Pb和Cd复合污染土壤酶活性和苋菜重金属富集特征

通过盆栽试验,研究了黄泥田土苋菜对Pb和Cd的吸收积累情况及土壤酶活性的变化规律。结果显示:对照CK苋菜地土壤重金属Cd、Pb的有效量均低于安全值,但处理T_1(Cd 0.6 mg/kg、Pb 300 mg/kg)、T_2(Cd 2.5 mg/kg、Pb 700 mg/kg)土壤的Pb有效量均大于高危值80 mg/kg;与CK相比,处理T_2土壤的蛋白酶活性显著(P 0.05)增强,而其过氧化氢酶活性显著(P 0.05)减弱;苋菜根系和可食部分对Pb和Cd的累积量均随处理浓度的增加而增加;与CK相比,T_1、T_2处理下苋菜可食部分Pb的含量分别提高了2.19、26.19倍,Cd的含量分别提高了2.31、10.71倍,根系中Pb的含量分别增加了9.34、10.64倍,Cd含量分别增加了2.31、28.50倍;苋菜对Cd的富集和转运系数分别为0.085～0.105和1.39～3.50,对Pb的富集和转运系数分别为0.001～0.003和0.00～0.07。     

土壤植物系统硒累积迁移的影响因素及调控

硒是一种对动植物以及微生物比较重要的元素。硒元素供给不足或者过量都会引起地方病的发生，如克山病和大骨节病就有可能与缺硒有关。目前有大量学者对土壤中硒的有效性、植物对硒的吸收和植物中硒的转运以及影响因素进行了全面深入的研究。笔者从土壤硒有效性以及植物对硒吸收两方面，综述了土壤质地、pH、有机质、氧化还原特性、植物种类、施肥、成土母质以及综合污染对土壤-植物系统中硒的迁移转化的影响及其机制，阐述了目前研究中出现的问题和不足，对未来需要进一步深入的研究提出了建议和展望。     

不同粒径磷矿粉钝化土壤重金属Cd、Pb的机制研究

采用盆栽试验,研究磷矿粉不同粒径(0.1、1.5、150μm)的3种不同用量(1、2、4 g·kg-1土)钝化土壤重金属Cd和Pb的效应及机制。结果表明,磷矿粉的粒径越小、用量越大,上海青产量越高,叶面积越大,植物体内Cd、Pb的含量越低,土壤中交换态Cd、Pb的含量越低,残渣态Cd、Pb的含量越高。与对照相比,0.1μm磷矿粉高用量(4 g·kg-1土)的处理上海青的产量和叶面积分别显著增加87.3%和147.9%,叶中Cd和Pb含量分别显著降低46.9%和61.9%,根中Cd和Pb含量分别显著降低47.9%和35.3%,土壤交换态Cd和Pb含量分别降低44.8%和44.9%。150μm磷矿粉低用量(1 g·kg-1土)处理叶面积、植物体内Cd、Pb含量与对照都没有达到显著差异。1.5μm磷矿粉处理效果介于0.1μm和150μm磷矿粉处理之间。可见,0.1μm磷矿粉钝化土壤重金属效果最好,其机制是降低了植物容易吸收的交换态Cd和Pb的含量。     

蝇蛆预处理及辅料添加对鸡粪堆肥氨挥发和温室气体排放的影响

为明确蝇蛆预处理及辅料添加对鸡粪堆肥过程中NH₃挥发及温室气体排放的影响,本研究分别将风化褐煤、厨余垃圾、蘑菇渣与鸡粪混合,在进行蝇蛆预处理后堆肥,研究试验过程中NH₃挥发和温室气体的排放规律。试验设置8个处理,分别为对照组（无蝇蛆预处理）：纯鸡粪（CK1）、30%风化褐煤+70%鸡粪（CK2）、30%厨余垃圾+70%鸡粪（CK3）、30%蘑菇渣+70%鸡粪（CK4）;试验组（蝇蛆预处理）：纯鸡粪（T1）、30%风化褐煤+70%鸡粪（T2）、30%厨余垃圾+70%鸡粪（T3）、30%蘑菇渣+70%鸡粪（T4）。结果表明：蝇蛆预处理能够延长堆肥高温期,≥50 ℃天数均达到10 d以上,相比CK1增加5~9 d;在整个试验期间试验组NH₃挥发集中在堆肥第2天,试验组NH₃累积排放量显著低于对照组,降幅达到42.7%~61.1%,菇渣添加处理的NH₃累积排放量在对照组中最低;风化褐煤的添加能够显著降低N₂O排放,T2相比于T1降低84.2%,CK2相比于CK1降低51.7%。蝇蛆预处理能够显著降低CO₂排放当量,相比CK1降低32.1%~73.2%,其中,T4的CO₂排放当量最低。研究表明,蝇蛆预处理能够提高堆肥温度、延长堆肥高温期、显著降低NH₃排放和CO₂排放当量,若从堆肥温度及CO₂排放当量方面考虑蝇蛆预处理和菇渣组合为最优处理。     

不同生育期施加超细磷矿粉对水稻吸收和转运Pb、Cd的影响

为了探究水稻不同生育期施加超细磷矿粉(100 nm)对Pb-Cd污染土壤Pb、Cd吸收和转运的影响,采用盆栽试验,研究了插秧前、分蘖期和扬花期施加不同用量的超细磷矿粉对水稻稻谷产量,植株Pb、Cd的吸收转运及对土壤中Pb、Cd形态的影响。结果表明,不同生育期施加超细磷矿粉的水稻稻谷产量增加了9.70%～26.60%,显著高于对照和普通磷矿粉处理。水稻根、茎叶、稻壳和稻米中Pb、Cd含量均随超细磷矿粉用量的增加而降低。插秧前施加超细磷矿粉稻米中Pb含量显著低于对照(75.7%～79.1%)和普通磷矿粉处理(73.5%～77.3%),降低效果好于分蘖期(51.4%～69.1%)和扬花期(51.9%～61.5%);而扬花期施加稻米中Cd含量显著低于对照处理(44.3%～71.9%)和普通磷矿粉处理(44.1%～71.8%),降低效果好于插秧前(32.7%～45.8%)和分蘖期(28.2%～39.9%)。施加超细磷矿粉后稻米中Pb、Cd含量大部分低于国家食品的限量卫生标准GB 2762—2017(≤0.2 mg·kg-1)。扬花期施加超细磷矿粉降低土壤交换态Cd的效果(16.8%～33.4%)好于插秧前(18.0%～27.8%)和分蘖期(11.8%～27.9%),插秧前施加超细磷矿粉降低土壤交换态Pb的效果(143.8%～193.3%)好于分蘖期(103.2%～183.4%)和扬花期(56.0%～160.6%)。土壤中交换态Cd、Pb含量与稻米中Cd、Pb含量呈显著正相关,相关系数分别达0.856和0.946。水稻Cd、Pb的吸收系数和初级转运系数均随超细磷矿粉用量的增加而降低,与对照差异显著。因此,超细磷矿粉可通过钝化土壤中交换态Pb、Cd,降低水稻对Pb、Cd的吸收转运,并提高稻谷产量。建议超细磷矿粉用量为2 g·kg-1土,单独Pb污染或Cd污染的土壤可分别在种植前或生长旺期施用,而复合污染的土壤在种植前施用综合效果较佳且操作方便。     

不同有机肥连续施用对土壤质量的影响

为研究不同有机肥连续施用对土壤质量的影响,综述国内外不同有机肥连续施用对农田土壤理化性质、土壤微生物以及土壤重金属的影响及作用机理,并对有机肥合理利用提出建议。研究表明：连续施用有机肥能显著改善土壤结构,提高土壤的水肥调控能力,增加土壤养分的有效性,平衡土壤养分,提高土壤酸碱缓冲性能,优化土壤微生物群落的结构和功能;但长期施用有机肥会增加土壤和植物中重金属累积风险,特别是畜禽和污泥有机肥。国内外研究大部分是粪肥与污泥和化肥的配施对土壤和作物中重金属含量进行分析,对研究畜禽粪污施用年限以及有机肥长期施用下土壤中重金属的演变特征及机理探讨相对较少,今后还需加深有机肥连续施用对土壤重金属影响机理方面的研究。     

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。     

钙胁迫下花生荚果微区特征及植株生理生化反应变化

通过盆栽试验研究钙胁迫对花生荚果中果皮层微区结构及植株生理生化的影响。结果表明，缺钙的花生荚果中果皮层薄壁细胞组织钙缺失，“填充物”少且不牢固；相关的植株酶等分析表明，缺钙的植株光合产物转化率低、运转不畅，荚果处于相对“饥饿”状态而导致空秕。     

3种不同性质改良剂对镉锌污染水稻土的修复效果及评价

采用盆栽试验,研究施用石灰、有机肥、海泡石3种不同改良剂对水稻土培养的小油菜生物量、镉锌吸收量、吸收系数的影响。结果表明:施用改良剂,小油菜(Brassica campestris Linn)连种3季的生物产量都显著提高,对镉锌的吸收量降低,其中以石灰和有机肥配施的效果最好,增产170%以上;单施改良剂降低小油菜对镉锌的吸收以石灰的效果较好,海泡石的最差。小油菜对镉的吸收系数大于锌的吸收系数,说明镉在土壤中的移动性比锌大,施用石灰降低吸收系数的效果最好;施有石灰的使小油菜中镉、锌含量达到食品卫生标准;改良剂对镉的后效好于对锌的后效。