沼液对土壤质量及小白菜产量品质的影响

以规模化畜禽养殖粪便污水发酵的沼液作为有机肥,研究其对土壤质量及小白菜产量品质的影响。设置6个沼液用量的盆栽试验处理,以小白菜为试验植物。结果表明,各处理不同程度地提高了土壤的pH,土壤有机质、碱解N、速效K含量均与沼液的施用量呈正相关,r值分别为0.618、0.637、0.710(P<0.01);各处理的速效磷含量没有表现出显著差异;重金属等有害元素在农田、蔬菜地国家土壤环境质量指标内;本试验设计中沼液最高用量条件下(1 080 t·hm-2),单季施用沼液土壤质量是安全的。施用沼液显著提高小白菜产量,促进小白菜对矿质元素的吸收,提高小白菜Vc、可溶性糖含量,但是沼液最高用量T5处理小白菜中Cr、Zn和Cd含量均超标,说明大量消解沼液时还需要进一步考虑重金属Cr、Zn、Cd在蔬菜中的积累问题。     

生物炭对施用沼液稻田土壤重金属生物有效性的影响

为探讨施用沼液条件下,添加生物炭对农田土壤重金属生物有效性的影响,以滨海盐土农区稻田为研究对象,设置0、250、500、750 m³·hm^-2四个沼液施用水平（折合施氮量分别为0、205、410、615 kg·hm^-2）以及0、15 t·hm^-2两个生物炭用量,对0~20cm土层土壤重金属（Cu、Zn、Pb、Cd）生物有效性进行研究。结果表明：低沼液用量（250 m³·hm^-2）下,无论是否添加生物炭,土壤中四种重金属的弱酸提取态质量分数均无显著变化。中、高沼液用量（500~750 m³·hm^-2）下,添加生物炭前,与不施用沼液相比,Cu、Zn、Pb和Cd弱酸提取态质量分数显著提升;添加生物炭后,Cu和Pb弱酸提取态质量分数较添加前显著下降（P<0.05）。添加生物炭前,施用沼液使水稻籽粒中Cu含量增加了44.0%~116.5%,Pb、Cd含量无显著变化。添加生物炭后,中、高沼液用量下籽粒中Zn、Pb和Cd含量无显著变化,但Cu含量降低了21.8%~37.5%（四种重金属含量均低于GB 2762—2017限值）。研究表明,对施用沼液稻田而言,添加生物炭能显著降低土壤中Cu和Pb的生物有效性,是降低水稻籽粒中Cu含量的有效措施。     

猪场粪水施用对设施白菜及土壤重金属的影响

为了研究养殖粪水在农田施用过程中对重金属含量积累、有效性增强以及形态变化等产生的影响,采取田间小区试验,探究了猪场粪水施用对设施白菜地上部重金属含量和土壤重金属全量、有效态含量及形态的影响。结果表明：粪水施用后,低量粪水施用处理与优化施肥（NOPT）处理白菜地上部Cu、Zn、Cr、Cd含量无显著差异,白菜地上部Cu、Zn、Cr、Pb、As、Cd含量均未超出《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762-2017）安全限值要求。经过4茬设施白菜种植后,相较于NOPT处理,561kg·hm^-2粪水施用处理显著增加了土壤Cu、Zn、Cr含量,281 kg·hm^-2粪水施用处理土壤中Cu、Zn（0~20 cm土层除外）、Pb、Cr、Cd、As含量与NOPT处理差异不显著,且含量均低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618-2018）安全限值。施用化肥和粪水显著提高了土壤有效态Cu、Zn含量,施用粪水处理对土壤中Cr、Pb、As、Cd形态影响较小,但显著增加了铁锰结合态Zn含量。相关分析表明,土壤有效态Cu、Zn、Cr、Cd、Pb含量与土壤有机质、速效磷、全氮、硝态氮含量存在显著正相关关系,与pH值呈显著负相关关系。研究表明,连续4茬施用猪场粪水未造成设施白菜和土壤中重金属含量超标,显著增强了Cu、Zn的有效性且显著增加了铁锰结合态Zn含量。     

大宝山矿区某农田蔬菜重金属污染状况及健康风险评估

本研究通过大田试验,在对大宝山矿区某农田蔬菜中重金属As、Hg、Pb、Cd、Cr分析测试的基础之上,运用单因子污染指数法和综合污染指数法对该农田蔬菜的重金属污染状况进行评价;同时应用健康风险评估模型对人群经食物链途径长期食用本地产蔬菜可能产生的健康风险进行评估,以期为蔬菜的安全生产以及人体健康提出合理的意见和建议。结果表明,农田土壤中重金属As、Hg、Cr、Cd、Pb的含量分别是国家土壤环境质量二级标准的0.875、0.900、0.373、2.863倍和0.305倍,可以看出这5种重金属中只有Cd的含量超过了国家土壤环境质量二级标准。蔬菜重金属污染结果表明,蔬菜综合污染指数P_综范围在0.412～3.339,均值为1.155,属于轻度污染。蔬菜单因子污染指数P_As范围在0.013～0.085,均值为0.030;P_Hg范围在0.000～0.154,均值为0.076;P_Pb的范围在0.105～1.255,均值为0.343;P_Cd范围在0.563～4.609,均值为1.536;P_Cr范围在0.008～0.360,均值为0.091;可以看出该蔬菜主要受到Cd污染。蔬菜重金属污染的健康风险评估结果表明：17种蔬菜整体而言,Risk_总的平均值为3.50×10^-5 a^-1,表示该批蔬菜品种重金属污染情况对人体健康存在一定的风险,但风险尚可接受;Risk_T为3.50×10^-5 a^-1,表明该批蔬菜品种中致癌重金属对人体健康存在一定的风险,但风险尚可接受,且在致癌风险中Risk_Cd > Risk_Cr > Risk_As > Risk_Pb;HI_T为4.89×10^-10 a^-1,则表明该批蔬菜品种中非致癌重金属污染对人体健康存在的风险甚微,且在非致癌风险中HI_Pb>HI_Hg。     

宁夏贺兰县土壤重金属分布特征及其生态风险评价

为研究西北地区农田土壤重金属分布特征及其生态风险,以宁夏贺兰县为研究区,采集农田表层土壤样品140个,分析测试了Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb含量,并采用内梅罗综合污染指数和Håkanson潜在生态风险指数法进行了重金属生态风险评价。结果表明：宁夏贺兰县农田表层土壤Cr、Ni、Cu、Zn、As和Pb元素均低于国家土壤环境二级标准,仅有1.42%样点的Cd元素出现超标;与宁夏土壤背景值相比,各元素都有不同程度的累积,其中Cd和Ni元素超出背景值的点位率分别达到100%和85%;土壤各重金属元素的分布特征较为一致,各元素含量分布比较均匀,高值区集中在中部和东部地区,主要受人类活动的影响。单因子污染指数分析结果表明,Cd元素有0.71%的点位为中度污染水平,Ni和As分别有7.14%和5%的点位处于尚清洁水平,Cr、Cu、Zn、Pb全部清洁,尚未造成污染。重金属的单项生态风险指数（E_rⁱ）表明,Cd元素的平均潜在生态风险指数为97.68,达强烈风险水平,是最主要的生态风险元素。宁夏贺兰县农田土壤环境质量整体良好,Cd和Ni累积严重,值得关注。     

长期施用污泥对土壤-萝卜系统重金属积累及土壤养分含量的影响

为了探究不同用量污泥长期施用后对土壤-萝卜系统中重金属及土壤养分含量的影响,采用长期定位试验,研究连续10年单施化肥（CK）以及施用不同用量（4.5、9、13.5、18 t·hm^-2）污泥对土壤、萝卜叶（地上部）和萝卜（地下部）中重金属（Pb、Cd、Cr、Ni、Cu、Zn）累积情况及土壤pH、有机质及氮磷钾含量的影响。结果表明：连续施用10年后,单施化肥和不同用量污泥处理对萝卜产量影响不大,土壤、萝卜叶和萝卜中的Pb、Cd、Cr、Ni、Cu和Zn含量均随污泥施用量的增加而增加,且中高量和高量污泥处理中重金属的累积量较大,显著或极显著高于对照、低量和中量处理。中量以上污泥处理土壤的Pb、Cr、Ni和Cu超出了土壤环境质量国家标准;除高量污泥处理Pb超标外,其他处理萝卜的各重金属含量均未超过食品安全国家标准。与CK处理相比,长期施用不同用量污泥能提高土壤pH 0.58~0.71个单位,并显著或极显著地提高有机质、全量氮磷以及速效氮磷含量。研究表明,连续10年施用不同用量污泥,土壤和萝卜中Pb、Cd、Cr、Ni、Cu、Zn的含量随污泥用量的增加而增加,其中Pb、Ni、Cr和Cu出现超标现象,萝卜中的重金属含量除高量污泥处理中Pb超标外,其他处理均未超过食品安全国家标准。随着作物产地土壤中污泥施用年限增长或用量增加,食品安全应得到更多的重视。     

沼液施用对土壤及农产品中重金属含量的影响

为研究沼液施用对土壤和农产品重金属累积的影响,以水稻和皇竹草为供试材料,在江西省不同地区设计试验,分析沼液施用对土壤和农产品中重金属的影响.结果表明,Hg未被检出,Zn、Cu、Cd、Cr、Pb和As均被检出,其中Zn、Cu含量最高,且均未超出NY/T 2596—2014中相应的限量值.土壤和农产品重金属结果表明,水稻种植土壤中,Hg潜在风险最高,其次是Cd、As、Cu、Zn,而Cr、Pb的潜在风险最低;需监测沼液长期施用对土壤中Cd、As、Cu、Zn的累积情况;皇竹草种植土壤中,Pb和Zn的潜在风险较高,其次是As和Cd,而Hg、Cr和Cu的潜在风险较低;沼液中Zn含量较高,需监测沼液长期施用对土壤中Zn的影响;对于糙米和皇竹草,Hg未被检出,Zn、Cu、Cd、Cr、Pb和As均被检出,其中Zn含量最高分别为17.844～23.073和9.665～35.913 mg/kg;其次是Cu分别是2.638～3.323和2.816～9.392 mg/kg;Cr、As、Pb和Cd的含量相对偏低;皇竹草中重金属受沼液施用的影响,且与土壤重金属含量存在正相关性.     

沼液稻田消解对水稻生产、土壤肥力及环境安全的影响

通过大田试验研究了灌施沼液对水稻产量、重金属含量、土壤肥力和土壤环境质量的影响。结果表明,施用沼液能够有效提高水稻籽粒产量和稻秆生物量;提高稻秆N、P、K含量和籽粒N含量,促进N、P、K养分的累积。与无肥对照相比,随着沼液用量的增加稻秆As含量有增加的趋势,籽粒As以及稻秆和籽粒Pb含量没有升高风险,而稻秆和籽粒Cd含量随沼液用量增加呈下降趋势,稻秆和籽粒中Hg与Cr未检出。施用沼液土壤有机质得到明显提高,改善土壤p H;而土壤重金属Cd、Cr、As 、Pb、Hg含量均符合国家土壤质量二级标准值(GB 15618-1995),无重金属污染风险;但As、Cr含量与沼液呈显著或极显著正相关,长期施用沼液有可能导致土壤As、Cr含量超标。     

小麦秸秆生物质炭对碱性土壤中油菜生长和镉吸收的影响

为探讨小麦秸秆生物质炭对镉（Cd）污染碱性土壤的修复效果,采用序批式吸附试验和Cd污染土壤盆栽试验,研究了小麦秸秆生物质炭施用（1%,m/m）对碱性土壤吸附Cd的影响,以及对Cd污染土壤中油菜生长和Cd吸收的影响。结果表明：Cd在生物质炭上的吸附等温线非线性较强,生物质炭对Cd的表面吸附起主导作用,Cd在生物质炭上的分配系数（K_d）是在土壤上的1.5~3.0倍。生物质炭施用可促进土壤对低浓度Cd的吸附,0.1 mg·L^-1平衡浓度下K_d值提高了19.5%;生物质炭施用可抑制土壤对高浓度Cd的吸附,在10 mg·L^-1条件下K_d值降低了37.2%。生物质炭施用对土壤pH值影响不显著,但缓解了Cd污染对油菜生长的抑制作用,油菜生物量最高提高了45.0%,也抑制了油菜对Cd的富集,油菜富集Cd的量最高降低了40.6%;CaCl₂、Mg（NO₃）₂、NH₄OAC、HCl、DTPA和BCR1作为提取剂提取出土壤中Cd的量与油菜地上部分吸收Cd的量相关性较强（线性回归方程决定系数R²> 0.8）,而Mg（NO₃）₂萃取出土壤中Cd的量更能预测油菜地上部分吸收Cd的量。研究表明,小麦秸秆生物质炭有利于降低碱性土壤中Cd的生物有效性,但并非通过提高土壤pH值和吸附能力来实现。     

沼液替代化肥氮对冬小麦产量、品质及生长发育的影响

研究了沼液替代不同比例化肥氮对冬小麦产量、生长发育特征（生育进程、株高动态、群体动态和干物质积累动态）、品质和重金属含量的影响。结果表明：随着沼液施用量的增加,小麦产量显著增加（P<0.05）,以沼液替代50%化肥氮（50% Nbs）处理产量最高,为7.75 t·hm^-2,比全施化肥（Ncf）处理增产18.14%;以沼液替代100%化肥氮（100% Nbs）处理与Ncf处理产量差异不显著（P>0.05）;籽粒千粒重呈显著下降趋势（P<0.05）;穗粒数和收获指数呈先上升后下降趋势。随着沼液替代化肥氮比例的增加,小麦各生育期株高、分蘖数和干物质积累量都呈现逐渐增加的趋势;成熟期,100% Nbs处理地上部干物质积累量显著高于Ncf处理（P<0.05）;以沼液替代200%化肥氮（200% Nbs）处理的小麦株高、分蘖数和地上部干物质积累量都显著高于Ncf处理（P<0.05）。施用沼液可改善小麦品质;提高小麦籽粒的Cu和Zn含量,显著降低Cd和Cr含量（P<0.05）,对Pb和As含量影响不显著（P>0.05）。各处理籽粒重金属含量均低于相应的污染物限量标准。当沼液替代化肥氮比例达到50%以上,由于贪青晚熟,以及基部节间长度显著增长等原因可能导致倒伏、减产,施入大量沼液也可能导致二次污染风险。因此,本研究初步认为,在本试验条件下,麦田灌溉沼液替代化肥氮最佳比例为50%。     

施用沼液对紫甘蓝产量、营养品质及土壤质量的影响

采用田间应用试验,定量地研究分析了单施化肥、沼液与化肥配合施用、单施沼液等不同处理对紫甘蓝产量、营养品质及耕种土壤质量的影响。结果表明:沼液的施用对紫甘蓝的增产效果显著,可提高紫甘蓝的Vc含量,降低还原糖和硝酸盐含量,对降低蔬菜中重金属的含量作用明显,并提高了土壤中的有机质含量,土壤pH值得到提高并趋向中性。基肥施120 kg沼液,追肥施0.3 kg复合肥、0.3 kg尿素、75 kg沼液,可使紫甘蓝增产16.06%,紫甘蓝Vc含量提高16.21%,硝酸盐含量降低13.12%,Cd、Pb、Cr含量分别降低25.49%、18.48%和17.86%,耕种土壤的pH值提高至6.64,有机质含量提高到17.45 g/kg,土壤的Cd、Pb、Cr含量分别降低12.31%、5.70%和1.18%,为本试验条件下的最佳施肥配比。     

Effects of Biogas Slurry Irrigation on Heavy Metal Contents in Soils

[目的]为研究沼液灌溉对土壤中重金属含量的影响。[方法]采用盆栽控制灌溉方法,分层研究土壤中 Cu、Zn、Pb、Cd、Cr含量的变化。[结果]沼液原液和稀释30倍沼液灌溉都会增加土壤中 Cu、Zn、Pb、Cd、Cr的含量,其中短期内重金属 Cr存在局部超标的可能。沼液灌溉增加了 Cu在土壤中向下的迁移速度,降低了 Zn在土壤中向下的迁移速度。[结论]沼液灌溉会对土壤中重金属含量造成影响,长期使用会引起在土壤中的累积。     

沼液养分和重金属农用安全风险分析(英文)

[目的]对沼液养分和重金属农用安全风险进行分析,以期为沼液的安全农用提供科学依据。[方法]对秸秆及粪便中温厌氧消化的沼液进行重金属养分分析,并利用不同类型和浓度的沼液进行种子发芽试验。[结果]物料的类型及配比、碱液预处理均对沼液的成分和性质产生影响。碱液预处理可降低沼液中的重金属含量,可提高氮、磷、有机质以及速效成分的含量。沼液中重金属的最高含量分别为镉 8.76 μg/kg,铬 52 μg/kg,铅 210 μg/kg,汞 0.512 μg/kg,砷 140 μg/kg,铜、锌的含量较高,分别可达 279 和 680 μg/kg,但均低于城镇垃圾农用限定标准值。种子在沼液中的发芽试验验证了 5%以下低浓度沼液的催芽作用,但盐胁迫作用使幼苗在沼液中的长期生长受到抑制。[结论]以粪便作为沼液发酵原料时应适当的控制其在进料中的比例或做重金属预去除;当沼液用作液肥以灌溉方式施入农田时,应经稀释或做除盐处理。     

施用沼肥对青菜产量品质及土壤质量的影响

沼肥含有作物生长所需的多种营养成分,在肥效上具有复合性、多效性。为揭示沼肥对青菜产量、品质以及土壤质量的影响,采用等养分原则和盆栽试验方法,研究不同施肥条件对青菜产量、硝酸盐含量、重金属元素含量以及土壤养分含量、重金属元素含量的影响,分析施用沼肥对提高蔬菜品质的作用。结果显示施用沼肥可以改善土壤环境,提高土壤肥力,明显提高作物产量和品质,减少土壤和作物硝酸盐含量,对土壤重金属元素含量没有显著影响,但是青菜镉、铅含量超出国家标准,因此应谨慎施用。     

沼液养分和重金属农用安全风险分析

[目的]对沼液养分和重金属农用安全风险进行分析,以期为沼液的安全农用提供科学依据。[方法]对秸秆及粪便中温厌氧消化的沼液进行重金属养分分析,并利用不同类型和浓度的沼液进行种子发芽试验。[结果]物料的类型及配比、碱液预处理均对沼液的成分和性质产生影响。碱液预处理可降低沼液中的重金属含量,可提高氮、磷、有机质以及速效成分的含量。沼液中重金属的最高含量分别为镉8.76μg/kg,铬52μg/kg,铅210μg/kg,汞0.512μg/kg,砷140μg/kg,铜、锌的含量较高,分别可达279和680μg/kg,但均低于城镇垃圾农用限定标准值。种子在沼液中的发芽试验验证了5%以下低浓度沼液的催芽作用,但盐胁迫作用使幼苗在沼液中的长期生长受到抑制。[结论]以粪便作为沼液发酵原料时应适当的控制其在进料中的比例或做重金属预去除;当沼液用作液肥以灌溉方式施入农田时,应经稀释或做除盐处理。     

沼液不同施用量对水稻产量及土壤环境的影响

规模养猪场沼液灌溉水稻的田间试验表明,沼液不同灌溉量处理与常规施用化肥的对照相比,对土壤质量基本无影响,用沼液替代（或减少）化肥使用量,对水稻产量基本无影响,合理施用沼液进行农田灌溉不仅可以减轻规模养殖场污水处理的排放压力,还可以减少化肥施用量。     

不同施肥种类对土壤及脐橙中的重金属含量的影响

为明确施用不同种类肥料后土壤及脐橙中的重金属含量的变化,特对种植年份为1997年和2002年的施用有机肥、化肥、沼肥后土壤及脐橙中的重金属Cr,Cu,Pb,Zn,As,Cd进行检测及相关性分析。结果表明：施用肥料后,有机肥区2002年的As,1997年的Cu和Pb,沼肥区2002年的Pb的含量高于对照;脐橙果实中只有重金属As和Cu存在显著差异(P<0.05),其中As的含量为有机肥区>化肥区>沼肥区,Cu含量为化肥区>有机肥=沼肥区;种植年份为1997年和2002年的土壤及脐橙中重金属的含量无显著差异;各施肥区土壤及脐橙中的重金属的含量均未超标。相关性分析显示,土壤—脐橙中Cu和Zn的含量在一定浓度范围内呈正相关,R2>0.9;As,Cr,Pb,Cd的含量未呈现规律性变化,R2<0.7     

沼液农灌对土壤质量和青菜产量品质的影响

通过规模养殖场沼液灌溉青菜的田间试验表明,不同沼液灌溉量处理与常规施用化肥的对照处理相比,对土壤质量基本无影响,等氮条件下用沼液可替代或减少氮肥使用量,对青菜产量基本无影响。合理施用沼液进行农田灌溉不仅可以减轻规模养殖场污水处理的排放压力,还可以减少化肥施用量,提高青菜的品质。