湖南省主要蔬菜土壤的肥力特征与蔬菜硝酸盐污染现状研究

通过典型区域调研,全面查明了湖南省主要蔬菜基地的主要肥力特征与环境硝酸盐的污染现状,阐明了土壤硝态氮和地下水硝酸盐的分布特点与成因,发现菜园土硝态氮的含量主要与距施氮时间长短密切相关;系统分析各类蔬菜硝酸盐的污染现状及其分布特征,探明了蔬菜硝酸盐的污染与其施氮水平和生态环境等的关系及其发展趋势,指出叶菜类的硝酸盐污染最为严重,是蔬菜硝酸盐污染防控研究的重点。     

腐植酸矿粉钝化红沙泥中镉的效应与作用机理研究

通过室内培养实验,研究了45%WHC(饱和田间持水量)和110%WHC两种水分条件下,施用腐植酸矿粉钝化红沙泥中外源镉(10 mg Cd/kg)的效应及其作用机理。结果表明:红沙泥中外源镉经陈化后约80%以交换态镉形态存在,施用腐植酸矿粉,能有效降低红沙泥中DTPA提取镉的含量,其降幅为4.8%-25.8%,并促使土壤中对植物有效性高的交换态镉向有效性低的碳酸盐结合态镉和铁锰氧化物结合态镉的转化,其效果是随着腐植酸矿粉用量的增加而显著增强,且45%WHC水分条件下的效果更好。其作用机理是:腐植酸矿粉中含有的大量活性基团与土壤镉直接发生了各种物理或化学反应,从而降低了土壤中镉的活性;同时,施用腐植酸矿粉改变了土壤的DOC、Eh和CEC等基本性质,进而改变了土壤中镉的赋存形态。研究结果还表明,在110%WHC水分条件下,降低DTPA提取态镉含量的主要影响因子是土壤的DOC与Eh,而45%WHC水分条件下,降低DTPA提取态镉含量的主要影响因子则是土壤的CEC。     

硒与黄腐酸组配对水稻镉吸收的影响

以Cd污染水稻土为研究对象,采用盆栽试验研究不同用量Se(0.5,1.0 mg/kg)与黄腐酸(0.6,1.2 g/kg)组配对水稻吸收积累镉的影响,并探讨其作用机理,以期为Cd污染稻田的安全利用提供科学依据。结果表明:单施Se可使土壤pH提高0.08～0.23个单位,土壤CaCl_2提取态Cd含量降低8.6%～20.9%,水稻地上部各器官Cd含量显著降低29.4%～39.5%,单施Se能有效降低水稻吸收Cd,并阻控Cd向地上部以及籽实中的转运。单施黄腐酸能显著降低土壤pH,但对土壤CaCl_2—Cd含量、水稻各器官Cd和Se含量(除低量黄腐酸处理叶片和糙米Cd含量外)及水稻各器官Cd的分配无显著影响。Se与黄腐酸组配对土壤pH的影响取决于二者的用量,黄腐酸与高量Se组配处理显著降低CaCl_2提取态Cd 16.5%～21.9%。Se与黄腐酸组配处理能显著减少水稻Cd的吸收及向地上部和籽粒的转运,更为有效地降低稻米Cd含量,高量Se与黄腐酸组配的2个处理与对照相比,稻米Cd含量分别降低38.1%和50.2%。总体来看,施Se能有效降低稻米Cd含量,而Se与黄腐酸配合施用降Cd效果更佳。     

3种有机物料对土壤镉有效性及水稻镉吸收转运的影响

种植绿肥、秸秆还田和施用有机肥是稻田土壤有机质提升的主要途径，明确其对土壤镉（Cd）有效性及水稻吸收积累Cd的影响，对于我国南方Cd污染稻田的安全利用具有重要指导意义。采用田间小区试验，设置等量（2 250 kg·hm^-2，干质量）紫云英、油菜秆和有机肥施用处理，通过测定二乙烯三胺五乙酸提取态Cd （DTPA-Cd）、根表铁膜Cd含量和水稻各部位Cd含量，结合土壤理化指标和酶活性变化，对比分析3种有机物料对Cd在土壤-水稻系统迁移转运的影响并探讨其机理。结果表明： 3种有机物料提高了土壤溶解性有机碳（DOC）、有机质含量和水稻产量，增强了土壤过氧化氢酶和纤维素酶活性，在一定程度上增加了根表铁膜量及其Cd吸附量。与CK相比，紫云英、油菜秆和有机肥处理水稻根对Cd的吸收分别增加4.22%、16.99%和38.27%（P<0.05），Cd由水稻根向稻谷的转运系数和叶向稻谷的转运系数均明显提高，水稻稻谷Cd含量分别显著增加32.67%、39.60%和54.46%（P<0.05）。在Cd污染土壤上施用有机物料虽能提升土壤肥力，但会促进水稻根系对Cd的吸收和向稻谷的转运。因此在南方Cd污染稻田应谨慎施用有机物料，防止由此导致的稻米Cd积累风险。     

洞庭湖区农田土壤肥力因子的演变及其原因分析

本文利用洞庭湖区的汨罗市、岳阳县、沅江市和汉寿县的测土配方施肥调查(2010)与第二次土壤普查(1982)的1517组点对点土壤数据,分析了该区土壤pH值、有机质、碱解氮、速效磷和速效钾5个肥力指标的变化,解析了该区耕作土壤肥力障碍因子的变迁,并分析了其形成原因。结果表明,经过近30年的耕种,该区土壤pH值平均降低0.4个单位,酸性障碍的比例已由有26%增加至53%,土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量均有明显的提高,平均增幅分别为21%、35%、139%和46%;土壤缺磷和缺钾障碍已由第二次土壤普查期间的25%以上降低至5%以内,已不是该区的主要障碍因子。其障碍因子变迁主要是由于近30年来,化肥,尤其是生理酸性肥料的大量施用,以及水稻土的酸缓冲能力弱导致的。     

赵其国,傅家谟院士等专家在湖南调研考察

5月26日至28日,由赵其国院士和傅家谟院士领衔的中国科学院学部土壤重金属污染问题与治理对策院士专家咨询组在湖南调研考察。来自中科院的南京土壤研究所、     

环洞庭湖区典型蔬菜基地土壤重金属污染状况研究

对环洞庭湖区典型蔬菜基地的土壤,按成土母岩母质研究了其重金属污染现状.结果表明第四纪红土发育的土壤综合污染指数处于警戒线附近,仅Cd出现15%的超标,未受到其他重金属的污染;板页岩与河流冲积物发育的土壤综合污染指数平均为1.14和1.02,均达到轻污染水平,污染元素均为Cd、Cu和Ni,板页岩发育的超标率分别为56%、75%和38%,河流冲积物发育的超标率分别为45%、26%和12%.该区土壤Cd污染比较严重可能是较高的Cd背景值和长期大量施用磷肥带入Cd元素共同造成的;Cu污染可能是长期施用大量粪肥引起的;Ni虽然也有超标,但可能并非受到外界污染,而是背景值较高引起的.该区第四纪红土发育的土壤质量较好,宜继续发展蔬菜种植;对河流沉积物和板页岩发育的土壤应注意Cd和Cu的污染.     

环洞庭湖区典型蔬菜基地土壤重金属污染状况研究

对环洞庭湖区典型蔬菜基地的土壤,按成土母岩母质研究了其重金属污染现状。结果表明:第四纪红土发育的土壤综合污染指数处于警戒线附近,仅Cd出现15%的超标,未受到其他重金属的污染;板页岩与河流冲积物发育的土壤综合污染指数平均为1.14和1.02,均达到轻污染水平,污染元素均为Cd、Cu和Ni,板页岩发育的超标率分别为56%、75%和38%,河流冲积物发育的超标率分别为45%、26%和12%。该区土壤Cd污染比较严重可能是较高的Cd背景值和长期大量施用磷肥带入Cd元素共同造成的;Cu污染可能是长期施用大量粪肥引起的;N i虽然也有超标,但可能并非受到外界污染,而是背景值较高引起的。该区第四纪红土发育的土壤质量较好,宜继续发展蔬菜种植;对河流沉积物和板页岩发育的土壤应注意Cd和Cu的污染。     

农艺调控措施对水稻镉积累的影响及其机理研究

利用盆栽试验研究了低镉积累品种种植(V)、全生育期淹水灌溉(I)和施用生石灰调节土壤pH值(P)3种农艺调控措施及其组合对河沙泥田中镉植物有效性的影响及其机理。结果表明:不同农艺措施使土壤的pH值提高0.05~0.9个单位,土壤NH₄OAc提取态镉含量降低5.1%~38.4%,水稻地上部镉含量显著降低。这3种措施组合(VIP)降低水稻吸收与累积镉的效果最佳,IP、PV次之;与对照相比,VIP处理糙米镉含量降低了61.5%,稻壳镉含量降低了70.9%。采取农艺调控措施处理不但可以有效降低水稻地上部分镉含量,而且能提高水稻产量,以VIP处理效果最佳,是对照的2.6倍。因子分析结果显示,低镉积累水稻品种种植和土壤pH值提高可有效降低糙米镉的积累,全生育期淹水与土壤pH值提高之间存在显著交互作用。可见,种植低镉积累品种结合土壤pH值调节和淹水灌溉对镉污染稻田的修复治理具有重要意义。     

洞庭湖区不同利用方式下耕作土壤的磷素状况

通过对湖南省沅江市典型区域高密度采样分析和农户基本情况调研,研究了洞庭湖区4种主要利用方式下的土壤磷素状况。结果表明,4种主要利用方式下的土壤磷素都呈盈余状态,盈余量为旱地>双季稻水田>水旱轮作地>一季稻水田。不同利用方式下土壤的全磷含量没有差异,平均1.00 g.kg-1;土壤提取磷(Olsen-P,下同)含量为旱地>双季稻水田>水旱轮作地>一季稻水田。成土母质(长江冲积物)是洞庭湖区土壤全磷和Olsen-P含量较高的主要原因,不同利用方式下磷肥施用和磷素平衡的不同是Olsen-P差异的决定因素。土壤微生物量磷(MB-P,下同)含量规律为双季稻水田>水旱轮作地>一季稻水田>旱地,其差异主要是由投入的有机物料量(双季稻水田>一季稻水田>旱地>水旱轮作地)引起的,而水旱轮作地的土壤MB-P偏高与采样时间正值油菜花期有关。