入量达显著差异,但其活性随培养时间的延长而逐渐降低;土壤多酚氧化酶活性与其它酶活性变化规律不同,大豆田土壤多酚氧化酶活性高于玉米田多酚氧化酶活性。土壤无机氮含量随培养时间的延长而增加,其中大豆田土壤加入秸秆后,处理间没有显著差异,而玉米田土壤差异显著。各处理间土壤呼吸总量与秸秆加入量均达差异显著水平,玉米田土壤高于大豆田土壤。相关性分析表明,玉米田土壤4种酶活性与无机氮和呼吸量均呈显著相关,而大豆田土壤脲酶、多酚氧化酶活性与土壤无机氮均呈极显著相关。因此,秸秆的加入可以促进土壤微生物的活动,提高了土壤酶活性、无机氮的含量及呼吸量。     

施肥方式对旱地土壤酶活性和养分含量的影响

为了明确不同施肥方式下旱地土壤酶活性与养分间的相互关系,以30年(1979-2008)肥料长期定位试验地为基础,研究了不同施肥方式下旱地小麦田耕层(0~20cm)土壤酶活性与养分的变化趋势及其相关性。结果表明,相比单施氮肥和氮磷配施,小麦秸秆与氮磷配施的土壤蔗糖酶、磷酸酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性以及土壤中全氮、全磷和有机质含量提高,但全钾含量降低。相关分析表明:土壤中的蔗糖酶活性与磷酸酶和过氧化物酶的活性,磷酸酶与过氧化物酶活性之间相关显著,相关系数依次为0.6747、0.5878、0.6414(n=9),其余酶活性之间相关不显著。土壤蔗糖酶、过氧化物酶活性与土壤全氮含量,土壤磷酸酶活性与土壤全磷和有机质含量高度正相关,相关系数分别为0.9969、0.9997、0.9998、0.9863(n=9);多酚氧化酶活性与土壤中的全磷和有机质含量密切负相关,相关系数分别为0.9945、0.9587(n=9),而蔗糖酶、磷酸酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性与土壤中的全钾含量相关性较低。