连续施用鸡猪废弃物堆肥对土壤和小麦铜锌积累的影响

为了从源头上控制农田土壤重金属污染,通过田间定位试验和室内分析测定相结合的方法,研究了连续7年施用鸡、猪废弃物堆肥对土壤和小麦重金属铜(Cu)、锌(Zn)积累及土壤Cu、Zn有效性的影响规律。结果表明,施用相同量的鸡粪土壤有效Cu占全Cu的比例低于猪粪,土壤有效Zn占全Zn的比例高于猪粪。除连续7年施用鸡粪45,60 t/hm2的处理土壤全Zn含量均超过国家土壤环境质量二级标准限值,其余施肥处理土壤Cu、Zn含量均未超标。与施用化肥(CK)相比,连续7年施用鸡粪60 t/hm2的处理小麦籽粒中Zn含量显著增加,为99. 72%,连续7年施用猪粪60 t/hm2的处理小麦籽粒中Cu含量显著增加,为29. 83%。通过分别对不同鸡粪和猪粪施用量与土壤Cu、Zn含量之间的关系用数学模型模拟,发现二者符合线性相关关系,且达到极显著相关。根据国家土壤环境质量标准规定的土壤Cu限值,推算出鸡粪、猪粪有机肥的安全施用量分别为2 386. 26,616. 10 t/hm2。当土壤Zn含量达到国家土壤环境质量标准限值时,推算出鸡粪、猪粪有机肥的安全用量分别为205. 18,993. 89 t/hm2。     

连续2年施用鸡粪有机肥对土壤和小麦锌积累的影响

为了安全合理地利用集约化养殖场的畜禽粪便有机肥,本研究通过田间小区定位试验,研究了连续2年施用高Zn的鸡粪有机肥对土壤和小麦植株Zn积累的影响。结果表明:高Zn鸡粪有机肥施用量为60 t/hm2连续施用2年后,土壤重金属Zn含量未超过国家二级标准300 mg/kg(p H7.5)。随着鸡粪有机肥施用量的增加,连续2年土壤全Zn、有效Zn含量和小麦籽粒Zn含量均趋于明显上升趋势。与第1年施用鸡粪有机肥相比,第2年施用鸡粪有机肥的处理土壤全Zn含量增加1.39%~70.79%,土壤有效Zn含量增加35.37%~66.25%。鸡粪施用量30 t/hm2时较施用化肥的处理小麦籽粒Zn含量差异达到显著水平。鸡粪施用量为60 t/hm2的处理,第2年比第1年施用有机肥小麦秸秆和籽粒Zn含量分别升高了14.75%和2.74%。随着土壤全Zn含量的增加,小麦籽粒Zn含量也趋于上升趋势。土壤全Zn与小麦籽粒Zn含量的关系呈显著的线性相关关系。土壤中全Zn的含量达到国家规定的二级土壤标准时,第1年和第2年施用鸡粪的小麦籽粒Zn含量分别为93.21 mg/kg和100.37 mg/kg。     

杭州市典型茶园土壤与茶叶中重金属的积累与来源分析

为了解杭州市茶园土壤与茶叶中重金属的污染状况及其重金属的可能污染来源,选择杭州市典型茶园20个,按区位与施肥的不同分为城郊-化肥、城郊-有机肥、山区-化肥和山区有机肥等4种类型,采集了0~15、45~60 cm分层土样及茶树新叶和老叶样品,分析土样和茶叶样品中Pb、Zn、Cu、Cd、Hg、Cr和Co等重金属含量。结果表明,研究土壤Pb、Zn、Cu、Cd、Hg、Cr和Co污染程度较轻,其含量均低于土壤环境质量二级标准。除老叶样中Pb有25%样品超标外,新叶及老叶的其他重金属元素都在限值以下。城郊区茶园土壤的Pb、Cd和Hg含量普遍高于山区茶园。施用化肥的茶园土壤Cd略高于施用有机肥的茶园,施有机肥的茶园土壤Hg略高于施用化肥的茶园。施用有机肥的茶园土壤Zn和Cu明显高于施化肥的茶园。施用有机肥可轻微提高茶园土壤中Cr的积累;土壤中Co的积累受人为影响较小。研究认为,研究区茶园土壤中重金属Pb、Cd和Hg的积累主要与大气沉降有关,而Zn和Cu的积累主要与有机肥料的施用有关。     

施用污泥堆肥对土壤和小麦重金属累积的影响

以小麦为供试作物,以施用化学肥料为对照,通过施用不同量的污泥堆肥和化肥配合,研究了污泥堆肥对土壤和小麦重金属累积的影响。结果表明:土壤中Zn、Cu、Cd、As、Hg等5种重金属含量随污泥堆肥用量的增加而增加;植株中Zn、As、Cr含量随污泥堆肥用量的增加而增加。各处理土壤中8种重金属Hg、Cd、Pb、As、Zn、Cu、Cr、Ni含量均未超出"GB15618—1995(《土壤环境质量标准》)"的二级标准。小麦籽粒中Hg、Cd、Pb含量未超出国家食品卫生标准的标准值,污泥用量18000kg/hm2时As含量超出标准值0.02mg/kg;微量元素Zn、Cu在秸秆中的含量小于籽粒中的含量,而其他重金属在秸秆中的含量是籽粒的2~40倍。由此推断,适量污泥堆肥农用短期内不会引起土壤重金属污染,也不会影响可食部分的食用,重复使用多年后应及时监测。     

施用猪粪对蔬菜生长及土壤抗生素、重金属含量的影响

为研究施用含有多种抗生素和重金属元素残留的猪粪有机肥对土壤和作物的影响，采用1年大田试验比较腐熟猪粪和新鲜猪粪对土壤中四环素类抗生素[四环素(TC)、土霉素(OTC)、金霉素(CTC)]、抗性菌和重金属(Cu、Cd、Ni、Pb、Zn、Cr)的残留量及对土壤抗性菌数量及蔬菜产量的影响。结果表明，水白菜、菜心、莴苣、青梗菜4种蔬菜新鲜猪粪处理（FPM处理）的产量较腐熟猪粪处理（CPM处理）分别增加了11.3%、3.2%、75.0%和6.8%，施用CPM 1年后的土壤anti-OTC和anti-TC比FPM高73.07%和40.89%，其anti-OTC抗性菌占细菌总数的比例分别比FPM和CK（不施用猪粪的对照处理）显著高163.10%和307.10%，anti-CTC显著高于对照52.3%。施用CPM和FPM的土壤四环素类抗生素TC、OTC、CTC含量及总量显著增加，土壤Cd、Cu、Zn含量分别较对照土壤增加52.7%、33.7%和29.8%(CPM)，8.7%、24.1%和16.9%(FPM)。土壤中Cd、Cu、Zn含量CPM>FPM>CK。施用猪粪会造成土壤中四环素和重金属的累积。     

短期施用不同粪源堆肥对果园土壤肥力与重金属积累的影响

为了解不同来源畜禽粪堆肥对土壤及农产品质量的影响,选择一般农户猪粪堆肥(低重金属堆肥)和规模化养殖场猪粪堆肥(高重金属堆肥)在桃园中进行为期3年的培肥田间小区试验,探讨了短期施用不同粪源有机肥对果园土壤肥力及土壤-果实中重金属积累的影响。试验设5个处理,分别为对照(常规化肥)及化肥配施一般农户猪粪堆肥、2倍一般农户猪粪堆肥、规模化养殖场猪粪堆肥和2倍规模化养殖场猪粪堆肥。结果表明:施用堆肥可轻微增加土壤p H,但与对照未达到显著差异;施用堆肥可改善土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾水平,与对照之间的差异随施用年限的增加而增加;在改善全氮、有效磷和速效钾方面,规模化养殖场猪粪堆肥比一般农户猪粪堆肥的效果更明显。试验3年后,施用2种猪粪源堆肥对土壤中Pb、Co、Ni和Hg积累均无明显的影响,但对Cu、Zn、Cd、As产生了不同程度的影响。其中,施用2倍一般农户猪粪堆肥和施用规模化养殖场猪粪堆肥显著增加了土壤中Cu和Zn的积累,施用2倍规模化养殖场猪粪堆肥显著增加了土壤中Cd和As的积累。所有处理的果实(桃子)中重金属均没有超标。但试验结果也表明,施用养殖场猪粪堆肥3年后,果实中Cu、Zn含量显著高于对照处理。研究认为,短期施用猪粪堆肥对果园土壤和果实中重金属污染风险较小。     

商品有机肥对作物产量及土壤与农产品中重金属积累的影响

选择蔬菜和水稻等2类农作物,进行了为期2年的7个田间试验,探讨了配施商品有机肥对蔬菜和粮食作物产量及土壤、农产品重金属积累的影响。研究结果表明:化肥配施商品有机肥可显著增加蔬菜的产量,但对水稻的增产效果较小。施用商品有机肥可增加土壤中Cr、Cu、Zn、Cd、Pb和As等重金属的积累,累积量因有机肥来源不同有所差异,并随施用量增加而增加。短期施用商品有机肥一般不会导致蔬菜和水稻等农产品中重金属的超标,但可增加蔬菜和水稻产品中Cu、Zn、Cd和Pb等重金属的含量。蔬菜地、油菜-晚稻种植模式和草莓-早稻种植模式下商品有机肥年推荐施用量分别为3750~7500、1500~3000、7500 kg/hm~2,作基肥一次施用。     

施用商品有机肥对作物产量及土壤与农产品中重金属积累的影响

选择蔬菜和水稻等2类农作物,进行了为期2年的7个田间试验,探讨了配施商品有机肥对蔬菜和粮食作物产量及土壤和农产品重金属积累的影响。结果表明,化肥配施商品有机肥可显著增加蔬菜的产量,但对水稻的增产效果较小。施用商品有机肥可增加土壤中Cr、Cu、Zn、Cd、Pb和As等重金属的积累,累积量因有机肥来源不同有所差异,并随施用量增加而增加。短期施用商品有机肥一般不会导致蔬菜和水稻等农产品中重金属的超标,但可增加蔬菜和水稻产品中Cu、Zn、Cd和Pb等重金属的含量。蔬菜地、油菜-晚稻种植模式和草莓-早稻种植模式下商品有机肥年推荐施用量分别为250～500、100-200和500 kg/亩,作基肥一次施用。     

不同有机肥对设施土壤全盐累积与pH值变化的影响

为了给有机肥在设施土壤中合理使用提供参考,采用田间小区试验,研究了鸡粪、猪粪、商品有机肥在不同季节对设施土壤盐分累积及pH值变化的影响。结果表明,设施土壤施用有机肥,土壤盐分含量也出现了不同程度的累积,但随着使用量的增大,累积量逐渐降低。与化肥处理相比,施用鸡粪土壤盐分累积量可降低9.22%~21.13%;猪粪可降低9.40%~27.59%;商品有机肥与化肥相比,降盐效果不明显,而且低量处理盐分累积量超过了化肥处理。季节不同,有机肥对土壤盐分影响大小也不同,鸡粪相同处理土壤含盐量夏季比冬季高出19.10%~64.18%;猪粪处理盐分含量也高出10.54%~59.92%,商品有机肥季节差异不大。设施土壤施用化肥降低了土壤pH值,施用鸡粪、猪粪能提高土壤pH值,避免土壤酸化,商品有机肥效果不明显。3种有机肥中鸡粪、猪粪对延缓土壤盐分累积速度,避免土壤酸化作用明显,可适当多施;商品有机肥效果欠佳,要视含盐量的高低,慎重施用。     

不同有机肥种类及用量对芹菜产量和品质的影响

通过田间试验研究了不同有机肥品种及其用量对芹菜产量和品质的影响。结果表明：油枯、鸡粪、猪粪3种有机肥均能改善芹菜的外观形态和生理活性,从而提高芹菜的产量和改善其品质。在提高芹菜产量方面,其影响程度为鸡粪>油枯>猪粪;在增加芹菜Vc和可溶性糖含量方面,其影响程度为：鸡粪>猪粪>油枯。有机肥还能显著降低芹菜茎硝酸盐含量,其影响程度表现为：鸡粪>猪粪>油枯,但油枯和鸡粪处理芹菜硝酸盐含量均随着施肥水平的上升而上升,而猪粪处理则随着施肥水平的上升而下降。施用有机肥后,芹菜未产生重金属污染,其叶片和茎重金属含量均低于国家卫生标准,但其Zn、Cu含量随猪粪施用量的增加而增加,由此推断长期大量施用猪粪可能会造成芹菜Cu、Zn元素的污染。     

城市污泥有机肥对马铃薯产量和品质及重金属吸收的影响

通过大田试验初步探讨了污泥有机肥对马铃薯的增产效应及其对马铃薯品质、重金属吸收的 影响。结果表明,在施化肥的基础上,施用污泥有机肥可显著提高马铃薯产量、等级和品质;施用污泥 有机肥的马铃薯薯块中Hg、As、Pb、Cd、Cr、Cu和Zn含量均在国家食品卫生标准范围内。     

城市污泥有机肥对马铃薯产量、品质及重金属吸收的影响

通过大田试验初步探讨了污泥有机肥对马铃薯的增产效应及其对马铃薯品质、重金属吸收的影响。结果表明,在施化肥的基础上,施用污泥有机肥可显著提高马铃薯产量、等级和品质;施用污泥有机肥的马铃薯薯块中Hg、As、Pb、Cd、Cr、Cu和Zn含量均在国家食品卫生标准范围内。     

禽粪有机肥对土壤主要养分和微量元素锌累积的影响

针对养殖业产生大量粪便的不合理处置以及对环境的不利影响现状,采用大田试验的方法开展了鸡粪和鸭粪的施用对土壤主要养分和微量元素锌累积的影响.结果表明,随着鸡粪和鸭粪有机肥施用量的增加,土壤有机质、全氮、全磷、全Zn含量均趋于明显上升趋势.低量鸡粪、鸭粪有机肥(15 t/hm2)分别与适量化肥配合即能保持小麦季耕层土壤速效...     

猪粪发酵沼液沼渣在豇豆种植中的应用及重金属积累研究

针对种养一体规模化循环农业园区,以豇豆为材料,研究了猪粪、沼渣为底肥和不同浓度沼液灌溉对豇豆品质、豇豆可食部分和土壤重金属积累的影响。结果表明:与清水灌溉对照相比,各处理豇豆可溶性糖和可溶性蛋白含量比对照显著增加;粗纤维含量比对照显著降低;硝酸盐含量增加,但未超标。当沼液浓度较大时,豇豆可食用部分重金属含量比对照略有增加,但低于国家标准(GB2762-2012)规定的含量;收获后土壤中Cu,As含量比种植前有所增加,增幅分别为1.5%~8.3%和2.2%~15.4%;Zn,Pb,Hg,Cd,Cr含量较种植前有所下降,其中Hg含量降幅最大,为11.1%~25.0%,其次为Cd含量,降幅为0~17.6%。收获后各处理土壤重金属含量都在国家标准(GB15618-2008)规定的土壤一级重金属含量阈值范围内。     

不同钝化材料对重金属污染土壤的钝化效果研究

土壤重金属污染已成为不容忽视的突出环境问题,筛选高效低成本的钝化材料十分迫切。选择有机肥、泥炭、沸石、硅藻土、石灰及不同材料的生物炭等钝化材料,采用室内模拟试验的方法,研究了不同材料不同添加用量的钝化剂对土壤中重金属Cu、Zn、Pb、Cd的钝化效果。结果表明：(1)石灰和沸石均能有效地降低地土壤中Cu、Pb和Zn浸提态含量,其中当石灰用量达到50g/kg时,Cu、Pb、Zn浸提态含量分别降低了61.75 %、25.57 %、38.45%;当沸石用量达到50g/kg时,土壤中Cu、Zn、Pb浸出态含量较对照处理分别降低了34.00 %、16.29 %和31.20%。(2)有机肥和泥炭能有效降低Pb 和Cu的浸出态含量,用量为50g/kg时,有机肥和泥炭对土壤中Pb和Cu的浸出量较对照分别减少了27.64%和33.58%。(3)锯木屑-生物炭和商品-生物炭用量达到50g/kg时,土壤中Cd浸出态含量较对照处理分别降低了21.46%和19.12%。     

重金属元素在玉米植株中分布研究

采用ICP等离子体法对黎塘岩溶区铁锰结核胁迫下的土壤和玉米不同器官进行了重金属含量分析,并对玉米不同器官富集系数以及与土壤重金属元素的相关性进行了分析。结果表明：（1）重金属元素As、Cd、Cr已对土壤构成了污染;（2）玉米各器官中As、Cd和Cr含量相对较低,Cu、Pb、Zn和Mn含量相对较高;不同器官对重金属的富集总量以叶最高,茎和种子相对较少;玉米根中Cd、Cr含量最高,茎中Pb含量最高,叶中As、Cu、Zn、Mn含量最高,而玉米茎中Zn、Mn含量最低,玉米种子中As、Cd、Cr、Cu、Pb含量最低;玉米植株对重金属元素的平均富集系数普遍较低,其值均低于1.000。（4）玉米根中Mn、Cr与土壤中Mn、Cr达到了显著正相关,茎中Mn与土壤中Mn达到了显著正相关,而玉米茎中Cd、Pb与土壤中Cd、Pb达到了显著负相关,叶中Pb与土壤中Pb达到了显著负相关,玉米种子中重金属元素与土壤中对应的重金属元素均没有达到显著相关,且相关性较低;重金属含量的分析可为当地农业种植提供方向,种植玉米是当地优先选择。     

有机肥替代化肥对水稻产量、土壤肥力及农田氮磷流失的影响

采用田间小区试验,研究不同种类有机肥替代化肥比例对水稻产量、土壤肥力及农田径流氮、磷流失的影响。研究结果表明：50%猪粪有机肥替代化肥处理水稻产量最高,可达10 439.66kg/hm ²,100%、30%、50%有机肥替代化肥处理水稻产量呈依次增加趋势,且猪粪有机肥替代化肥各处理水稻产量均高于秸秆有机肥替代化肥处理;有机肥能有效提高土壤肥力,100%有机肥替代化肥处理土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量最高;单施化肥处理总氮（TN）流失量和流失率最高,分别为9.43kg/hm ²和4.91%,随着有机肥施用比例的增加,稻季农田径流TN流失量和流失率逐渐下降,50%和30%有机肥替代化肥处理TN流失量和流失率较100%有机肥处理显著升高,但猪粪和秸秆有机肥替代化肥处理间差异不显著;100%秸秆和猪粪有机肥处理总磷（TP）流失量和流失率最高,TP流失量分别为1.815、1.732kg/hm ²,TP流失率分别为1.08%、1.02%,50%和30%有机肥替代化肥处理TP流失量逐渐下降,秸秆有机肥替代化肥处理TP流失量和流失率均高于猪粪有机肥替代化肥处理,且有显著性差异。50%猪粪有机肥替代化肥处理在兼顾水稻高产稳产的同时,能够有效降低稻季农田氮素径流流失量和流失率,且维持较低水平的磷素径流流失量和流失率,是一种适宜的资源有效利用、节肥增效的有机肥替代化肥措施。     

菠菜吸收累积重金属铜、锌、铅和镉的特征及调控措施研究

针对叶菜类蔬菜容易积累重金属引起重金属含量超标,在温室采用土培试验对代表叶菜类蔬菜的菠菜吸收累积重金属铜、锌、铅和镉的特征以及调控措施进行了研究。试验结果表明,随着土壤重金属Cu、Zn、Pb和Cd含量的增加,菠菜地上部Cu、Zn、Pb和Cd的含量均明显增加。随着菠菜的生长,地上部重金属的含量有明显增加的趋势。在土壤加入重金属处理条件下,土壤中也只有很小部分的重金属能被菠菜的根系吸收,Cu和Pb元素被菠菜吸收后大部分累积在菠菜的根系中。Zn元素被菠菜根吸收后,一半以上向茎叶中迁移。Cd元素被菠菜根吸收后,有将近一半能向茎叶中迁移,一半滞留在根系中。施入石灰处理均显著降低了菠菜地上部的Zn吸收量和Zn含量。与对照相比,施入石灰菠菜地上部Zn吸收量和Zn含量分别降低42.50%和33.35%。     

施用污泥对土壤中重金属含量的影响

随着城市污水处理厂数量的迅速增加,污泥的处置及其环境影响受到越来越多的关注。污泥土地利用因具有处理费用低廉及高效性的特点,已成为重要的污泥处理方式。然而污泥中的重金属元素是限制其大规模农田利用的重要因素。施污土壤中重金属的形态研究可以用来评价土壤中重金属的生物有效性以及它们在土壤中的移动性。用修正BCR三步连续提取法进行分步提取研究了施污后的水稻田土壤中Cu、Pb、Cd、Zn的形态分布状况。与对照相比,在直接施用污泥的水稻田土壤中Cu、Pb、Cd、Zn的含量显著增加。但即使是在施污60t hm-2的土壤中,Cu、Pb、Zn的含量亦远低于我国土壤环境质量标准。在施污的水稻田土壤中4种重金属元素的形态分布规律为：残渣态＞可氧化态＞可还原态＞可交换态和弱酸溶解态。这些重金属元素在水稻田土壤中相对稳定性顺序为Zn＞Cu＞Cd=Pb。     

河北省设施蔬菜土壤微量金属元素状况评价及来源分析

对河北省设施蔬菜土壤微量金属元素调查与评价表明,土壤出现不同程度的重金属污染和微量元素积累.以无公害蔬菜产地环境为评价标准,采用指数法评价,土壤重金属综合污染指数为1.25,属3级,轻污染水平.单项污染指数评价是镉(Cd)>铬(Cr)>砷(As)>铅(Pb),Cd、Cr单项污染指数分别为1.59,1.14,均属3级轻污染水平,As和Pb的单项污染指数分别为0.35和0.05,属1级安全水平;土壤Cd的超标率为73.7%,Cd超标率为68.4%.与河北省土壤自然背景值比较,土壤Pb和As含量在背景值以下,Cd和Cr含量分别是背景值的12倍和4倍.土壤微量元素呈现不同程度的积累趋势.土壤微量元素有效Fe、有效Mn、有效Cu和有效Zn含量分别是对照农田的5.7,2.9,4.0和15倍.以菜地土壤微量元素分级标准,4种金属元素处于高含量比例分别为65.8%,25.1%,100%,83.6%.在评价基础上,分析指出化肥尤其是进口磷肥是河北省设施蔬菜土壤Cd污染的主要来源,没有重金属限量标准的畜禽粪便和有机肥是Fe、Cu、Zn和Cr的主要来源.