污染土壤中有机质和重金属互相作用的模拟研究

    为了解污染土壤中有机质积累与重金属积累之间的相互影响,在供试土壤中添加不同等级的有机物料和重金属元素Pb与Cu,在培养条件下研究有机物对土壤重金属稳定性的影响及不同重金属添加量对土壤生物呼吸强度和有机质矿化的影响.结果表明,随着重金属添加量的增加,土壤微生物生物量和有机质矿化速率显著下降,添加的有机物料残留增加,促进了土壤有机碳的积累.同时,有机碳的积累又增加了土壤对重金属的吸附固定,增加了土壤中重金属的稳定性,降低了其淋溶性,有利于重金属在土壤中的积聚.分析结果表明,颗粒态有机质中重金属的富集是土壤有机质矿化减弱和重金属稳定性增加的主要原因.由此推断,污染土壤中重金属和有机质可通过形成重金属-颗粒态有机质复合体发生相互促进稳定或积聚的作用.     

兽药土霉素对水稻幼苗根系及部分生理特性的影响

为了解抗生素对农作物生长的作用机理,选择中国养殖业中普遍使用的土霉素,采用水培试验研究了不同污染水平土霉素对苗期水稻根系生长、根系活力、叶片叶绿素含量和氧化酶活性等的影响。结果表明,土霉素污染对水稻地下部分的影响明显大于地上部分。低浓度（0.5和1 mg·L-1）的土霉素处理能促进水稻根系总长度和根表面积的增加,增强根系活力;但高浓度的土霉素（>5 mg·L-1）可显著降低水稻根系生物量,对根系活力、叶片叶绿素含量和氧化酶活性有明显的限制作用,增加根系相对质膜透性。研究认为,高浓度土霉素可对水稻幼苗产生毒害作用,限制水稻幼苗正常生长。     

水耕人为土长期改旱后土壤类型演变的探讨

由于城市的扩展和农业产业结构的调整,中国已有大面积的水耕人为土利用方式由水田永久性地转变为其他农业用地,相应地土壤发生学性状和土壤分类地位也随之发生变化。通过对中国长江三角洲和东南丘陵地区61对水耕人为土及其相应的返旱后形成的土壤进行观察与采样分析,系统地研究了水耕人为土返旱后土壤发生学特征的变化特点,探讨了水耕人为土返旱后土壤类型演变及分类归属。结果表明:水田长期改旱地后土壤失去了"人为滞水水分状况",土壤水分状况转变为潮湿土壤水分状况、滞水土壤水分状况或湿润土壤水分状况;水耕表层与水耕氧化还原层的特征发生退化。改旱后检索出的土壤类型涉及3个土纲、4个亚纲、9个土类和14个亚类,主要为雏形土(占87%),其次为淋溶土(占10%),少数为潜育土(占3%)。由水田长期改旱地后形成的部分土壤与现有的《中国土壤系统分类》检索确定的类型在形态特征上存在明显的不协调现象,为此,初步建议在《中国土壤系统分类》中增设"残余水耕现象"和"残余水耕氧化还原层"等诊断层/诊断特性与"斑纹铁质湿润雏形土"及"斑纹钙质湿润雏形土"等土壤类别。     

土壤中兽用抗生素污染对水稻生长的影响

为了解农田土壤兽用抗生素污染对粮食作物水稻生长的潜在影响,选择我国养殖业中常用的抗生素之一土霉素作为目标化合物,试验研究了不同土霉素浓度水平对水稻苗期、生长期生长与产量的影响,探讨了水稻各器官中土霉素积累与土壤中土霉素浓度水平的关系。结果表明,土壤土霉素污染对水稻生长的影响主要发生在苗期,对地下部分的影响显著大于地上部分;苗期地下部生物量、根系活力、叶片叶绿素含量和氧化酶活性随浓度水平(30 mg·kg~(-1)以上)的升高而显著降低。苗期受到土霉素污染影响的水稻其影响一直可延续至整个生育期,表现在分蘖数降低、产量减少等。土霉素在水稻各器官中的积累量大小顺序:根系叶片茎秆籽粒。水稻对土壤中的土霉素富集能力较小,土霉素由根部向地上部分叶、茎、籽粒的迁移作用也较弱。考虑到当前农田土壤中土霉素污染水平一般较低(多在10 mg·kg~(-1)以下),且在谷物中土霉素积累水平较低,推断在目前农地土壤中土霉素污染水平下,其对水稻生长的直接危害相对较小。     

长三角城郊区沼液化学组分特点及其农用重金属污染风险评价

为了解沼液组分的变化特征,指导科学施肥,从长三角地区主要市县城郊区的养猪场、养牛场和一般农户的沼气池中共收集了39个沼液原样,测定了pH、有机碳、COD、全氮、NH₄-N、NO₃-N、有机氮、全磷、全钾和重金属元素铜、锌、铬、铅、砷、镉、汞等的含量,并用多元统计分析评估了组分之间的关系,分析了沼液灌溉农用的重金属污染风险。结果表明：除pH外,不同来源沼液的化学组成有较大的变化,变化幅度多属于中等变异和高强度变异。磷与多数重金属（包括Cu、Zn、As、Cr）含量由高至低依次为：养猪场沼液＞养牛场沼液＞一般农户沼液。主成分分析表明：沼液中磷、铜、锌、砷及铬含量变化相似,可能与饲料添加剂的使用有关;有机碳、COD和全氮、NH₄-N及有机氮显著相关,它们的含量可能与沼气发酵中有机物料的投量及成分有关;重金属镉和铅有相似的来源,可能受沼气池当地环境的影响。采用Nemerrow综合指数对沼液农用的重金属潜在污染进行评估,结果显示沼液的灌溉污染潜力均属于无风险的范围。但对于养猪场产生的沼液,在农用时应控制用量。     

蔬菜种植模式对涂地土壤性状及蔬菜连作障碍的影响

为探讨蔬菜种植模式和种植年限对蔬菜地土壤性状及蔬菜生长障碍发生的影响,在浙东滨海涂地区按蔬菜种植年限（5~10年和10~20年）和种植模式（水稻 蔬菜年内连作、露天蔬菜-水稻轮作、露天蔬菜、冬季大棚蔬菜 夏季露天蔬菜和常年大棚蔬菜）分组鉴定土壤质量与蔬菜地连作障碍,并与长期种植水稻等粮食作物的农田进行比较。结果表明：种植蔬菜后,土壤容重呈增加的趋势;与长期种植水稻的用地相比,露天蔬菜、露天蔬菜-水稻轮作和水稻 蔬菜年内连作有利于土壤结构的改善,但长期种植大棚蔬菜则可导致土壤结构的恶化。种植蔬菜后,土壤酸度增加,有机碳下降,磷素、氮素、有效钾和盐分明显增加,对大棚蔬菜地的影响比露天蔬菜地更为明显。土壤中磷素、氮素、有效钾的积累和土壤酸化随着蔬菜种植年限的增加而呈现增加的趋势;种植蔬菜也显著增加了土壤过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶和脱氢酶活性。研究区内蔬菜地连作障碍类型主要有病害、地下虫害、土壤理化性质恶化和缺素等,其发生比例随蔬菜种植年限明显增加,由低至高依次为：水稻 蔬菜年内连作地<露天蔬菜-水稻轮作地<露天蔬菜地<冬季大棚蔬菜 夏季露天蔬菜地<常年大棚蔬菜地。研究认为,蔬菜与水稻轮作可减少蔬菜连作障碍的发生。     

杭嘉湖平原水稻土磷的固定和释放特性研究

选择代表性土壤8个,采用等温吸附和室内加磷培养及化学提取等试验,研究了杭嘉湖平原主要水稻土对磷的固定和释放特性.结果表明:杭嘉湖平原水稻土对磷的吸附能力属中等水平,淹水还原条件下土壤对磷的吸附量明显高于氧化条件下的吸附量,前者在567.0～1505.0 mg/kg之间,后者在415.2～809.2 mg/kg之间,前者为后者的1.32～2.28倍.该区土壤对磷的吸附量主要与粘粒含量有关.加磷培养试验表明:水溶性磷随培养时间的增加而下降,至7 d达到动力学平衡.水溶性磷含量随土壤磷的积累呈指数增加,但随提取次数的增加而降低.在磷吸附作用较强的土壤中,水溶性磷随磷积累增加的变化程度小于磷吸附作用较弱的土壤.结果表明,用土壤磷的饱和度可很好地表征土壤磷的释放特性与磷积累的关系.     

浙江省农业面源氮磷的时空演变和对水环境的潜在影响

通过资料收集与分析,研究了1990～2005年浙江省主要农业面源氮和磷的时空变化规律.结果表明,化肥施用、畜禽粪便和居民生活污染物等产生的农业面源氮、磷时序变化明显,地域差异大.全省主要农业面源氮和磷结构组成为化肥>畜禽粪便>居民生活污水等.农业面源氮和磷的构成变化表明,化肥对农业面源氮和磷的贡献率呈逐年下降,而畜禽粪便的排放逐年递增.农业面源氮、磷可对水环境产生较大的潜在影响.加强人畜粪便的资源化利用、削减化肥用量和推动农村生活污水治理是解决农业面源污染的重要途径.     

利用磷饱和度指标评价水稻土磷素积累

为了解浙江省水稻土磷素积累状况及其对环境的潜在影响,从该省采集了近300个水稻土耕层土样,采用Schoumans和Groenendijk（2000）提出的方法,分析计算了土壤的磷饱和度。结果表明,浙江省水稻土磷饱和度有很大的变化,在0．4％～51．8％之间,其中〉25％的样品占12．97％,大部分在20％以下。土地利用方式对土壤磷的饱和度有很大的影响,长期种植蔬菜的水稻土有较高的磷饱和度,具较高的磷流失风险;而长期植稻的水稻土磷饱和度相对较低。相关分析表明,土壤磷饱和度与土壤速效磷之间存在相关,磷饱和度25％大致与土壤有效磷为40mg／kg相对应。     

秸秆还田方式对低丘橘园土壤碳库与蓄水能力的影响

为了深入理解秸秆还田对低丘柑橘园土壤的改良效果,采用田间微区方式开展2年试验,设对照（不施用秸秆）、覆盖还田、浅层还田、深层还田和全层还田等5个处理,比较研究了不同方式秸秆还田对土壤碳库及水分变化的影响。结果表明：各类秸秆还田方式均不同程度改善了土壤物理性状、有机碳含量、肥力指标和酶活性,但它们对不同深度土层的影响有所差异。秸秆覆盖还田只能改善表土最上部分土壤的理化性状,且对表层水分条件的改善优于其他还田方式;但其对深层土壤的影响不明显。秸秆翻耕还田兼具翻耕本身的松土作用和增加有机质输入,同时改善不同深度土层的物理性状与有机质和养分的积累,其对土壤性状的改良作用强度大于秸秆覆盖。总体上秸秆深层还田和全层还田对土壤改良作用的影响范围大于秸秆浅层还田,特别在增加深层土壤有机碳和水分的贮存方面秸秆深层还田效果尤为显著。研究认为,秸秆深层还田与地表覆盖相结合可全方位改善柑橘园土壤性状,新建果园前期可考虑以深层还田为主,后期逐渐转变为浅层还田或覆盖还田。