生物炭与不同肥料配施对镉胁迫下烟叶和土壤中镉含量的影响

为探索生物炭与肥料配施降低烟叶对重金属镉的吸收和土壤中镉含量的可行性,采用盆栽试验,研究了镉胁迫下生物炭与不同肥料配施对生育期内烟叶生物量、烟草各部位镉含量、植烟土壤中镉含量和土壤p H的影响。结果表明:生物炭与肥料配施能够促进烟叶生物量的增加,烟叶生物量依次为有机肥+无机肥+生物炭无机肥+生物炭有机肥+无机肥无机肥未施肥;生物炭与不同肥料配施时烟叶各叶位镉含量较低,生育期内生物炭与有机肥+无机肥配施下烟叶镉含量较有机肥和无机肥配施降低了52.57%,根茎中降低的镉含量最高达59.69%;各处理土壤中的有效态镉含量均有不同程度降低,降幅顺序为有机肥+无机肥+生物炭无机肥+生物炭有机肥+无机肥无机肥未施肥。上述结果表明生物炭与有机肥和无机肥配施既能促进烟叶生长,也能降低土壤有效态镉的相对含量,减少烟叶中镉的吸收积累,进而降低烟叶中镉含量,适合在重金属污染烟田施用。     

9种钝化剂对耕地土壤镉的钝化效果

为镉污染耕地土壤修复与作物种植提供科学依据,在清镇市红枫湖镇设置田间试验,比较了施加9种土壤钝化剂对土壤和白菜重金属镉含量的影响。结果表明:施加石灰的休闲土壤(不种白菜)有效态镉含量降低最多,降幅为67.97%;施加玉米生物炭的种植白菜土壤有效态镉含量降低最多,降幅为48.02%;施加玉米生物炭、土壤修复调理剂和楚戈牌土壤调理剂的白菜中镉含量较不施加的对照下降最多,降幅达17.0%左右。认为9种钝化剂对耕地土壤镉均有一定钝化效果,而8种钝化剂对白菜镉吸收积累有一定阻滞效果,建议镉污染耕地土壤修复利用施加钝化剂时,优先选用石灰、玉米生物炭、土壤调理剂。     

三种生物质炭对红壤和黄壤镉有效性的影响

采用盆栽试验,研究了5%的花生壳炭、竹炭和小麦秸秆炭对红壤和黄壤中有效镉含量及玉米幼苗镉吸收和转运的影响。结果表明:3种生物质炭使红壤和黄壤的pH分别提高0.12~0.59和0.21~1.00,有机质含量分别提高35.43%~83.34%和52.14%~142.82%,均达到显著性水平(P0.05);生物质炭使红壤和黄壤有效镉含量分别降低12.8%~20.1%和17.7%~29.9%,降幅在红壤中以花生壳炭处理最大,黄壤中则以小麦秸秆炭处理最大,但两种土壤中花生壳炭、小麦秸秆炭处理有效镉含量差异不显著;3种生物质炭一定程度上可抑制红壤中玉米的生长,但花生壳炭和竹炭可促进黄壤中玉米幼苗的生长;花生壳炭和竹炭使红壤中玉米幼苗地上部镉含量分别降低19.63%和23.10%,竹炭使黄壤中玉米幼苗根部镉含量提高14.88%,其余处理对玉米幼苗根部和地上部的镉含量影响均不显著。这说明尽管生物质炭可通过提高土壤pH和有机质含量降低红壤和黄壤的有效镉含量,但对植物镉含量的影响则因土壤类型和生物质炭种类而异。     

生物炭基调理剂对土壤镉生物有效性的影响

研究采用木屑和市政污泥混合物制备的生物炭与石灰石、沸石混配成镉污染土壤调理剂,连续两季施用于镉污染稻田。通过对土壤中生物有效态镉及水稻中镉的检测,探讨生物炭基调理剂连续施用的降镉效果及其对水稻吸收镉的影响。结果表明:施用该生物炭使土壤中生物有效性镉降低,与石灰石、沸石混配能进一步降低土壤中有效态镉含量;两季试验有效态镉最大降低幅度分别为27.8%和22.9%;施加沸石、生物炭及两者混配均能提高水稻千粒重,最高达24.2%;混配施用生物炭与石灰石、沸石比单独施用该生物炭能进一步降低水稻根和米中镉含量,与空白对照相比,两季中根镉最大降幅为29.1%,稻米中镉含量降低48.8%。     

生物炭对水稻镉吸收的影响

为明确施用生物炭对水稻镉吸收的影响,研究了不同生物炭施用量(1.5%、3.0%、6.0%)对土壤pH、土壤有效态镉含量、水稻产量、水稻籽粒中镉含量的影响。结果表明:施用生物炭能够显著提高土壤pH,比对照组分别增加0.05,0.11,0.16。施用生物炭能够降低土壤中有效态镉的含量,比对照组分别降低2.4%、3.8%、7.1%。施用生物炭能够增加水稻产量,施用生物炭的3个处理水稻产量均高于对照处理,但差异不显著。施用生物炭能够抑制镉向水稻植株中迁移,显著降低水稻籽粒中镉的含量,比对照组分别降低20.2%、21.5%、25.8%。在镉污染土壤中施用生物炭可显著降低镉的有效性,降低了水稻镉污染的风险,对保障粮食安全具有重要意义。     

不同种类生物炭对土壤重金属镉铅形态分布的影响

为探讨不同生物炭对土壤镉(Cd)、铅(Pb)复合污染的钝化修复效果,在Cd、Pb复合污染的土壤中施加不同种类、添加量的常见农业废弃物与城市污泥制备的生物炭,分析了土壤中Cd、Pb形态分配的变化,结果表明,添加生物炭可以改变土壤的理化性质,4种生物炭均显著提高了土壤的pH值、阳离子交换量和有机质的含量,与1%添加量相比,4%添加量增加幅度更大,pH、阳离子交换量和有机质含量分别比对照增加了2.7%~11.6%、12.7%~54.3%和252.0%~594.8%。4种生物炭不同程度地降低了重金属的弱酸提取态和可还原物质结合态含量,增加了可氧化物质结合态和残渣态的含量。不同种类生物炭相比,棉花秸秆炭对Cd的钝化效果最佳,其次为玉米秸秆、小麦秸秆和污泥生物炭,其中4%棉花秸秆炭处理下弱酸提取态、可还原物质结合态含量分别下降5.2%、25.5%,可氧化物质结合态、残渣态含量分别增加177.8%、166.7%。生物炭添加同样对土壤中Pb表现出了不同程度的钝化效果,不同生物炭对土壤中Pb的钝化能力表现为玉米秸秆炭小麦秸秆炭棉花秸秆炭污泥生物炭。相关分析表明,添加生物炭导致的土壤理化性质的变化可能是导致土壤重金属形态变化的重要原因。本研究结果表明,施用生物炭可有效改变土壤Cd、Pb赋存形态,促进Cd、Pb由生物有效性高的弱酸提取态、可还原物质结合态,向生物有效性低的可氧化物质结合态、残渣态转化,降低其生物可利用性,从而减轻土壤重金属污染危害。     

生物炭改土对植烟土壤理化性状动态变化的影响

通过盆栽试验,研究了生物炭不同施用量对植烟土壤容重、pH值、有机质和速效养分含量及其在烤烟生长期内变化规律的影响。结果表明,每盆施用生物炭1~2 kg能显著降低土壤的容重,降幅在12%~20%,并且能提高土壤的pH值。土壤有机质含量与生物炭的施用量呈线性相关关系。施用生物炭能降低土壤碱解氮的含量,限制了土壤的氮素利用度;对土壤速效磷没有显著影响,能显著提高土壤速效钾的含量,并使土壤具备持续提供钾素的能力。     

添加生物炭对土壤镉形态和小白菜镉吸收的影响

为了深入研究生物炭对土壤镉(Cd)形态及对小白菜吸收镉的影响,研究采取盆栽试验,将小白菜种植于镉污染土壤中,通过添加不同质量分数的生物炭进行培养试验。试验共设CK(不添加生物炭)、T1(添加2%的生物炭)及T3(添加4%的生物炭)三个处理,每个处理进行三次重复。试验结果表明：添加生物炭可以显著提高供试土壤的pH,T1、T2处理可分别将土壤pH提高0.58、0.80个单位;随着生物炭添加量的增加,土壤中弱酸提取态镉与可还原态镉的含量降低,而可氧化态镉与残渣态镉的含量增加,且T2处理与T1处理相比效果更显著;添加生物炭可以显著减少小白菜吸收镉的量,T1和T2处理可以分别使小白菜对镉的吸收降低41.67%和75.00%。总的来说,添加生物炭可以降低土壤中有效态镉的含量并显著降低小白菜对镉的吸收量,是一种降低土壤镉危害、提高小白菜的食品安全性的有效方法。     

垫料生物炭对土壤镉的钝化作用

在500℃条件下采用限氧热解法制备垫料生物炭和秸秆生物炭,研究垫料生物炭对土壤中镉的钝化效果。通过分析添加垫料生物炭后土壤pH和镉形态的变化,并用小青菜盆栽试验和土柱淋滤试验等评估垫料生物炭对土壤镉固定效果的影响,并与秸秆生物炭进行比较。结果表明,添加垫料生物炭和秸秆生物炭后,镉污染土壤的pH值均显著升高;两种生物炭对镉都有很强的固定效果,能显著降低镉的生物有效性,向镉污染土壤中分别施加5%的垫料生物炭和秸秆生物炭后,在培养60 d时的降低程度为24.88%和21.94%;添加垫料生物炭和秸秆生物炭能提高小青菜的产量,并有效降低小青菜对镉的吸收,降幅分别为37.21%和29.70%;垫料生物炭对土壤镉污染的修复效果优于秸秆生物炭。     

巯基化坡缕石对碱性土壤镉污染的快速钝化修复效应

为了探究巯基化坡缕石作为钝化剂在镉污染碱性土壤上的适用性及应用潜力,选取典型镉污染碱性土壤,以青菜和生菜为模式作物开展盆栽试验和土壤培养试验,研究巯基化坡缕石对碱性土壤镉污染的快速钝化修复效应。结果表明：巯基化坡缕石在应用剂量为0.1%~0.3%（m/m）时可以使生育期内青菜地上部镉含量降低81.44%~93.44%,根系镉含量降低68.47%~85.63%,生菜地上部镉含量降低65.11%~92.18%,根系镉含量降低57.77%~91.92%。收获时可食部位镉含量满足国家食品卫生标准限量值要求,在极低的应用剂量下显著的钝化效应是其优势。巯基化坡缕石可使土壤DTPA浸提有效态镉含量降低68.57%~84.10%,钝化过程速度快,5 d左右达到平衡,可以用二级动力学拟合。连续浸提形态分析显示,巯基化坡缕石能够快速减少土壤中可交换态和碳酸盐结合态镉含量,并显著提高易还原金属氧化物结合态镉含量,使镉由活泼态向不活泼态转化,从而减少作物吸收累积。巯基化坡缕石同时抑制了青菜和生菜对镉的转运系数和生物累积系数,进一步降低了可食部位镉含量。研究表明巯基化坡缕石是一种在镉污染碱性土壤上具有快速钝化作用和良好应用潜力的高效钝化剂。     

钝化剂联合农艺措施修复镉污染水稻土

为研究镉污染土壤修复方法,选取粉煤灰、磷矿粉、生物炭3种钝化剂单独施加或与叶面喷施硅肥联合开展田间试验,研究它们对水稻产量、水稻籽粒吸收镉与土壤有效态镉的影响,同时采用比表面积孔径孔容(BET)、表面形貌(SEM)、红外光谱(FTIR)、元素组成(EDS)等多种表征手段研究钝化剂的表观性质。结果表明:生物炭具有疏松多孔的结构特征和较大的BET比表面积(达146.83 m2·g-1),且含有较多的羧基等含氧官能团,这种官能团能与镉形成络合物而使得重金属有效态降低。田间试验结果表明,各处理均可升高土壤pH和降低土壤镉的有效性,其中,生物炭处理降低土壤有效态镉含量的效果最好,降低幅度达41.53%,其次为粉煤灰和磷矿粉,有效态镉含量分别降低了27.92%和25.97%。在降低土壤有效镉含量方面,钝化剂与叶面硅肥配施的处理与钝化剂单施的处理无显著差异。此外,各处理均降低了水稻籽粒中镉的含量,其中生物炭与叶面硅肥配施的处理降低籽粒镉含量的能力最强,降低幅度达17.59%。在水稻产量的方面,除了单施生物炭处理,单施磷矿粉和粉煤灰处理均不能提高产量,钝化剂与叶面硅肥配施的处理均能显著提高产量。研究表明,生物炭与叶面硅肥配施能同时显著降低土壤中有效态镉含量和水稻籽粒镉含量,并具有显著的增产作用。     

花生壳基生物炭对生菜镉吸收和土壤pH的影响

该文主要研究了花生壳生物炭对生菜镉吸收和土壤pH的影响,结果表明:花生壳基生物炭随着用量的增加,可使生菜产量增加9.7%~46.2%;生菜对Cd的吸收降低8.4%~38.4%;土壤有效态Cd的含量降低7.0%~23.7%;土壤pH值提高0.09~0.67个单位;花生壳基生物炭随着炭化温度由300℃提高到700℃,对降低生菜吸收Cd和提高土壤pH效果更显著,降低生菜地上部Cd含量21.8%~32.7%;降低生菜根系Cd含量17.0%~30.9%;提升土壤pH值0.49~0.94个单位。     

醋糟生物炭对石灰性土壤镉形态转化和小麦镉积累的影响

[目的]醋糟生物炭的制备及应用是有效处理酿醋产业副产物醋糟的方式之一,本文旨在探究醋糟生物炭对石灰性土壤中镉钝化效果的影响。[方法]采用盆栽试验,研究醋糟生物炭（施加量为0.5%和2%）对镉污染土壤理化性质、土壤镉形态及有效性和小麦吸收转运镉的影响。[结果]施加醋糟生物炭后土壤pH值无显著变化,但生物炭能显著提高土壤有机质和全氮含量,且当生物炭施加量为2%时其含量分别较对照增加了101.53%～109.54%和54.85%～61.14%。在镉污染浓度分别为2、4和8 mg·kg-1的土壤中,施入2%生物炭时,土壤DTPA提取态镉较对照分别显著降低了64.66%、13.47%和20.35%。当土壤镉污染浓度达到8 mg·kg-1时,与对照相比,施加2%生物炭可显著促使土壤可交换态镉（35.48%）和碳酸盐结合态镉（18.90%）向铁锰氧化物结合态镉（54.96%）、有机结合态镉（133.50%）和残渣态镉（4.56%）转化。此外,施加生物炭可有效降低小麦植株的镉含量,其中生物炭施加量为2%时,小麦地上部和地下部镉含量分别较对照降低了30.41%～51.73%和11.98%～38.93%。...     

不同农艺措施对双季稻植株地上部镉积累的影响

设置施用1 000 kg/hm~2生物炭(生物炭1处理)、施用2 000 kg/hm~2生物炭(生物炭2处理)、喷施叶面肥、控水4种农艺措施,以常规栽培为对照,研究各农艺措施对双季稻植株地上部镉积累的影响,明确双季稻在各农艺措施下的镉积累规律,以期为湖南省镉污染稻田双季稻降镉农艺措施的选择提供参考。结果表明,与对照相比,4种农艺措施总体上均增加了早稻的穗数、穗粒数,进而提高产量,其中,陆两优996产量达到显著水平,增幅为11.59%～14.36%,但对晚稻产量无显著影响;与对照相比,喷施叶面肥处理显著增加了晚稻丰源优299成熟期茎的镉含量,增幅为15.54%,显著降低了其成熟期叶的镉含量,降幅为53.00%;施用生物炭1、生物炭2处理显著降低了晚稻丰源优299成熟期茎、叶、谷壳、糙米的镉含量及地上部镉积累总量,分别使糙米的镉含量降低了39.76%、26.40%,分别使地上部镉积累总量降低了24.45%、22.83%;与叶面肥处理相比,生物炭1、生物炭2处理显著降低早稻陆两优996成熟期茎、叶、糙米的镉含量,分别使糙米的镉含量降低了37.71%、35.17%;与对照相比,控水处理显著降低晚稻湘晚籼13号和丰源优299成熟期谷壳的镉含量,降幅分别为38.25%和10.37%,但对其他指标无明显影响。综上,施加生物炭能有效降低水稻植株和糙米的镉含量。     

生物炭配施微肥对菜园土壤有效态重金属含量的影响

【目的】研究生物炭配施微肥对土壤有效态重金属含量的影响。【方法】采用室内模拟试验,向重金属污染的菜园土壤中添加皇竹草生物炭、咖啡渣生物炭、花生壳生物炭和微肥(铁肥、锰肥和硅肥),分别在处理14和28 d时测定土壤中5种重金属(Cu、Pb、Zn、Cd和Ni)的有效态含量。【结果】添加了生物炭或微肥土壤中的有效态重金属含量均比对照组低。其中单一钝化剂处理中,皇竹草生物炭和硅肥的钝化效果较好。在复配试验中,皇竹草生物炭+铁肥对土壤重金属Cu、Pb和Cd的钝化效果较好,处理14 d后其有效态含量的降幅分别达32.94%、31.26%和21.21%,对土壤有效态Zn含量的降幅为6.82%,但对土壤Ni的钝化效果不明显;处理14 d后咖啡渣生物炭+铁肥对土壤重金属Ni和Zn有效态含量的降幅也分别达22.64%和10.35%,钝化效果显著;处理28 d后,花生壳生物炭+铁肥对土壤重金属Cu钝化效果最好,有效态Cu含量降幅达49.06%;咖啡渣生物炭+硅肥对土壤Ni和Zn钝化效果最好,有效态含量降幅分别达23.73%和9.72%。【结论】生物炭配施微肥对土壤有效态重金属含量降低的效果优于单施生物炭或单施微肥,其中,皇竹草生物炭配施铁肥可用于土壤重金属Cu、Pb、Zn和Cd复合污染的钝化。     

不同改良剂及其组合对土壤镉形态和理化性质的影响

生物炭和石灰作为土壤钝化剂施用能够有效地降低土壤中重金属的生物有效性,而聚丙烯酰胺(PAM)在改善土壤理化性质方面效果显著。本研究在模拟镉(Cd)污染土壤中单独施加不同改良剂以及其不同组合,比较不同处理对土壤理化性质、Cd的有效性及形态变化的影响。结果表明,石灰、生物炭可以有效钝化土壤中的重金属,土壤有效Cd含量比对照组分别降低了43.69%~57.00%、8.42%~11.83%;石灰与生物炭的组合效果在复配处理中最为显著,使土壤有效Cd的含量降低45.38%~62.22%;但是石灰会使土壤p H增加29.05%~50.90%,对土壤理化性质有一定的负面影响。PAM虽没有显著影响Cd的有效态及形态变化,但却提高了土壤团粒体含量。三者共施能够使土壤中有效态Cd含量降低46.13%~62.48%,并改善土壤结构;从形态分布来看,则明显减弱了弱酸提取态和可还原态Cd比例,难利用态Cd比例显著增加。本研究结果表明,PAM+生物炭+石灰三者共同施用可以在不对土壤性质造成较大负面影响的前提下,有效降低土壤中可利用态Cd含量,这对于重金属污染土壤的钝化修复具有一定的参考价值。     

钝化剂对镉污染温室黑土镉生物有效性及白菜生长的影响

为探究钝化剂对镉污染温室黑土镉生物有效性及白菜生长的影响，对镉中轻度污染的北方温室黑土施加炭基肥和菌糠生物炭，研究生物有效性及不同镉积累能力白菜的生长与镉吸收能力。结果表明，炭基肥和菌糠生物炭均可显著降低土壤中有效态镉含量（P<0.05），分别降低2.5%和1.72%，其中炭基肥效果更好。与不施加钝化剂组相比，在施加炭基肥和菌糠生物炭后，北辰和金峰生物量、株高和根长均显著增加（P<0.05），增量分别为37.7%、7.6%、35.2%和23.1%、5.2%、28.3%。两种白菜可食用部分对镉的积累显著降低（P<0.05）；钝化剂对镉在植株体内迁移无显著影响。综合试验结果，在中轻度镉污染温室土壤环境中，炭基肥可促进白菜生长，有效降低土壤中有效态镉含量，同时显著降低高积累白菜北辰可食用部位镉含量，使其低于食品安全国家标准，实现安全生产。     

生物炭与不同肥料配施对镉胁迫下烟株生长的影响

以豫烟12号为供试材料,采用盆栽土培试验,探讨在重金属镉胁迫下,生物炭与不同肥料配施后,烟株根系活力、保护酶活性、烟叶中镉含量及烟叶生物量的变化。结果表明：生物炭的添加在一定程度上提高了根际土壤的pH值,添加生物炭的施肥处理土壤中的有效态镉含量和烟叶镉含量均在旺长期（60 d）后显著下降。成熟期（90 d）时,复合肥处理和有机肥+复合肥处理在添加生物炭后,土壤中的有效态镉含量分别降低了22.2%和7.14%,烟叶镉含量分别降低了61.3%和40.3%。生物炭与复合肥配施和生物炭与有机肥+复合肥配施的烟株根系活力分别较未添加生物炭的对应施肥处理提高了11.24和18.85 μg·g-1·h-1,烟叶生物量较未添加生物炭的施肥处理分别增加了67.6%和21.4%。胁迫环境下,两种施肥方式添加生物炭后显著降低了烟叶的MDA含量,减少了烟叶的膜质过氧化程度,烟叶的SOD,POD和CAT保护酶活性较未添加生物炭的施肥处理也有所增加,且以有机肥+复合肥添加生物炭的施肥处理对烟叶保护酶活性的提高较为显著。因此,在有机肥和复合肥配施的情况下添加生物炭可有效改善烟株的镉胁迫环境,降低烟叶中的镉含量。     

AMF对铅锌矿区农田土壤部分理化性质、玉米生长和镉铅含量的影响

为研究重金属污染胁迫下丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）对土壤部分理化性质、玉米生长、光合生理、养分与镉铅含量的影响，以云南会泽、兰坪铅锌矿区周边重金属污染农田土壤为供试土壤，玉米为宿主植物，设置接种和不接种AMF处理，开展室内盆栽试验。结果表明：接种AMF显著增加土壤易提取球囊霉素相关蛋白（EE-GRSP）与总球囊霉素相关蛋白（T-GRSP）的含量；降低土壤有效态镉、铅含量，降幅为34.6%~79.5%；增加土壤中碱解氮和速效磷的含量，增幅为30.9%~206%。接种AMF显著增加玉米植株氮磷养分含量，增幅为17.6%~38.5%；增强叶片光合作用，提高植株生物量；降低植株镉铅含量，降幅达30.0%~68.7%。相关性分析发现，土壤T-GRSP与碱解氮、速效磷含量呈极显著正相关；EE-GRSP、T-GRSP与有效态铅含量呈显著负相关；玉米植株镉、铅含量与土壤有效态镉、铅含量呈显著正相关；玉米根系氮与土壤碱解氮含量、植株磷与土壤速效磷含量呈显著正相关。研究表明，接种AMF增加土壤球囊霉素相关蛋白含量，降低污染土壤镉、铅生物有效性，减少玉米植株镉、铅的含量；增加土壤速效养分含量，改善玉米矿质营养和光合生理，提高玉米植株生物量。     

水稻秸秆和蚕沙生物炭对玉米植株镉累积的影响

【目的】研究生物炭对土壤镉生物有效性和玉米植株镉累积的影响,为生物炭在重金属污染土壤修复及农业废弃物的资源化利用提供参考。【方法】选用水稻秸秆和蚕沙在500℃限氧条件下制备生物炭,通过室内培养实验(45 d)研究添加1%生物炭对镉污染土壤(5 mg/kg)中镉化学形态(BCR法)的影响,并从土壤p H值和阳离子交换量的变换初步探讨生物炭对土壤镉的钝化机理;通过玉米盆栽实验(45 d)研究添加0.5%和1%生物炭对玉米植株镉含量变化的影响。【结果】在培养结束时,添加水稻秸秆生物炭和蚕沙生物炭的土壤镉弱酸可提取态含量分别降低了27.76%和38.40%,残渣态含量分别增加了150.00%和188.10%;添加1%的水稻秸秆生物炭和蚕沙生物炭,玉米植株地下部分镉含量分别下降了33.33%和50.00%,地上部分下降了42.85%和62.86%。【结论】2种生物炭能有效降低土壤镉的弱酸可提取态和可还原态含量,增加可氧化态和残渣态含量,使土壤镉的生物活性显著降低,有效地减少了其向玉米植株的迁移和富集,蚕沙生物炭对土壤镉的钝化效果较好。