菌渣替代部分化肥养分施用对土壤养分含量及稻麦产量的影响

【目的】为探究不同菌渣替代部分化肥养分施用对稻麦产量及土壤养分含量的影响,优选出成都平原稻麦轮作模式下菌渣的化肥养分元素替代率与菌渣化肥配施方式。【方法】该研究以田间试验为基础,通过设置空白处理(CK)、常规化肥施用处理(CF)、茶树菇菌渣替代常规施氮肥量的25%(TMR1)和50%(TMR 2),平菇菌渣替代常规施氮肥量的25%(POR1)和50%(POR2)6个试验处理,系统研究了稻麦轮作模式下,不同菌渣的化肥氮、磷、钾养分替代率对土壤全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)含量和稻麦产量的影响。【结果】与CF处理相比,TMR1、TMR2、POR1、POR2处理在水稻生育期内的土壤TN、TP、TK含量和水稻产量分别显著提高22%、24%、23%、23%,9%、41%、26%、20%,11%、55%、53%、19%和7%、9%、6%、12%;在小麦生育期内的土壤TN、TP含量和小麦产量分别提高30%、10%、4%、12%,21%、12%、2%、19%和9%、16%、5%、12%,TMR1和TMR2处理土壤TK含量均提高6%,而POR1和POR2处理则分别降低了24%和22%。土壤养分含量及稻麦产量均与菌渣养分替代率呈现出显著正相关关系。【结论】不同菌渣替代部分化肥养分施用均能提高成都平原的土壤养分含量和稻麦产量,菌渣替代常规施氮量的50%对稻麦增产效果最佳。     

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。     

不同改良剂对玉米富集重金属含量的影响

[目的]筛选出能够最大限度降低植株重金属含量,价格较低廉且当地易获得的改良剂,为复合污染土壤的修复提供理论依据.[方法]通过大田实验,以不施改良剂为对照(CK),选用不同的改良剂(煤灰、菌渣、蚕沙、煤灰/菌渣、煤灰/蚕沙)施入受污染的土壤中,用原子吸收光谱法测定砷(As)、镉(Cd)、铅(Pb)、锌(Zn)等重金属在玉米不同生长时期和不同部位的富集情况,分析不同改良剂的改良效果.[结果]不同改良剂均能减少玉米植株各器官的重金属含量.在单独施用一种改良剂的情况下,与CK相比,玉米苗期施用煤灰后其根部吸收Cd、Pb、Zn的比例分别降低65.45%、29.00%和54.28%,蚕沙对地上部富集重金属的抑制效果最佳,吸收As、Cd、Pb和Zn分别降低60.46%、68.87%、63.99%和19.51%;在玉米成熟期,蚕沙对玉米根、茎富集重金属的抑制效果最佳.在施用混合改良剂的情况下,玉米苗期施人煤灰/蚕沙和煤灰/菌渣两种改良剂能钝化多种重金属,尤其适用于多种重金属污染的土壤修复;煤灰/蚕沙对玉米的根富集重金属有很好的抑制作用,与CK相比,根对As、Pb、Zn的富集分别降低72.69%、35.38%和44.72%;对地上部效果最好的是煤灰/菌渣,与CK相比,地上部对As、Cd、Pb、Zn的富集分别降低76.80%、95.46%、74.38%和30.45%;在玉米成熟期,煤灰/蚕沙对玉米叶重金属的抑制作用最明显,与CK相比,叶对As、Cd、Pb、Zn的富集分别降低67.93%、83.33%、50.48%和53.63%,但测出玉米籽粒中Zn含量均超过或接近国家限量标准,不能食用.[结论]煤灰/蚕沙对玉米吸收重金属的抑制效果最佳,能极大地减少As、Cd、Pb和Zn4种重金属在玉米中的富集量并能增加玉米产量.     

赤泥和有机肥对镉、铅在水稻中吸收分布的影响

通过大田正交试验,研究添加赤泥和有机肥对Cd、Pb在土壤-水稻系统中分布规律的影响。结果表明,添加赤泥或有机肥后,水稻根际土壤pH值升高0.36～1.90个单位,根际土壤中Cd、Pb含量分别降低2.73%～26.25%和7.15%～34.26%,糙米中Cd和Pb含量分别降低23.24%～55.90%和11.76%～29.41%,其中单施赤泥效果最好,其次是配施,单施有机肥最差。添加赤泥和有机肥后,水稻各器官中Cd和Pb含量显著降低,不同生育期Cd和Pb的贡献率明显改变,且添加量及施肥方式（单施、配施）也有显著影响。与CK相比,降Cd效果最好的是单施赤泥4 000 kg·hm^-2,降幅为55.90%;降Pb效果最好的是赤泥（4 000 kg·hm^-2）与有机肥（1 000 kg·hm^-2）配施,降幅为29.41%。由于土壤中Cd（超标65倍）、Pb（超标7倍）污染程度较高,糙米中Cd、Pb含量仍超过食品污染物限量（GB 2762-2012）。因此,在重金属污染程度较高的稻田,仅通过添加土壤调理剂不能达到安全生产的目的。     

不同调理剂对黄壤重金属形态的影响

[目的]探究施用不同调理剂对贵州喀斯特地区黄壤pH和重金属(Cd、Pb、Cu和Zn)有效态含量的影响,为黄壤中重金属的固化及调理剂的田间应用提供参考依据.[方法]选取硅钙肥和硅粉2种硅酸盐肥料为供试调理剂,均设添加量分别为1%、5%、10%、30%和50%,以未添加调理剂为空白对照(CK),通过室内培养40 d后采集土壤样品,分析不同调理剂对土壤中pH、重金属(Cd、Pb、Cu和Zn)有效态含量及稳定效率的影响.[结果]随着硅钙肥添加量的增加,土壤pH总体上呈升高趋势,较CK上升0.22~0.88;添加硅粉使土壤pH降低0.13~1.62.硅钙肥添加量为1%~10%时,对土壤Cd、Pb和Zn稳定效率较好,最高稳定效率分别为12.42%、26.31%和5.55%;随着添加量的增加,硅钙肥对土壤Cu的稳定效率呈先下降再上升的变化趋势,添加量为50%时,土壤Cu有效态含量达最低值,稳定效率最高,达23.34%.硅粉添加量为1%时,对Pb、Cd和Zn稳定效率最高,分别达25.10%、4.82%和17.87%;随着硅粉添加量的增加,各重金属稳定效率呈下降趋势,添加量超过5%后,硅粉会提高土壤中Cd和Zn有效态含量,稳定效率降低;添加硅粉可使土壤Cu有效态含量升高,添加量为50%时,稳定效率达-74.60%.硅粉处理后,土壤pH与Cd、Cu、Zn有效态含量间均呈极显著负相关(P<0.01,下同),相关系数分别为-0.947、-0.932和-0.968;硅钙肥处理后,土壤pH与Cd、Cu、Zn有效态含量间呈正相关,与Pb有效态含量呈负相关,其中与Cu、Zn有效态含量的相关性达极显著水平.[结论]硅钙肥能提高土壤pH,而硅粉会降低土壤pH.2种调理剂添加量为1%~10%时,对土壤中Cd、Pb和Zn有良好的稳定效果,可在实际生产中推广应用.     

不同添加量重金属对水稻产量及籽粒重金属富集的影响

在吉林中部黑土区采用微区试验探讨了在土壤中添加不同重金属对水稻产量及重金属富集的影响,阐述了重金属在水稻植株中的分布特征、籽粒中的富集能力及与土壤中重金属含量的关系。结果表明,Pb、Hg的添加对水稻籽粒产量的影响差异不显著,随着Cd、As、Cr添加量的增加,籽粒产量呈下降趋势,差异达显著水平。各重金属在水稻籽粒中的迁移能力大小为:AsCdHgPb、Cr,水稻茎叶、籽粒中重金属含量与土壤重金属含量呈极显著正相关关系,且茎叶与籽粒之间的重金属含量也呈极显著正相关关系。根据回归方程计算得出引起水稻籽粒重金属含量超标(GB2762-2005)的土壤重金属临界含量分别为:Pb 43.5 mg/kg,Hg 0.19 mg/kg,Cr 355.8 mg/kg,As 0.82 mg/kg,Cd 1.29 mg/kg。     

生物炭添加对猪粪菌渣堆肥过程中Cu、Zn的钝化作用

为探讨生物炭对猪粪堆肥过程中重金属钝化效果的影响,利用强制通风静态堆肥技术研究不同生物炭添加量对猪粪菌渣好氧堆肥发酵效果及重金属Cu、Zn形态的影响。结果表明:与未添加生物炭堆肥处理相比,添加生物炭处理提高堆肥pH值0.2～0.3个单位,至堆肥结束时提高堆肥含水率15.6%～20.0%。添加生物炭改善了通气条件、pH、含水率等堆肥性质,加速了堆肥进程,其中6%和9%生物炭添加处理高温持续期显著高于未添加生物炭处理。堆肥处理后,猪粪、菌渣等混合物料中交换态Cu、Zn含量分别下降了4.25%～12.06%和2.83%～20.87%;堆肥处理能促进堆肥中Zn、Cu的形态向活性低的方向转化,降低重金属的生物有效性。堆肥物料中适量添加花生壳生物炭可提高对重金属Cu、Zn的钝化作用,其中6%生物炭添加处理对重金属Cu、Zn的钝化效果最好,分别为18.84%和11.55%。适量添加生物炭可加速猪粪菌渣堆肥进程和降低堆肥中Cu、Zn有效性,其中以6%生物炭添加量的钝化效果最好。     

赤泥不同施用量在土壤-水稻系统中生态效应的研究

采用盆栽试验研究赤泥不同施用量在土壤-水稻系统中迁移、积累规律及生态效应。结果表明：在供试土壤中处理2（25g赤泥／10kg土）与其他施用量处理相比较,株高增幅为3．7～10．2cm,每盆粒重增幅为3．3～16．6g。不同处理重金属Pb、zn和cd在植物体内各部分的分布为：根〉茎〉叶〉壳〉籽粒、根〉叶〉茎〉壳〉籽粒、根〉茎〉叶〉籽粒〉壳。水稻各部位吸收的Pb、zn、cd含量都表现施用赤泥处理为比对照的要低,处理6对降低作物Ph、zn和cd含量的效果最好,显著减少了籽粒中重金属含量。各处理重金属的迁移能力由高到低的顺序为：Cd〉Zn〉Pb,六个处理比较,随着赤泥用量的增加,Cd、zn和Ph的迁移能力越低。综合考虑水稻产量、经济效益和品质认为在供试土壤上按25g赤泥／10kg土施用赤泥较为合适。     

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。     

纳米羟基磷灰石钝化修复重金属污染土壤的稳定性研究

为评估纳米羟基磷灰石(Nano-hydroxyapatite,NAP)钝化修复重金属污染土壤的稳定性,采用一次性添加不同用量(0.5%、1%、2%,W/W)的NAP进行水稻盆栽试验,研究了一年和三年后土壤性质、有效态重金属(Cd、Cu、Zn、Pb)含量和水稻体内重金属含量的变化。结果表明:不同NAP施用量下土壤p H值在第一年和第三年分别显著提高了0.71~1.24和0.60~1.16,年际间p H提高幅度的差异较小,表现出较好的稳定性;第三年土壤中有效态Cd、Cu和Zn含量与对照相比降幅(62.7%~96.5%)要显著低于第一年(66.6%~98.4%),而有效态Pb含量的降幅(百分比)则略有提高,表明随着时间的延长,NAP固定土壤Cd、Cu和Zn含量的能力有所减弱,而对Pb的固定能力有所增强。添加NAP显著降低了水稻根中的重金属含量和糙米中Cd含量,糙米中的Pb、Cu和Zn含量也有所降低。糙米中重金属含量与土壤中有效态重金属含量呈正相关关系,表明NAP通过降低土壤有效态重金属来降低重金属在水稻籽粒中的累积。     

工厂化食用菌菇渣理化性状和安全性评价

【目的】对工厂化菇渣理化性状和重金属含量进行测定,为菇渣规模化利用提供理论依据。【方法】收集草腐型和木腐型食用菌工厂化栽培后的4种菇渣,并按照半年、一年自然堆置发酵后采样,对其pH值、EC值、有机质、含氮量等理化性质及菇渣中铜、砷、铅、铬、镉、锌6种重金属等进行分析。【结果】草腐型菇渣EC值在3.775.22mS/cm;木腐型菇渣EC值在2.473.79mS/cm;随着腐熟时间延长草腐型菇渣含碳、氮量增加,碳氮比非常稳定,木腐型菇渣含碳量、氮量明显高于草腐型菇渣,但稳定性稍差。草腐型菇渣As、Cr、Zn偏高;木腐型菇渣Zn含量显著偏高;Cd和Pb含量均未超标。【结论】草腐型菇渣EC值高于木腐型菇渣,木腐型菇渣含碳量、氮量高于草腐型菇渣,本试验所测菇渣Cd和Pb含量未超标。     

双孢蘑菇菌渣还田下水稻土Cu、Cd、Pb、Zn相关性分析及污染评价

为探究菌渣直接还田是否会给农田土壤带来潜在的重金属污染,在稻麦轮作条件下采用定位随机区组设计,共7个处理,包括CK（对照,不施肥）、T1（化肥提供100%纯N）、T2（菌渣提供100%纯N）、T3（菌渣提供120%纯N）、T4（菌渣提供140%纯N）、T5（菌渣提供100% P₂O₅）和T6（菌渣提供100% K₂O）,研究各处理下水稻土0~20 cm土层Cu、Cd、Pb和Zn含量变化情况,应用污染负荷指数法和潜在生态风险评价法对该层土壤进行污染评价,运用Pearson相关分析和聚类分析探究菌渣还田下水稻土重金属来源与菌渣的关系。结果表明,稻麦轮作后,水稻土重金属含量随菌渣施入量的增多而增大。污染评价结果说明,T1和T4处理给水稻土带来的重金属污染威胁及生态风险较严重,而T5处理带来的污染威胁和生态风险较轻微。经相关性分析得到,菌渣可能成为Cu、Pb和Zn来源。稻麦轮作时利用菌渣替代磷肥配施适量化肥可降低菌渣和化肥较高的重金属风险,有利于农业生产土壤资源的可持续利用。     

玉米籽粒重金属累积量与土壤重金属DTPA态含量的相关性分析

采集玉米籽粒及对应土样,分别测定籽粒Cu、Pb、Ni、Zn、Cr五种重金属元素的含量和土壤中五种重金属 DTPA态的含量并分析其相关性。结果表明,玉米籽粒中Pb、Ni、Cr含量与土壤相应元素DTPA态极显著正相关,Cu、Zn的相关性不显著;将 Cu、Zn分别与另四种重金属元素进行偏方差分析,结果反映其它四种重金属元素含量与籽粒中Cu含量相关性不显著;土壤中Cu含量与籽粒中Zn含量显著正相关。依据模拟的回归模型,可以通过检测土壤重金属DTPA态的含量来预测玉米籽粒是否有重金属超标的风险。     

有机钙蛋白对土壤改良效果及其影响评价

采用田间试验,研究了试验田土壤重金属含量、有机钙蛋白土壤改良剂施用对土壤及稻米重金属含量、水稻及其秸秆产量的影响,开展了地积累指数法和Hakanson潜在生态风险指数法评价。结果表明,土壤中的阳离子交换量在各处理中的差异不明显。重金属元素中全Cd、Cr含量在各处理中变化小,而Pb、有效Cd、Hg、As含量在各处理中差异性显著。土壤中Pb含量随着改良剂的增加呈先升后降的趋势,而有效镉含量随改良剂的增加,逐渐下降,二者具有显著的线性关系。各处理下稻米中的重金属Cr和Hg均未检测出,Pb和As含量远低于国家标准的限值,且不同处理间无显著性差异。随着改良剂的增加,稻米中Cd的含量逐渐减少,水稻及其秸秆产量明显增加。地累积指数法和Hakanson潜在生态风险指数法评价值均随改良剂施用量的增加而减小,改良剂施用量1 000 kg/667m2~较为适宜,降Cd效果、稻谷产量及经济性等综合效益最优。     

秸秆生物炭对水稻生长及滩涂土壤化学性质的影响

为改善滨海滩涂土壤结构和性质,提高其保肥供肥能力。本研究单施秸秆生物炭,并按滩涂土壤湿质量的5%、10%、15%和20%的比例将生物炭与滩涂土壤混匀,连续两年考察一次性施用生物炭以及生物炭改良滩涂土壤的效果。调查了两个稻季的水稻产量和谷草比,并监测了两个稻季土壤性质的动态变化。结果表明：适宜地添加秸秆生物炭增加了水稻产量、提高了谷草比;增加了土壤电导率（EC）和阳离子交换量（CEC）;提高了土壤碳、氮含量,但在稻季休闲期,土壤中碳、氮会发生矿化而引起碳、氮含量减少;生物炭的添加对滩涂土壤pH没有显著影响。研究表明,滩涂土壤施加秸秆生物炭可以改善土壤结构,培肥地力,在消化大量农作物秸秆的同时为粮食产区的发展分担压力。     

赤泥对重金属污染稻田土壤Pb、Zn和Cd的修复效应研究(英文)

[目的]研究赤泥对矿区重金属污染稻田土壤中Pb、Zn和Cd的修复效应,阐明其对重金属污染土壤的修复机理及肥效机制。[方法]通过土壤培养试验,研究了赤泥对土壤pH值和电导率(EC)的影响,探讨了其对土壤Pb、Zn和Cd重金属的修复效应。[结果]赤泥能显著降低土壤中交换态Pb、Zn和Cd含量,当赤泥用量为4%(W/W)时,培养30、60和90d后,交换态Pb含量分别比不施赤泥的对照处理下降了39.25%、41.38%和50.19%;交换态Zn含量分别比对照下降了49.26%、57.32%和47.16%;交换态Cd含量分别比对照处理下降了19.53%、24.06%和25.70%。施用赤泥对土壤5种形态Pb、Zn和Cd所占总Pb、Zn和Cd的比重有明显影响,不同赤泥处理均降低了土壤中交换态Pb、Zn和Cd占总Pb、Zn和Cd的比重,且该3种重金属各自所占比重均随赤泥施用量的增加而下降。[结论]该研究为赤泥在稻田土壤上的合理施用以及其减少稻田土壤重金属污染的研究提供参考依据。     

Cd Pb Cu Zn As复合污染对水稻的影响

应用田间试验和盆栽试验,研究Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｓ复合污染在草甸棕壤上对水稻产量及元素含量的影响。结果表明,在接近土壤环境质量标准低浓度水平下,水稻发育正常,减产幅度＜１０％,但土壤Ｃｄ、Ｐｂ临界值下降,籽实中Ｃｄ、Ｐｂ、Ｚｎ吸收系数提高,Ｃｄ、Ｐｂ含量超标,低剂量时Ｃｄ超标３７．５％,高剂量时超标１００％,增加了对人体健康潜在危险。主要原因在于５元素间存在协同作用,Ｐｂ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｓ的存在增加了Ｃｄ的活性与解吸率,使其易迁移,为防止土壤污染增加了困难。     

生物质炭对湘南矿区轻度Pb污染土壤性质及Pb的累积转运影响

为探讨生物质炭对湘南矿区附近轻度Pb污染土壤的改良效果,通过盆栽试验,研究不同施炭条件(0、0.5%、1.0%、2.0%)对水稻土壤性质及Pb在水稻中的累积转运影响。结果表明:施用玉米秸秆炭能使土壤pH值提高0.50~0.67个单位,有机质增加6.9%~25.1%,CEC升高24.7%~41.3%,土壤Pb的毒性浸出量降低4.4%~25.9%,且Pb的毒性浸出量与有机质、CEC分别呈极显著和显著性负相关;在相同施炭条件下,上述各指标在水稻生长的幼苗期和成熟期时存在差异,土壤pH值和有机质幼苗期高于成熟期,CEC和Pb的毒性浸出量幼苗期低于成熟期。水稻各部位中,根表铁膜对Pb的累积量最多,谷壳对Pb的转运能力最大,施用玉米秸秆炭能增加水稻根表铁膜及谷壳富集Pb的能力,降低水稻根系、茎叶及糙米中Pb含量,当施炭量≥1%时,糙米中Pb含量低于0.2 mg·kg~(-1),达到国家食品污染物限量标准。研究表明,生物质炭能够有效改良湘南矿区轻度Pb污染土壤,显著降低糙米中Pb的累积。     

Cu对杂交水稻‘B优827’耐旱性的影响

Cu是土壤和食品检测中重要的重金属残留指标.试验在盆栽干旱条件下,孕穗期对杂交水稻组合‘B优827’进行浇灌CuSO4处理,研究Cu对杂交水稻耐旱性的影响及其在土壤和水稻籽粒中的残留.结果表明:孕穗期施用50mg·L-1CuSO4水溶液后干旱处理较对照干旱处理单株产量提高52.7％、穗实粒提高37.5％、千粒重提高8.3％.同时施用适量的Cu对精米和土壤中Cu残留影响不最著.