生物炭基土壤调理剂对酸性菜田土壤的改良效果

为研究不同配比生物炭基土壤调理剂对酸性菜田土的改良效果,以生石灰、粉煤灰、钢渣和生物炭为原料,通过盆栽试验研究4种原料不同配比生物炭基土壤调理剂对酸性菜田土壤的改良效果及对油麦菜养分吸收、产量的影响。试验采用4因素3水平正交试验。生石灰、粉煤灰、钢渣用量水平为0、2.5、5.0g·kg^-1,生物炭用量水平为0、25.0、50.0g·kg^-1,共9个处理,每个处理设4次重复。结果表明：施用不同配比生物炭基土壤调理剂后,土壤pH显著提高0.82~1.75个单位,土壤交换性钙、阳离子交换量（CEC）分别显著增加38.52%~122.63%、41.10%~78.65%（P<0.05）;土壤微生物丰富度提高,其中溶杆菌属（Lysobacter）、马赛菌属（Massilia）等微生物增加最为明显;油麦菜对N、P、K的吸收量增加7.94%~64.79%,产量增幅达8.03%~16.68%;土壤碱解氮含量显著降低,土壤脲酶和过氧化氢酶活性变化不显著;施用适宜配比的生物炭基土壤调理剂后,土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、交换性镁含量以及土壤磷酸酶和蔗糖酶活性均有不同程度的提高。研究表明,生物炭基土壤调理剂对酸性菜田土壤具有良好的改良效果,当生石灰、粉煤灰、钢渣和生物炭的施用量分别为5.0、2.5、5.0g·kg^-1和50.0g·kg^-1时效果最佳。     

昆山市土壤养分现状与变化趋势研究

2009年对昆山市土壤养分进行检测,检测结果显示:有机质35.5 g·kg^-1,全氮2.22 g·kg^-1,碱解氮162 mg·kg^-1,有效磷15.1mg·kg^-1,速效钾115 mg·kg^-1,pH值6.0。与第二次土壤普查相比,有机质和全氮含量呈上升趋势,碱解氮、有效磷、速效钾含量明显提高,pH值呈下降趋势。     

活性铁铝矿物对农田土壤有机碳固定的研究

为了解活性铁铝矿物对农田土壤有机碳固定的贡献，量化了重庆西部地区不同土壤类型与耕作制度下61个典型农田土壤的表层（0~30 cm）、中层（30~60 cm）、底层（60~100 cm） 3层的活性铁铝矿物所固定的有机碳量（OC_Fe-Al）。结果表明：OC_Fe-Al表现为表层（均值2.02 g·kg^-1） > 中层（均值1.37 g·kg^-1） > 底层（均值1.19 g·kg^-1）；OC_Fe-Al占土壤总有机碳的范围为12.8%~83.6%。3层土壤的活性铁铝矿物平均固碳量，在不同土壤类型中，石灰岩土最高（1.83 g·kg^-1），紫色土最低（1.40 g·kg^-1）；在不同耕作制度中，水旱轮作用地最高（1.65 g·kg^-1），旱作用地最低（1.50 g·kg^-1）；在不同地形中，陡坡地最低（0.97 g·kg^-1），平地（1.53 g·kg^-1）与缓坡地（1.54 g·kg^-1）较高；OC_Fe-Al与土壤Fe、Al及TOC含量呈显著正相关（P<0.01），与土壤pH呈显著负相关（P<0.01）。总体而言，活性铁铝矿物固碳是土壤固碳的重要机制且对底层土壤碳库的贡献率更大；而土壤类型、耕作制度、土壤pH等均会影响活性铁铝矿物对土壤有机碳的固定。     

三聚磷酸钠与柠檬酸复合强化蜈蚣草修复砷污染土壤

为研究化学活化剂三聚磷酸钠和柠檬酸配合施用对蜈蚣草萃取砷效率的影响,通过模拟实验,在含砷57.7 mg·kg^-1的水稻土中,探究了单一活化剂（三聚磷酸钠0.75 g·kg^-1土,柠檬酸0.75 g·kg^-1土）和三聚磷酸钠与柠檬酸配合施用（三聚磷酸钠：柠檬酸=0.375 g·kg^-1土：0.375 g·kg^-1土）对土壤有效态砷含量变化的影响;采用盆栽实验,探究了三聚磷酸钠和柠檬酸配合施用（三聚磷酸钠：柠檬酸=0.187 5 g·kg^-1土：0.187 5 g·kg^-1土）对蜈蚣草地上部萃取土壤砷的影响。模拟实验结果表明,与单一活化剂相比,三聚磷酸钠和柠檬酸配合施用对土壤砷的活化效果更显著。盆栽实验结果表明：与对照组相比,三聚磷酸钠和柠檬酸配合施用可使蜈蚣草羽叶干质量提高21.8%以上,砷萃取总量提高40.4%以上;根际土总砷含量下降,土壤脲酶和脱氢酶活性显著增加。研究表明在砷污染土壤施加三聚磷酸钠和柠檬酸,由于其提高了蜈蚣草植物干质量和土壤有效态砷含量,羽叶萃取砷效率明显提高。     

黄土高原东部潇河流域农田土壤有机质时空变异及影响因素

为揭示土壤有机质时空变化规律及其影响因素,通过收集黄土高原东部潇河流域1982年第二次土壤普查数据和2017年不同时期耕层土壤有机质含量的实测资料,应用地统计学方法对其进行分析。结果表明：从1982年至2017年,耕层土壤有机质均值由11.06 g·kg^-1升高至15.69 g·kg^-1,增幅为41.86%;近35年潇河流域农田耕层土壤有机质含量均呈增加趋势,空间分布呈现由中部向四周逐渐升高的趋势。从第二次土壤普查时期到2017年,耕层土壤有机质含量表现为从低级向高级逐渐累积的规律。其中,土壤有机质含量>20 g·kg^-1和15~20 g·kg^-1的土地面积从无增加到分别占流域总面积的0.74%和43.72%,10~15 g·kg^-1土地面积减少幅度最大,为29.93%,6~10 g·kg^-1土地面积从13.82%减少到1.57%,<6 g·kg^-1土地从有到无。成土母质、地形变化、种植结构、施肥是影响土壤有机质时空分异的主要因素,人类对土壤养分干预作用表现出增强的趋势,应注意土壤培肥,实行分区管理,以保证整个农业流域的可持续发展。     

青菜对三种土壤中典型抗生素的累积规律研究

为探究青菜对不同类型土壤中不同种类抗生素的吸收和累积特性,通过盆栽实验,观察了三类土壤（黄褐土、砂姜黑土、红壤）中磺胺二甲嘧啶（SM2）、磺胺甲噁唑（SMZ）、四环素（TC）、土霉素（OTC）4种典型抗生素在青菜中的累积规律。结果表明：青菜累积三类土壤中4种抗生素的含量均在第10天达到最高后逐渐下降;青菜中抗生素的含量随着土壤中抗生素初始含量（0.1~25.0 mg·kg^-1）的增大而增大,抗生素初始含量为25.0 mg·kg^-1时,青菜中累积的抗生素含量显著高于其他低浓度处理组（P<0.05）;土壤中抗生素初始含量为25.0 mg·kg^-1时,青菜从不同类型土壤中吸收同种抗生素的含量差异较大,排序为红壤（SM₂ 14 993.6μg·kg^-1、SMZ 12 199.2 μg·kg^-1、TC 646.1 μg·kg^-1、OTC 967.6 μg·kg^-1）>黄褐土（SM₂ 12 598.1 μg·kg^-1、SMZ 11 678.5 μg·kg^-1、TC463.5 μg·kg^-1、OTC 663.8 μg·kg^-1）>砂姜黑土（SM₂ 9 510.4 μg·kg^-1、SMZ 3 666.9 μg·kg^-1、TC 58.8 μg·kg^-1、OTC 90.5 μg·kg^-1）,土壤pH和有机质含量是影响青菜从土壤中累积抗生素的重要因素;在同类土壤中,青菜对不同抗生素的累积顺序为SM₂>SMZ>OTC>TC,导致青菜对不同抗生素累积差异的原因,除了土壤对四环素类抗生素（TCs）的吸附能力强于磺胺类抗生素（SAs）外,还与不同抗生素的理化性质（分子结构、形态）有关。青菜能吸收土壤中的抗生素,在移栽后第10天青菜中抗生素的含量最高,青菜易从酸性土壤（红壤）中吸收抗生素,中性土壤（黄褐土）次之,碱性土壤（砂姜黑土）最低,且青菜对SAs的累积能力强于TCs,土壤中抗生素的初始含量越高,青菜中抗生素的含量也越高。     

添加生物黑炭对茶园土壤CO2、N2O排放的影响

采用室内培养试验,研究了不同生物黑炭施用量对两种茶园土壤(红壤和黄壤)CO₂、N₂O排放特征的影响。生物黑炭用量设5个水平:H0(0 g·kg^-1)、H1(3.56 g·kg^-1)、H2(7.11 g·kg^-1)、H3(14.22 g·kg^-1)、H4(28.44 g·kg^-1).结果表明:红壤茶园土壤CO₂排放量显着高于黄壤,N₂O排放总量则低于黄壤;与H0处理相比,施用低量的生物黑炭(H1)对两种茶园土壤CO₂排放无显着影响;高量的生物黑炭处理(H3、H4)则显着增加土壤CO₂排放量,增幅为20%~47%(P<0.05).生物黑炭施用后(H2、H3、H4)明显降低两种茶园土壤N₂O释放速率及反硝化损失率,土壤N₂O排放总量降幅为37%~63%(P<0.05),反硝化损失量降幅22%~54%(P<0.05),且均随着生物黑炭施用量增加而增大。此外,从土壤pH值、无机氮含量和硝化率角度,探讨了生物黑炭影响茶园土壤CO₂和N₂O排放的因素。     

不同水分条件下多种Mn肥对水稻Cd累积的影响

为探讨不同Mn肥在淹水和落干条件下对水稻Cd累积的影响,分别于这两种水分管理条件下,对两个水稻品种施加MnCO₃、MnSO₄、MnCl₂、杨木屑吸附MnCl₂肥（PS-Mn）、米糠吸附MnCl₂肥（RB-Mn）,进行温室盆栽试验。3种无机Mn肥施用量为250 mg·kg^-1（以Mn计,下同）,2种有机Mn肥施用量为25 mg·kg^-1（对应的Mn施用量为PS-Mn： 380 mg·kg^-1,RB-Mn： 177 mg·kg^-1）。试验所用土壤中Cd含量为0.75 mg·kg^-1,pH 6.33。结果表明,持续淹水条件下水稻Cd含量明显低于落干条件（P<0.05）。落干条件下,2个水稻品种籽粒Cd含量均为MnSO₄、MnCO₃处理最低,RB-Mn处理最高。研究表明,持续淹水能显著降低水稻Cd含量,使之低于食品安全限值0.2 mg·kg^-1,但持续淹水可能使水稻减产;在落干条件下,施加MnSO₄、MnCO₃能降低水稻籽粒Cd含量至0.2 mg·kg^-1以下,但施加MnCl₂和2种有机Mn肥没有明显的降Cd效果,其机理有待进一步研究。     

基于GIS的环巢湖地区土壤养分空间变异特征研究

为探究环巢湖地区土壤养分的空间自相关性及其变异规律,在研究区域共采集8 073个土壤样品,基于GIS技术并使用地统计方法和Moran''s I指数法对土壤pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾和缓效钾进行了系统分析。结果表明：土壤pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾和缓效钾的均值分别为 6.07、19.97 g·kg^-1、1.16 g·kg^-1、112.95 mg·kg^-1、18.21 mg·kg^-1、130.88mg·kg^-1和378.58 mg·kg^-1,除有效磷为强变异外,其他养分均为中等程度变异;pH、全氮、有效磷、速效钾和缓效钾半变异函数最佳拟合模型为指数模型,有机质和碱解氮为高斯模型;pH和速效钾为中等空间自相关性,其他养分空间自相关性均较弱,表明养分空间变异主要受人为活动等随机性因素影响;各养分均为极显著空间正相关,其空间相关性大小依次为有效磷>速效钾>pH>缓效钾>全氮>有机质>碱解氮,且有效磷的空间自相关性显著大于其他养分。总体上看,环巢湖地区养分分布较为分散,南北方向有逐渐上升或下降的趋势,且养分高低值聚集区域也有明显的南北分布。     

超高效液相色谱串联质谱法测定番茄和土壤中咯菌腈残留量

建立了超高效液相色谱串联质谱（UPLC-MS/MS）法测定番茄和土壤中咯菌腈残留的检测方法。用乙腈水溶液提取样品中的咯菌腈,经PSA（N-丙基乙二胺）和硅镁型吸附剂净化后,以C₁₈柱为分析柱、乙腈-甲酸水溶液为流动相,采用超高效液相色谱串联质谱多反应监测,电喷雾负离子源,外标法定量。咯菌腈在0.01~2.00 mg·L^-1范围内与峰面积呈良好的线性关系,线性方程为y=3 412.6x+163.95,r²=0.999 5。向对照番茄果实和对照土壤中分别添加咯菌腈标样,添加水平分别为0.01、0.10、2.00 mg·kg^-1时,平均回收率分别为95.96%~103.17%和88.21%~106.88%,相对标准偏差分别为1.8%~4.6%和1.1%~6.2%。番茄和土壤中咯菌腈的检出限均为0.4 μg·kg^-1,定量限分别为1.4 μg·kg^-1和1.3 μg·kg^-1。该方法简单、快速,准确度和灵敏度都较高,适用于番茄和土壤中咯菌腈的残留分析。     

生物炭对水稻根际微域土壤Cd生物有效性及水稻Cd含量的影响

采用根际箱培养的方式,研究了在Cd污染土壤中施用生物炭对根际和非根际土壤pH值、Cd生物有效性及Cd在水稻植株不同部位累积量的影响。结果表明:土壤pH值随着输入生物炭比例增加有上升趋势。在不同用量生物炭添加下,根际和非根际土壤Cd有效态含量均有下降,其中,根际土壤在中用量(50 g·kg~(-1))生物炭处理下降幅最大,达13.9%;非根际第一、二层土壤在高用量(100 g·kg~(-1))生物炭处理下达显著差异(P0.05),分别下降了27.4%和22.9%,而第三层土壤Cd有效态含量在中用量(50 g·kg~(-1))处理下效果最明显,下降了29.2%。施加生物炭均降低水稻各部位Cd含量,且与对照相比,水稻根和糙米中Cd的含量在中用量(50g·kg~(-1))生物炭处理下达显著性差异(P0.05),分别下降了49.8%和81.2%;茎叶和稻壳分别在高用量(100 g·kg~(-1))和中用量(50 g·kg~(-1))处理下降幅最大,分别下降了28.2%和47.1%。由此可见,在Cd污染土壤中添加一定量的生物炭能提高土壤的pH值,降低土壤中Cd的生物有效性并抑制水稻对Cd的吸收。     

羟基磷灰石对铅、镉在土壤-水稻体系中吸收和转移的影响

为研究羟基磷灰石(HAP)对Pb、Cd在土壤-水稻系统中转移的影响,在Cd-Pb-Zn复合污染的土壤中施用不同用量(0、2、4、8、16、32 g·kg~(-1))的羟基磷灰石,进行了水稻的盆栽试验。结果表明,施用HAP显著提高了土壤pH,使水稻分蘖期和成熟期土壤中有效Pb含量分别降低13.47%~44.38%和8.72%~40.10%,使有效Cd含量分别降低9.75%~42.20%和8.50%~45.79%;施用HAP使宜优673糙米Pb含量降低了17.55%~88.74%,但使糙米Cd含量增加了45.63%~148.2%;施用HAP使分蘖期从茎到叶、成熟期从茎到糙米、成熟期从叶到糙米Pb的转移系数分别降低26.35%~71.62%、28.42%~74.74%和25.49%~82.35%,但使成熟期Cd从叶到糙米的转移系数增加了48.78%~182.93%。另外,施用HAP后土壤有效Zn含量也有所降低。以上结果说明,HAP通过降低土壤中Pb的有效性和抑制分蘖期Pb从茎到叶及成熟期从茎和叶到糙米的转移能力来降低籽粒中Pb的富集;HAP虽可以显著降低土壤中Cd的有效性,但成熟期Cd从叶到糙米转移能力的增强以及Cd、Zn之间可能的交互作用导致了籽粒中Cd的增加。因此,评价土壤重金属钝化剂的效果时不仅要考虑其对土壤重金属的钝化效果,也要考虑其对重金属在植物体内转移和分配的影响。     

叶面喷施不同浓度锌对水稻锌镉积累的影响

采用田间小区试验研究在水稻灌浆初期叶面喷施不同浓度锌(1~5 g·L-1Zn SO4)对水稻(株两优189)产量、各器官镉锌含量和镉转运的影响。结果表明:叶面喷施1~5 g·L-1Zn SO4对水稻产量无显著影响(P0.05)。叶面喷施1~5 g·L-1Zn SO4水稻各器官Cd含量降低、而Zn含量提高。糙米Cd含量降低9.0%~47.8%,Zn含量提高31.7%~55.6%。喷锌后根到第一节Cd转运系数(TF第一节/根)、旗叶向第一节Cd转运系数(TF第一节/旗叶)和穗轴到糙米Cd转运系数(TF糙米/穗轴)分别降低5.8%~43.7%、1.0%~30.3%和4.7%~26.7%。糙米Cd含量与TF第一节/根、TF糙米/穗轴和根Cd含量呈极显著正相关关系(P0.01)。研究结果表明,叶面喷锌降低糙米Cd含量主要是由于抑制根Cd吸收和降低根和旗叶向第一节及穗轴向糙米的转运引起的。喷施3~5 g·L-1Zn SO4显著降低糙米Cd含量,是叶面调控稻米Cd含量的适宜用量。     

水稻对外源硒的吸收利用研究

硒是人体必需的微量营养元素,食物是人体硒的主要来源,外源硒调控是生产富硒农产品的重要手段之一。通过盆栽试验,研究外源硒添加条件下水稻对硒的吸收利用问题。结果表明,土壤添加外源硒为0.2~0.6 mg Se·kg^-1土的条件下,对水稻的生长性状没有显著影响,但能显著增加水稻各部位的全硒含量。硒在水稻体内各部位的含量大小关系为：稻根 > 茎叶 > 糙米 > 精米 > 谷壳;但在各主要部位的总累积大小为：茎叶 > 糙米 > 精米 > 稻根 > 谷壳。在自然土壤上硒相对更多地富集于水稻根系,而外源添加四价硒处理,水稻吸收的硒相对更容易转移至地上部位,甚至更容易在糙米和精米中富集。水稻植株对外源硒的吸收利用率为2.87%~3.75%,地上部和籽粒累积外源硒的量占添加外源硒总量分别为2.60%~3.45%和0.94%~1.32%。     

不同改良剂对石灰性镉污染土壤的镉形态和小白菜镉吸收的影响

采用盆栽试验,分别在正常土壤(A)、低镉含量土壤(B)、高镉含量土壤(C)三种土壤上种植小白菜,研究4种改良剂(鸡粪、腐植酸、海泡石和生物炭)对小白菜生长、镉含量及土壤各形态含量的影响。结果表明,高施用量的鸡粪能显著提高小白菜的生物量,增加42.7%~79.8%。在B土壤中,除海泡石外,鸡粪、腐植酸和生物炭均增加小白菜地上部的镉含量;在C土壤中,4种改良剂对小白菜吸收镉均有促进作用。施入不同改良剂对土壤中镉形态的影响不同,在A土壤中镉主要以交换态和铁锰氧化态形式存在,在鸡粪和腐植酸处理下,土壤中镉主要以交换态和碳酸盐结合态形式存在,海泡石则增加了土壤中残渣态和有机态的比例。相关分析表明,小白菜镉含量与土壤中交换态镉、碳酸盐结合态镉、铁锰氧化态镉和有机态镉存在极显著正相关关系(P<0.01),与土壤总镉含量的相关性最好。     

氯虫苯甲酰胺在大豆和土壤中的残留及降解行为

建立了毛豆、植株和土壤中的氯虫苯甲酰胺的残留分析方法,并采用田间试验方法研究了氯虫苯甲酰胺在大豆植株和土壤中的消解动态及其在毛豆和土壤中的残留规律。样品用乙腈水溶液匀浆提取,经氨基固相萃取小柱净化,液相色谱-串联质谱测定,结果表明:氯虫苯甲酰胺在毛豆、大豆植株和土壤中的平均回收率为99.8%~107.6%,变异系数在1.7%~7.2%之间;最低检测浓度为0.05 mg·kg~(-1),最小检出量为2.5×10~(-10)g。田间残留试验表明,氯虫苯甲酰胺在大豆植株和土壤中的残留消解动态规律均符合一级动力学反应模型,半衰期分别为4.3~10.1 d和3.1~10.2 d;以195.7 g·hm~(-2)和293.6 g·hm~(-2)剂量,最多施药3次,距最后一次施药3d,氯虫苯甲酰胺在毛豆和土壤中的最高残留量分别为0.923、0.757 mg·kg~(-1),低于日本和澳大利亚规定氯虫苯甲酰胺在毛豆中最大残留限量1 mg·kg~(-1)。综上建议200 g·L~(-1)氯虫苯甲酰胺悬浮剂用于大豆防治豆荚螟时,最多施用3次,用量为195.7~293.6 g·hm~(-2)(36~54 g ai·hm~(-2)),安全间隔期为3 d。     

氟吡菌胺及其代谢物在黄瓜中的残留

为评价氟吡菌胺及其代谢物在黄瓜上的安全性，建立了同时检测氟吡菌胺及其代谢物2，6-二氯苯甲酰胺的高效液相色谱-串联质谱法。前处理采用以乙腈提取，无水硫酸镁、石墨化碳（GCB）和乙二胺-N-丙基硅烷（PSA）为分散净化剂的QuEChERS方法，应用高效液相色谱-串联质谱仪在多反应监测（MRM）模式下进行检测。结果表明，在0.05~5 mg·kg^-1的加标范围内，氟吡菌胺和2，6-二氯苯甲酰胺的平均回收率分别为82%~98%和90%~100%，相对标准偏差（RSD，n=5）分别为1.6%~7.9%和3.2%~9.4%，定量检出限（LOQ）为0.05 mg·kg^-1。最终残留试验表明：在氟吡菌胺推荐剂量（735 g·hm^-2）下，施药3次，距最后一次施药间隔1、3 d和5 d时采收，氟吡菌胺及2，6-二氯苯甲酰胺在黄瓜上的最高残留量均小于0.05 mg·kg^-1，低于我国规定的氟吡菌胺在黄瓜中的最大残留限量0.5 mg·kg^-1。该方法前处理过程简单、方便、快速，灵敏度、准确度和精密度均满足残留分析的要求，可用于氟吡菌胺及代谢物2，6-二氯苯甲酰胺在黄瓜中的残留检测。     

叶面喷施苹果酸对水稻Cd积累特性的影响

为了探讨水稻开花期喷施苹果酸对稻米Cd积累特性的影响,对4个早稻品种各器官的Cd含量及其Ca、Fe、Mn、Zn和氨基酸含量的变化进行了分析。结果表明,喷施2~3次5 mmol·L^-1苹果酸能使稻米、穗颈、穗节和旗叶中的Cd含量显著下降,稻米中的Cd平均含量从0.26 mg·kg^-1分别下降至0.14 mg·kg^-1和0.09 mg·kg^-1,降幅分别为46.15%和65.38%。喷施3次苹果酸后,稻米中的甘氨酸和缬氨酸含量分别增加了46.45%和34.56%。穗节中的Cd含量是穗颈和旗叶Cd含量的2~10倍,喷施2~3次苹果酸显著抑制了Cd从旗叶向穗节的转移,使穗节中的Cd浓度分别下降35.00%和56.88%。与此同时,喷施苹果酸使水稻各器官中Ca的含量显著上升,Fe、Mn、Zn的含量显著下降;其中稻米中的Ca含量增加16.02%~26.60%,Fe含量下降30.54%~43.14%,Mn含量下降23.07%~28.55%,Zn含量下降11.31%~19.57%。由此可见,喷施苹果酸主要通过抑制Cd由营养器官向籽粒的转运来降低稻米中的Cd含量,同时还能促进Ca的转运和稻米中氨基酸的合成。