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%。     

不同钝化剂对轻度镉污染农田水稻吸附的钝化修复作用

添加钝化剂是修复重金属污染土壤的有效方法之一.通过在成都平原的水稻轻度Cd污染农田进行田间试验,选取石灰、生物炭、生物有机肥3种钝化剂,探讨轻度Cd污染农田土壤原位钝化修复技术效果.结果表明,向农田土壤中施加石灰、生物炭、生物有机肥等钝化剂可以在一定程度上降低作物籽粒中Cd含量.单一石灰处理、生物炭配施石灰处理以及生物有机肥配施石灰处理可以使水稻常规修复试验中水稻籽粒中Cd含量降低8.85％～29.62％.由此可见,向农田土壤中施加钝化剂可以在一定程度上降低作物籽粒中Cd含量.     

不同土壤调理剂对桂东中度镉污染农田的修复效果

为桂东地区镉污染农田的安全生产提供依据,在桂东中度镉污染农田开展田间试验,比较诺地康、隆昌LC-SOl、格丰GF-TD2、格丰GF-TP3和石灰5种不同的土壤调理剂对土壤pH、土壤有机质、全镉、有效态镉和糙米镉含量的影响,探明不同土壤调理剂在中度镉污染农田上的修复效果。结果表明：与对照相比,施用5种土壤调理剂均显著提高土壤pH,土壤pH增加0.26～0.91个单位;土壤有效态镉含量显著降低31.8%～56.6%;水稻糙米中的镉含量降幅为45.9%～80.8%,土壤pH与土壤有效态镉含量密切相关,土壤有效态镉含量与土壤pH呈极显著负相关（R=-0.676）;但5种土壤调理剂对水稻产量、土壤全镉含量和土壤有机质含量影响较小。从水稻产量、土壤pH、土壤有效镉含量和糙米镉含量来看,格丰GF-TP3土壤调理剂对土壤有效态镉含量和糙米镉含量的控制效果最佳,其降幅分别为56.6%和80.8%。     

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。     

设施菜地土壤镉钝化剂筛选及应用效果研究

针对设施农田土壤重金属污染与农产品累积风险日趋严重的问题,以设施农田镉污染土壤(0.4~0.8 mg·kg-1)为研究对象,在室内钝化剂筛选实验的基础上,通过田间效果验证,重点探究炭基、磷基、硅酸盐、黏土矿物等钝化材料施加浓度和磷基-炭基钝化材料复合配施对土壤镉修复效果及对植物生长的影响。结果表明:施加生物质炭、羟基磷灰石、蒙脱石等钝化剂可明显降低土壤有效态镉含量,其中羟基磷灰石+生物质炭配施效果最好,土壤有效态镉含量降低46.52%~58.11%。与对照相比,施加钝化剂均能抑制油菜对镉的吸收和根部向地上可食部分转移,使油菜地上部镉的含量较CK降低3.9%~51.2%,全部低于《食品安全国家标准》(GB 2762—2016)食品中污染物限量。考虑生产成本、材料来源等因素,推荐羟基磷灰石(225 kg·hm-2)与0.6%生物炭复合添加配施为优选钝化剂组合。田间效果分析也表明,土壤EC与土壤有效态镉含量呈显著正相关,进一步证明污染设施菜地中施加钝化剂降低土壤镉的生物有效性,是实现设施菜地安全生产的可行措施。     

不同修复技术对土壤有效态镉含量及作物镉吸收的影响

针对镉超标的土壤,在大豆—小麦轮作系统下研究了不同钝化剂、不同作物对土壤有效态镉钝化及作物吸收镉的影响。结果表明:调理剂LC-L01、宁粮矿物质+有机质+微生物钝化剂、宁粮矿物质钝化剂和钙镁磷肥可有效降低土壤有效态镉含量;在小麦季试验中,不同钝化剂处理小麦对镉累积量的差异较大,生物有机肥处理下小麦镉累积量最低;在2019年大豆季试验中,宁粮矿物质+有机质钝化剂处理大豆籽粒镉累积量最低,为0.047 mg/kg。大豆品种苏豆13、小麦品种扬麦20和扬麦27可作为镉低累积品种在镉轻度污染土壤中进行种植生产,研究形成了一套适用于该地区轻度镉污染的土壤调理剂耦合农艺措施修复技术模式。     

土壤调理剂对重度镉污染土壤改良及农作物吸收累积镉的影响

[目的]研究土壤调理剂对重度镉污染土壤改良及农作物吸收累积镉的影响。[方法]利用恩施富硒高镉地区表层土壤作为盆栽供试土壤,以辣椒为供试作物,通过开展盆栽试验,研究9种土壤调理剂对辣椒生长、吸收积累镉以及土壤中镉形态变化的影响。[结果]土壤调理剂的施用能明显降低辣椒果实中镉含量,降幅76.35%～90.27%,总体以T₄土壤调理剂(12.99%小麦秸秆生物炭+6.49%过磷酸钙+64.94%凹凸棒石+2.60%硅肥+12.99%贝壳粉)效果最佳。添加生物炭比菜籽粕试验组提升土壤pH效果更好;土壤调理剂的施用能显著降低可交换态和碳酸盐结合态镉含量,且可以促使镉向农作物不可利用的铁锰结合态以及残渣态转变,同时提高了植物叶片的光合速率,促进了植株的生长。辣椒果实镉含量与土壤中镉相关关系表明,辣椒在吸收土壤中水溶态镉的同时,也会对碳酸盐结合态镉进行吸收。[结论]在恩施富硒高镉地区施用“12.99%小麦秸秆生物炭+6.49%过磷酸钙+64.94%凹凸棒石+2.60%硅肥+12.99%贝壳粉”组合的调理剂可有效降低农作物对镉的吸收。高镉地区进行农作物安全种植不仅要降低能被植物直...     

石灰氮调理剂在重金属镉、镍污染农田上的试验效果初探

通过在轻度镉、镍污染的稻田进行石灰氮调理剂田间对比试验,探讨镉、镍轻度污染农田的土壤原位钝化修复技术。结果表明,向农田土壤中施加石灰氮调理剂可使土壤中重金属镉、镍的有效性降低,进而降低水稻籽粒中镉、镍的含量,对水稻产量影响不大。试验中水稻籽粒中镉含量降低8.85%~29.62%。由此可见,向农田轻度污染土壤中施加钝化剂可以在一定程度上降低作物籽粒中镉含量。相关研究结果为水稻田轻度污染边治理边利用提供了一定的技术支持。     

不同钝化剂及其组合对玉米（Zea mays）生长和吸收Pb Cd As Zn影响研究

选取硅藻土、生物炭、沸石粉、石灰及其组合开展田间试验,研究它们对玉米(Zea mays)生长、玉米籽粒吸收Pb、Cd、As、Zn与土壤有效态Pb、Cd、As、Zn的影响。结果表明,除石灰粉外,施用其他3种钝化剂及其组合均能促进玉米生长,增加玉米株高、叶面积和生物量,显著提高玉米产量。4种钝化剂及其组合可升高土壤的p H值和降低土壤中的有效态Pb、Cd、As、Zn含量,与CK处理相比,施用不同改良剂导致土壤有效态Pb降低6.82%~20.46%,有效态Cd降低12.76%~28.28%,有效态As降低26.89%~48.74%,和有效态Zn降低13.88%~28.95%,其中BZD(生物炭+沸石粉+硅藻土)处理降低效果最明显,BLD(生物炭+石灰粉+硅藻土)处理次之;4种钝化剂及其组合都能降低玉米籽粒对Pb、Cd、As、Zn的吸收,其中BZD处理能明显降低玉米籽粒中Pb、Cd、As、Zn含量,较对照分别降低47.71%、95.00%、90.90%、31.41%。在原位钝化修复镉-砷-锌复合污染农田土壤时,BDZ组合的施用效果最佳。     

秸秆还田对镉污染农田土壤中镉生物有效性的影响

通过温室盆栽试验和土壤培养试验,研究了重金属镉污染水稻土和人为模拟镉污染土壤上不同种类和不同量的作物秸秆还田后,土壤中可提取态镉的动态变化规律以及对白菜生长和吸收重金属镉的影响.结果表明,秸秆还田显著提高了2 种镉污染土壤的pH值.镉污染水稻土上还田玉米和菜豆秸秆显著提高了土壤中醋酸铵提取态镉和DTPA 提取态镉含量,秸秆还田后2 周时醋酸铵提取态镉含量增加了17%～33%,随时间延长,土壤中可提取态镉增加变的不明显.模拟镉污染土壤上还田玉米和菜豆秸秆对土壤中醋酸铵提取态镉和DTPA 提取态镉含量影响不明显.镉污染水稻土上秸秆还田量2%时显著降低了白菜体内镉含量,还田菜豆秸秆和玉米秸秆白菜体内镉含量分别降低了18%和27%.还田玉米秸秆影响了白菜生长,降低了白菜的产量;模拟镉污染土壤上还田菜豆秸秆对白菜生长和镉含量影响不明显,但还田2%玉米秸秆降低了白菜生物量,增加了白菜镉含量.     

生物调理剂对土壤镉活性的影响研究

我国工农业的迅速发展,对土壤环境造成了不同程度的镉污染,农田土壤镉污染治理已经引起全球的高度重视。选取一种降低重金属生物有效性的新型生物调理剂,采用室内培养试验研究其对土壤镉活性及形态的影响。结果表明:生物调理剂中富里酸和溶解性有机物质(DOM)含量高达129.65和202.4 g/L,且微生物群落结构丰富,其中以芽孢八叠球菌属为主。生物调理剂加入到土壤后的前4周,土壤中水溶态及有效态镉含量随生物调理剂添加量的增加而降低,到第6周时低生物调理剂用量下(1%～2%)水溶态及有效镉含量升高,而高生物调理剂用量(6%～10%)水溶态及有效态镉含量下降,且形态分析表明高生物调理剂用量促进Cd向弱活性态转化。生物调理剂从土壤pH值、Eh值、DOM 3方面影响土壤水溶态及有效态镉含量,研究结果为生物调理剂在农田镉污染治理中的应用提供科学依据。     

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。     

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。     

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。     

不同土壤调理剂对耕地及稻米中重金属含量的影响

为保障食品安全生产,为重金属污染土壤的修复提供参考,以位于广西壮族自治区河池市宜州区北牙瑶族乡保良村都良屯受镉污染农田为研究对象,选用WH5S、WH8P2、PX7D、PX5E、PX5B 5种土壤调理剂对该耕地进行修复,探究其对土壤pH、镉、砷、铅、铬和稻米中重金属含量的影响。结果表明：与对照相比,施用5种土壤调理剂均能显著提高土壤pH,其增幅为11.25%～20.59%;5种土壤调理剂的施用均能降低土壤中的砷、汞含量,其降幅分别为5.84%～35.23%,3.43%～18.51%;土壤中的镉含量无明显变化;除土壤调理剂PX5E外,其余土壤调理剂对土壤中铅、铬无明显影响,但可增加土壤中阳离子交换量,其增幅为23.32%～48.91%;5种土壤调理剂可降低土壤中的有效态镉含量和稻米中的镉含量,其降幅分别为22.21%～31.50%,43.35%～67.93%。综合来看,5种土壤调理剂均能提高土壤pH,且对降低土壤中有效态镉有显著作用。从降低稻米中镉含量的效果看,WH5S、WH8P2和PX5B对稻米中镉含量的控制效果最佳,分别较对照低0.39 mg/kg、0.42 mg/kg、0.45 mg...     

不同钝化剂处理对稻米镉积累的影响及其时效性评价

通过田间试验对不同钝化剂处理降低稻米镉积累的时效性进行研究。结果表明,与钙镁磷肥、羟基磷灰石和对照处理相比,石灰处理可以显著提高土壤pH,明显降低土壤有效态镉含量和稻米中的镉含量。在4个水稻种植季中,2个石灰施用量处理平均降低稻米中镉含量41.5%和54.4%,在第2个水稻种植季中,稻米中镉含量降低幅度最大,降低幅度分别为55.5%和77.6%。研究结果可以为镉污染农田的安全利用、土壤镉钝化剂的施用和安全稻米的生产提供科学参考。     

不同钝化剂对大白菜产量和吸收Cu、As、Cd、Pb的影响

【目的】旨在为Cu-As复合污染农田土壤安全利用和蔬菜的安全生产提供理论依据。【方法】选取生物炭、土壤调理剂、腐殖酸钾、石灰粉及其组合开展田间试验,研究不同钝化剂对大白菜(Brassica bara L.)产量、地上部吸收Cu、As、Cd、Pb与土壤有效态Cu、As、Cd、Pb的影响。【结果】除石灰处理外,施用其他3种钝化剂及其组合均能明显提高大白菜产量。4种钝化剂及其组合可升高土壤pH和有机质含量,明显降低土壤中有效态Cu、As、Cd、Pb含量,与处理CK相比,施用不同钝化剂导致土壤有效态Cu降低7.25%～33.64%,有效态As降低6.67%～17.65%,有效态Cd降低18.80%～30.83%和有效态Pb降低22.42%～33.49%,其中处理BRH(生物炭+土壤调理剂+腐殖酸钾)降低效果最明显,处理BLH(生物炭+石灰粉+腐殖酸钾)次之;不同钝化剂及其组合均能降低大白菜可食用部位对Cu、As、Cd和Pb的吸收,以处理BRH降低大白菜可食用部位Cu、As、Cd、Pb的效果最显著,较处理CK分别降低51.21%、56.89%、74.67%和78.23%。【结论】在原位钝化修复C...     

纳米矿物基土壤调理剂对水稻的降镉效果

将纳米矿物基土壤调理剂应用于湖南省株洲市镉污染稻田进行修复效果验证。结果表明:施用矿物基土壤调理剂对水稻产量无显著影响,但可显著降低稻米中的镉含量,并在一定程度上减少土壤有效态镉含量。施用该土壤调理剂100~300 kg,土壤有效态镉含量下降18.52%~31.48%,稻米镉含量则下降19.23%~38.46%,降镉效果随其施用量的增加而增强。     

不同钝化剂对水稻田镉污染的修复效应

通过大田试验,分析不同钝化剂对水稻田土壤镉(Cd)污染的修复效果及对水稻生长的影响。结果表明,石灰、生物炭、有机肥、钙镁磷肥处理均能显著增加土壤pH值,分别增加12.9%、5.7%、4.7%和5.5%。石灰、生物炭与钙镁磷肥处理能显著降低土壤有效态Cd含量,降低作用表现为石灰>生物炭>钙镁磷肥,分别降低50.0%、33.7%与15.1%。石灰、有机肥、钙镁磷肥处理能显著增加水稻产量,增幅分别达16.2%、20.1%和11.1%。石灰处理的水稻籽粒中Cd含量下降幅度最大,达41.3%。石灰对Cd污染水稻田土壤修复方面表现出高效的修复潜力,可为浙江省水稻田Cd污染土壤修复治理提供科学依据。