水稻秸秆生物炭对3种土壤水溶态Cd动态变化的影响

【目的】探讨淹水环境下生物炭对不同类型土壤中镉(Cd)的钝化效果,为生物炭修复镉污染稻田土壤提供科学依据。【方法】将外源Cd添加到黄壤、红壤性水稻土和棕壤中,分别设置对照和添加5%(W/W)生物炭处理,通过室内模拟试验探讨淹水条件下生物炭对不同土壤中Cd钝化效果的影响。【结果】淹水初期(1 d),与对照相比生物炭处理显著降低3种土壤溶液的pH值和土壤氧化还原电位值(Eh),但提高了土壤电导率值。随淹水时间增加,对照处理的3种土壤Eh值均逐渐降低,生物炭处理可使土壤氧化还原反应减缓。在淹水初期,对照处理下的3种土壤水溶态Cd含量由高到低依次为:黄壤(272.5μg·L~(-1))红壤性水稻土(23.48μg·L~(-1))棕壤(1.44μg·L~(-1)),生物炭处理的3种土壤水溶态Cd含量分别降低31.66%、75.04%和66.67%。随淹水时间增加,对照处理下黄壤和红壤性水稻土的水溶态Cd含量均逐渐降低,到淹水30 d时的降幅分别为89.34%和76.53%;而生物炭处理的水溶态Cd含量降低幅度较小,分别为85.41%和37.03%。淹水30 d之后,与对照处理相比,生物炭处理的黄壤、红壤性水稻土和棕壤有效态Cd含量分别降低17.3%、56.3%和12.4%。【结论】5%生物炭处理可显著降低3种土壤的水溶态Cd含量。但随淹水时间增加,3种土壤的对照处理与生物炭处理之间的水溶态Cd含量差值均缩小。淹水30 d后,与对照处理相比,生物炭对水稻土有效态Cd含量的降幅大于棕壤和黄壤。     

水分与磷肥对土壤重金属有效态的影响研究

通过室内培养试验,研究了不同水分(淹水与非淹水)和不同磷肥(磷酸二氢钙-CDP、磷酸氢二铵-DHP)共同作用对土壤中有效态Pb、Cd、Zn和As含量的影响。结果表明:淹水能使酸性土壤p H值趋于中性,降低土壤Eh值,在非淹水处理(T0)中,较淹水条件下,土壤有效态Pb、Cd、Zn的含量分别降低了11%、13%和41%。无论淹水还是非淹水条件下,施用CDP、DHP均降低了土壤有效态Pb、Cd、Zn的含量,但是只有施用较高CDP(0.30 g·kg-1P2O5)的处理(T3)土壤中有效态Pb、Cd、Zn含量显著降低;在淹水和非淹水条件下,与对照(T1)相比,T3处理土壤有效态Pb含量分别降低了14%和13%,有效态Cd分别降低了15%和9%,有效态Zn含量分别降低了10%和9%。但是,淹水与磷肥均增加了土壤有效态As的含量,其中不施用任何肥料情况下,较非淹水,淹水使土壤有效态As含量增加46%;施用DHP对土壤有效态As含量影响较施用CDP大,并且施用量增加,土壤有效态As含量也增加。相关分析表明,土壤有效态Pb、Cd、Zn含量与土壤p H值、Eh值相关明显,而土壤有效态As含量主要受到土壤速效P含量的影响。     

全生育期淹水联合钝化材料对重度Cd污染下水稻生长和镉富集的影响

为解决中重度污染农田利用问题,本研究采集Cd含量为3.41 mg·kg~(-1)的污染土壤,应用盆栽试验方法,研究了全生育期淹水条件下,赤泥、海泡石、凹凸棒石和腐植酸四种钝化材料16个单一及复合配方对水稻产量、净光合速率、精米和米糠中Cd含量、铁膜Fe和Mn含量、土壤pH值和土壤有效态Cd含量的影响,以期为联合调控的效果提供数据支持。结果表明,四种钝化材料单施及复配均能不同程度增加稻米的产量和叶片的净光合速率,稻米产量与净光合速率呈显著正相关。所有钝化处理均显著降低了精米和米糠中Cd含量,0.5%赤泥、1.0%赤泥、1.0%海泡石、0.5%海泡石+0.5%赤泥、1.0%海泡石+1.0%赤泥、1.0%凹凸棒石+1%赤泥、0.5%海泡石+0.5%赤泥+0.5%腐植酸、1.0%海泡石+1.0%赤泥+1.0%腐植酸等9个处理均能使精米中Cd含量达食品中污染物限量标准(GB 2762—2017)(0.2 mg·kg~(-1)),其中0.5%海泡石+0.5%赤泥处理不仅对稻米Cd含量的降幅最大,而且投入量和经济成本较低。除单施腐植酸外,其他14个钝化处理均提高了土壤的pH值,显著降低了土壤有效态Cd的含量。土壤有效态Cd含量与土壤pH呈显著负相关。精米Cd含量与土壤pH呈负相关,与土壤有效态Cd含量呈正相关。所有钝化材料显著降低了水稻根系铁膜上Fe、Mn和Cd的含量,且精米Cd含量与铁膜Fe、Mn和Cd含量呈正相关,铁膜Cd含量与Fe含量呈显著正相关。这说明,16种钝化处理均能促进水稻的光合作用,进而增加水稻的产量;均能通过提高pH,降低土壤Cd有效态含量来减少水稻籽粒对Cd的富集(除单施腐植酸外);均能通过减少铁膜上Fe和Mn的含量,阻止铁膜对Cd的吸收,进而减少水稻对Cd的吸收和富集。0.5%海泡石+0.5%赤泥处理最佳。     

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。     

淹水土壤中菌渣的矿化及其对微量元素形态转化的影响

采用室内淹水培养的方法,设置不同菌渣用量(0、1%和2%)配施尿素(0、0.03%),研究菌渣在淹水土壤环境下的矿化特征和对微量元素形态转化的影响。结果表明:在培养第0天不同处理对土壤pH、Eh以及水溶性有机碳(WSOC)、氨态氮(NH_4~+-N)的影响不同,菌渣和尿素都能提高土壤pH,随着淹水培养时间的增加,各处理之间的差异变小,至60 d时各处理pH值在7.9~8.2。菌渣和尿素降低土壤初始(0 d)Eh值,在0~15 d不同处理变化复杂,但总体上随培养时间延长而下降,至30 d趋于稳定,到60 d时各处理Eh值在-160.5~-191.8 m V。土壤WSOC、NH_4~+-N含量随菌渣增施而升高。整个培养期中,WSOC含量前期变化复杂,在30 d后各处理都趋于下降,至60 d时CNF20处理的含量最高(95.3 mg·L~(-1)).与此相反,NH_4~+-N含量随培养时间延长不断上升,各处理均在第15天达最高值,至60 d时各处理含量接近(1.3~4.4 mg·L~(-1))。淹水处理有助于土壤中Fe、Mn、Cu、Zn其他形态向酸可提取态转化。淹水条件下施用菌渣对Fe、Mn和Cu具有钝化作用,对Zn的活性无显著影响。     

镉污染稻田水分调控与石灰耦合的季节性休耕修复效应

以镉(Cd)污染稻田为对象,研究休耕期间采用水分管理和施用石灰组合措施对土壤理化性状,及复耕后水稻产量和稻米Cd含量的影响。结果表明:与干旱处理相比,休耕淹水处理的土壤pH值下降,土壤有机质和阳离子交换量分布提高,并降低了土壤有效态镉和稻米镉含量;干旱或淹水休耕,水稻产量均增加;施用石灰显著降低了稻米镉含量,其作用效果随石灰用量的增加呈线性增加趋势,每施用石灰1 000kg/hm~2,土壤pH值提高0.24个单位、土壤有效态Cd含量降低0.007 5 mg/kg;干旱休耕时,晚稻降低稻米Cd含量效果最佳的石灰施用量为5120 kg/hm~2,稻米Cd含量为0.12 mg/kg;淹水休耕时,晚稻降低稻米Cd含量效果最佳的石灰施用量为4 636 kg/hm~2,稻米Cd含量为0.10 mg/kg。总体结果表明,镉污染稻田采取淹水+石灰的休耕模式更有利于降低复耕后稻米Cd含量。     

施用生物有机肥可降低糙米Cd含量 ——盆栽试验与田间试验比较

为探究生物有机肥对水稻糙米的降镉(Cd)效果,分别采用盆栽试验和田间试验研究了不同有机肥施用量对水稻土壤pH值、有机质含量、有效态Cd含量以及糙米中Cd含量的影响.盆栽试验结果表明,与对照相比,25～45 g/kg增施量处理的酸性土壤pH值显著提高0.97～1.12(P<0.05),有机质含量显著增加24.0％～32.4％,有效态Cd含量下降9.2％～36.8％,糙米中Cd含量显著减少67.7％～72.3％;随着有机肥施用量增加,土壤pH值、有机质含量以及糙米中Cd含量并无显著性差异.田间试验结果表明,与对照相比,25～45 t/hm2增施量处理的稻田土壤pH值提高了0.09～0.68,有机质含量增加4.7％～58.9％,有效态Cd含量显著降低26.6％～34.2％,糙米中Cd积累量显著减少30.6％～37.6％;施用量从25 t/hm2增加到35 t/hm2时,水稻成熟后土壤pH值和有机质含量显著增加,但有效态Cd含量和水稻糙米中Cd含量无明显差异;随着施用量继续增加,土壤pH值、有机质含量、有效态Cd含量和水稻糙米中Cd含量并无显著性变化.综上所述,相同水分管控条件下,盆栽试验中增施生物有机肥对提升土壤pH值和有机质含量、降低糙米中Cd含量的应用效果优于田间试验,但在一定施用量条件下均能显著提高酸性土壤的pH值和有机质含量,增强土壤酸碱缓冲能力,从而达到降低土壤中有效态Cd含量,显著减少水稻糙米中Cd积累量的目的.     

淹水过程中土壤硒的形态转化

对含硒(Se)土样进行淹水培养,运用连续提取法和X射线光电子能谱分析(XPS)技术,揭示淹水处理过程中土壤硒和铁氧化物的形态转化过程。结果表明,土壤氧化还原电位(Eh值)对土壤硒形态转化起主导作用,淹水培养过程中的水溶态和可交换态硒含量逐渐降低,元素态和残渣态硒含量逐渐增高;XPS分析结果表明,淹水15 d后土壤中Se(Ⅳ)占总硒的百分比由59.7%下降到48.3%,元素态和金属硒化物的含量分别升高了6.3百分点和5.1百分点。同时,淹水过程中土壤还原性铁含量增加,且铁氧化物晶体结构发生了变化。综上所述,土壤Eh值为影响硒活性的主要因素,Eh值对土壤硒形态转化起主导作用,土壤氧化性越强,土壤中硒的活性也越强。在淹水条件下土壤处在还原状态,土壤中硒的移动性逐渐减弱,生物有效性降低。     

镉污染稻田水分调控与石灰耦合的季节性休耕修复效应（英文）

以镉(Cd)污染稻田为对象,研究休耕期间采用水分管理和施用石灰组合措施对土壤理化性状,及复耕后水稻产量和稻米Cd含量的影响。结果表明,与干旱处理相比,休耕淹水处理的土壤p H值下降,土壤有机质和阳离子交换量分布提高了,并降低了土壤有效态镉和稻米镉含量;干旱或淹水休耕,水稻产量均增加;施用石灰显著降低了稻米镉含量,其作用效果随石灰用量的增加呈线性增加趋势,每施用石灰1 000 kg/hm~2的土壤p H值提高0.24个单位、土壤有效态Cd含量降低0.007 5 mg/kg;干旱休耕时,晚稻降低稻米Cd含量效果最佳的石灰施用量为5 120kg/hm~2,稻米Cd含量为0.12 mg/kg;淹水休耕时,晚稻降低稻米Cd含量效果最佳的石灰施用量为4636 kg/hm~2,稻米Cd含量为0.10 mg/kg,总体结果表明,镉污染稻田采取淹水+石灰的休耕模式更有利于降低复耕后稻米Cd含量。     

蚯蚓粪对镉在土壤-水稻系统中迁移转化影响

为降低稻米中镉(Cd)含量,探究了牛粪源蚯蚓粪对水稻不同时期Cd吸收积累的影响。选取中性水稻土,采用盆栽试验,对牛粪源蚯蚓粪添加下水稻生长过程中土壤氧化还原电位(Eh)、pH和土壤Cd形态的变化规律及水稻重金属Cd积累量进行测定分析。结果表明:相较于对照(不添加蚯蚓粪),施加蚯蚓粪使水稻土壤Eh显著降低,显著降低水稻分蘖期土壤pH值,进入抽穗扬花期后无显著影响;蚯蚓粪的添加改变了土壤Cd的赋存形态,在分蘖期除低添加量6.3 g C·kg~(-1)土外均显著降低环境活性态Cd含量,且添加量越大降幅越大,在水稻抽穗扬花期仅高添加量41.3 g C·kg~(-1)土有显著降低效果,在完熟期各处理组均显著降低其含量;施加蚯蚓粪能显著降低水稻糙米中Cd的含量,蚯蚓粪施用量6.3 g C·kg~(-1)土下糙米Cd含量降低48.08%,施用量达16.3 g C·kg~(-1)土时糙米Cd含量降至0.157 mg·kg~(-1),符合国家稻米Cd控制标准,继续增加施用量后糙米Cd含量无显著差异。对于水稻植株,蚯蚓粪在41.3 g C·kg~(-1)土下可显著降低全生育期各部位Cd含量,除抽穗扬花期茎部无明显规律外,其余各时期水稻根、茎及叶Cd含量均表现为蚯蚓粪添加量越大降低效果越明显。研究表明,蚯蚓粪在全生育期可通过降低土壤Eh影响土壤可交换态Cd含量从而降低水稻对Cd的吸收量。     

添加石灰、有机物料对酸性土壤镉活性的影响

本文研究了添加石灰(CaCO_3),有机物料(稻草、苕子)后酸性土壤 Cd 活性变化以及淹水,培养时间对酸性土壤 Cd 的活性影响。结果表明,施用石灰、有机物料后,酸性土壤 pH 上升,有效 Cd 含量下降,其有效 Cd 量与培养土壤 pH 呈明显负相关。淹水后,除施石灰处理外,所有处理土壤 pH 升高,有效态 Cd 降低,而培养时间对土壤 Cd 的活性无显著影响。土壤 Cd 的形态分级表明,和对照相比,添加石灰处理,松结有机态 Cd 和碳酸盐结合态 Cd 增多;添加有机物处理,土壤中松结有机态 Cd 和紧结有机态Cd 提高,进一步揭示了添加石灰、有机物料后土壤 Cd 活性降低的原因。     

重庆地区紫色土壤镉有效性水平及分异特性研究

通过对重庆地区不同紫色地层发育的紫色土壤系统采样分析有效态镉的含量、影响因素和分异特征,结果表明:有效镉的含量水平和分异值大小顺序为紫色潮土,棕紫泥土,暗紫泥土,灰棕紫泥土,红棕紫泥土,并且显著大于全国背景值0.079mg/kg;通径分析与有效镉影响因子大小顺序为有效Fe,有效Mn,有机质,有效Pb,有效Zn,有效Cu;与有机质和有效Cu,Zn,Fe,Mn,Pb含量呈极显著乘幂关系(r=0.406～0.545);在p=0.01水平,有效Cd与pH值呈极显著指数关系(r=0.406),并且淹水利用使土壤镉有效性提高.     

水淹条件下秋华柳对Cd污染土壤化学性质的影响

为探究秋华柳(Salix variegata Franch.)在消落带水淹环境中对Cd污染土壤化学性质的影响,设置无镉处理组(Cd0)和镉浓度为2mg/kg的镉处理组(Cd2),水分设置为正常供水组及土壤表面以上5cm水淹组,所有处理组包括秋华柳种植组和无植物组.结果表明:1)秋华柳种植及水分处理均显著降低了土壤的pH值,使土壤酸碱度趋向于中性.2)所有处理及其交互作用未对土壤有机质质量分数表现出显著影响.3)秋华柳种植、水分处理及其交互作用极显著影响了土壤全氮质量分数;植物处理以及植物与Cd的交互作用显著影响土壤全磷质量分数;土壤全钾质量分数受到Cd处理、植物与水分以及水分与Cd处理之间交互作用的影响显著.水淹条件下种植秋华柳后,其土壤全氮质量分数为正常供水条件下裸地的79%;在Cd污染环境中,种植秋华柳使土壤全磷质量分数降低了15%,水分与植物的联合处理使全钾质量分数降低21%.4)与裸地正常供水组相比,水淹条件下秋华柳种植显著提高了土壤碱解氮质量分数;土壤速效磷质量分数仅受到Cd处理的影响,植物和水分处理未对土壤速效磷质量分数形成显著性影响;在无Cd环境中,与正常供水土壤相比,水淹显著降低了土壤速效磷的质量分数.研究表明,水淹条件下,秋华柳的种植显著降低土壤pH值,将对土壤中Cd离子形态产生明显影响,有利于植物对Cd的吸收.土壤营养元素的潜在供应能力有所降低,供应容量与供应强度随元素种类的变化以及外界环境的影响而表现出一定的差异性.因此,建议在秋华柳修复消落带Cd污染土壤的过程中,严格监控土壤中营养元素的质量分数,在必要的时候可在每年退水期适当施肥以促进秋华柳的生长,从而保证更好的植物修复效果.     

生物炭耦合水分管理对稻田土壤As-Cd生物有效性及稻米累积的影响

选取湖南某矿区重金属Cd、As复合污染稻田土,以泰优390号为材料,通过盆栽试验研究湿润灌溉(CK)、农艺措施淹水(WF)、竹炭(ZC)、竹炭结合淹水措施(ZF)、稻壳炭(GC)、稻壳炭结合淹水措施(GF),对土壤中As、Cd生物有效性及水稻糙米中As、Cd累积效应的影响。结果表明,6种处理土壤pH值上升幅度为0.12~0.72个单位,均呈现先升高再下降,最后趋于中性的规律。相比对照,水稻全生育期5种处理Eh值均呈现下降趋势,而单一添加生物炭ZC、GC 2种处理乳熟期Eh显著高于同一生育期配施生物炭的WF、ZF、GF 3种淹水处理,并始终处于弱还原状态。各处理均能显著降低成熟期土壤Cd的有效态、酸可提取态和TCLP提取态含量,而As的有效态和TCLP提取态含量显著升高。WF、ZF、GF淹水配施生物炭处理糙米中Cd含量降低51.46%~57.28%,其中GF抑制效果最佳,与ZF呈现显著性差异;而籽粒中As的含量分别达到0.29、0.32、0.30 mg·kg-1,较CK组升高了39.74%~53.58%,三者并无显著性差异。2种仅添加生物炭的ZC、GC处理与对照相比,糙米中Cd含量降低16.50%、39.81%,糙米中As含量增加了27.24%、12.23%,但GC与CK处理并无显著性差异。因此,WF、ZF、GF及ZC处理可减少土壤中Cd的生物有效性,对重金属Cd污染稻田土壤修复具有重要意义,但会增加土壤中As溶出的风险及其生物有效性。而单一添加生物炭的GC处理可用于Cd-As复合污染农田,为稻田土壤Cd-As复合污染粮食安全生产提供理论依据。     

持续淹水对水稻镉吸收的影响及其调控机理

【目的】研究持续淹水对不同镉(Cadmium,Cd)积累水稻品种Cd含量的影响,通过分析持续淹水条件下土壤有效性Cd、植株Cd含量以及水稻根系Cd吸收转运关键基因表达,揭示持续淹水对水稻Cd积累的作用及其调控机制。【方法】采用水稻品种辐品36(FP36,Cd高积累品种)和中嘉早17(ZJZ17,Cd低积累品种),盆栽条件下(外源加入1.5 mg·kg-1 Cd Cl2)于水稻分蘖始期开始持续淹水处理,分蘖盛期取样分析植株Cd含量及Cd转运相关基因表达情况,测定土壤中有效性Cd、Fe、Mn含量和根膜Cd、Fe和Mn含量。相同处理继续培养至水稻完熟期,收获植株和稻米并测定Cd含量和产量。【结果】在Cd污染土壤条件下,与正常灌溉处理相比,持续淹水显著降低了分蘖盛期水稻FP36和ZJZ17的Cd含量,根部降幅分别为39.5%和33.9%,地上部降幅分别为62.1%和71.7%。在完熟期也表现相同作用效果,持续淹水显著降低完熟期水稻FP36和ZJZ17根部、地上部和稻米中Cd含量,FP36根部、地上部和稻米分别降低36.4%、43.7%和36.8%,ZJZ17分别降低62.5%、61.5%和55.4%。研究发现,持续淹水显著降低了两个水稻品种的土壤有效性Cd含量(降幅分别为12.1%和17.7%)和根膜中Cd的含量(降幅分别为52.2%和43.1%)。Cd胁迫下,持续淹水增加了土壤有效性Fe(增幅分别为23.7%和10.3%)和有效性Mn含量(增幅分别为24.5%和43.9%),也使根膜中Fe(增幅分别为83.1%和81.5%)和Mn含量(增幅分别为41.5%和27.7%)显著增加。更为重要的是,持续淹水显著下调了两个水稻品种根部Os Nramp1(58.3%和58.0%)和Os LCD(21.6%和17.8%)基因的相对表达量。【结论】持续淹水通过降低土壤有效性Cd含量和抑制Cd吸收基因表达(Os Nramp1和Os LCD)的双重调控作用,降低了水稻对Cd的吸收和积累。     

长期不同施肥对钙质紫色水稻土重金属累积及有效性的影响

为探讨长期不同施肥对石灰性紫色水稻土重金属累积及有效性的影响,以四川省农业科学院土壤肥料研究所长期定位试验为依托,研究了8种不同施肥条件下[不施肥(CK)、氮肥(N)、氮磷肥(NP)、氮磷钾肥(NPK)、有机肥(M)、有机肥+氮肥(M+N)、有机肥+氮磷肥(M+NP)和有机肥+氮磷钾肥(M+NPK)]土壤理化性质、重金属全量及有效量的变化。结果表明:长期施用氮磷、氮磷钾肥会降低土壤pH、CEC含量,提高土壤有机质、碱解氮及速效磷含量,改善土壤肥力,且与有机肥配施效果更优。长期施用化肥,土壤Fe、Mn、Cu、Zn、Pb和Cd含量变化不明显,有机肥及其与化肥配施后土壤Fe、Mn、Pb含量变化也不明显,Cd略有增加,Cu、Zn含量显著提高,但均低于我国农用地土壤环境质量风险筛选值(GB 15618—2018)。化肥对Cu、Zn、Pb和Cd的有效量影响不明显,磷肥可显著提高有效Fe含量,降低有效Mn含量,而有机肥提高Cu、Pb、Cd有效量,对其有活化效应。相关分析结果表明,土壤重金属有效量与理化性质、元素总量间的相关性因元素的不同而异。研究表明,长期施用化肥及有机肥不会造成石灰性紫色水稻土重金属含量超标的风险。     

增施生物有机肥对盐碱土壤养分的影响

以吉林省西部盐碱土为试验对象,通过田间试验研究了不同用量的生物有机肥对土 壤 有机质、养分含量和pH的影响。结果表明:生物有机肥能有效降低土壤pH。施入生物有机 肥后,从6～9月,盐碱地土壤有机质、全氮、有效钾含量和土壤pH均呈先下降后上升的趋势,7 月 份达最低值;土壤有效磷含量表现为逐渐降低的规律。与对照组土壤相比,生物有机肥的3个 处理均能显著降低土壤pH,提高土壤有机质、全氮、有效钾和有效磷含量,且随着生物有机肥 施用量的增多,其变化幅度逐渐增大。     

外源镉铅铜锌在土壤中形态分布特性及改性剂的影响

采用盆栽、田间试验及连续浸提分组方法，研究了外源Cd、Pb、Cu、Zn在土壤中的形态分布规律及石灰 钙镁磷肥施用对重金属形态分布的影响。研究结果表明，原状土中Cd主要以有机结合态为主，外源Cd污染土主要以残渣态和交换态为主。原状土中Pb、Cu、Zn主要以残渣态为主，而外源重金属Pb、Cu、Zn在土壤中主要以铁锰氧化物结合态为主。外源重金属土 石灰和钙镁磷肥后使土壤中的交换态Cd、Pb、Cu、Zn下降，而碳酸盐结合态Cd、Pb、Cu、Zn含量增加。pH提高，使土壤重金属的有效态含量下降，pH降低使重金属有效态含量增加。     

pH值和Fe、Cd处理对水稻根际及根表Fe、Cd吸附行为的影响

通过营养液-蛭石联合培养试验,设置系列pH值(4.5-7.5)和Fe、Cd处理,研究不同pH值及Fe、Cd浓度对水稻和蛭石表面Fe、Cd吸附的影响。结果表明,不同pH值处理下的根际氧化还原电位和酸度不同,0.9 mg/L Cd处理下的根际氧化势低于0.5 mg/L Cd,50 mg/L Fe处理下的根际酸度高于30 mg/L Fe处理。根表吸附Fe、Cd组分和数量都受根际Eh、pH值制约,根表Fe、Cd吸附量在处理pH值 6.0时最低,并分别在处理pH值 7.5和处理pH值 4.5达到最高。但根系表面对Fe、Cd的吸附机制与蛭石表面不同,蛭石吸附Fe主要为晶态Fe,占到总沉积Fe的73%-87%;水稻根表沉积Fe以非晶态Fe为主,占总沉积Fe的91%-95%;与处理pH值和根际Eh间有显著的相关性(蛭石晶态Fe:p_pH=0.011、p_Eh =0.042;水稻根表非晶态Fe:p_pH=0.050、p_Eh=0.004)。蛭石表面交换态Fe及交换态Cd与处理pH值和Eh间存在显著的相关性(pH值:p_Fe<0.001、p_Cd=0.009;Eh:p_Fe=0.016、p_Cd=0.002),而根表交换态Fe及交换态Cd仅与处理pH值间有显著的相关性(p_Fe=0.007, p_Cd=0.048)。不同Fe、Cd浓度处理对根际Eh、pH值的升降和根表Fe、Cd吸附均有影响。与对照相比,增Cd处理可以降低根际Eh和升高pH值,减少溶液Cd浓度并增加根表Cd吸附量;增Fe处理则可以升高根际Eh和降低pH值,增加溶液Fe、Cd浓度并减少根表Fe、Cd吸附量。这是水稻应对Fe、Cd浓度胁迫的生理反应之一。     

基施钢渣及生物炭结合水分管理阻控水稻镉砷吸收研究

采用土柱实验和田间实验,研究了不同水分管理、基施钢渣及生物炭对稻田-水稻系统中镉砷污染同时阻控的效果。土柱实验结果表明,持续性淹水(CF)降低了Cd的生物有效性,但显著提高了As在土壤中的溶出,钢渣显著提高了土壤p H,降低了土壤Eh,并同时降低了Fe和Cd的溶解,增加了土壤溶液中Mn和As的含量。田间实验结果表明,糙米中Cd和As的含量呈显著负相关(R=-0.838,P0.05)。好氧环境下,基施钢渣及生物炭(A+SS、A+SS+BC)无法抑制Cd在稻米中的积累,而持续性淹水环境下基施钢渣和生物炭(CF+SS+BC)对水稻Cd和As具有同时阻控的效果,这或可成为水稻镉砷同时阻控的配套技术。