交流电场和水分对褪色柳-东南景天混栽修复镉污染土壤的影响

  目的  研究交流电场和土壤水分对褪色柳Salix discolor-东南景天Sedum alfredii混栽模式下镉污染土壤修复效率的影响。  方法  通过土壤盆栽试验,研究不同水分[湿润(60%土壤田间持水量)、高水分(100%土壤田间持水量)]和不同交流电场(0和0.5 V·cm?1)的组合处理,对土壤镉活性、褪色柳和东南景天生长及镉吸收与积累的影响。  结果  交流电场显著提高土壤有效态镉质量分数、促进褪色柳和东南景天地上部对镉的积累,与对照相比,有效态镉质量分数显著提高16.13%(P＜0.05),柳叶、东南景天地上部镉积累量分别提高12.61%、22.50%;高水分+电场处理有利于提高土壤pH、碱解氮质量分数,以及残渣态镉所占比例,与对照相比分别提高6.47%、12.09%、22.89%(P＜0.05),但会影响褪色柳、东南景天积累重金属镉,与对照相比,柳叶、东南景天地上部镉积累量分别降低95.60%(P＜0.05)、18.02%。  结论  土壤湿润条件下施加电场有利于褪色柳-东南景天修复镉污染土壤,褪色柳和东南景天地上部镉总积累量分别是其他处理的1.13~1.93倍。表4参40     

碱性肥料和生物质炭对土壤镉的钝化效果

采用室内土壤培养试验方法,以碱性肥料(钙镁磷肥、硅钙钾镁肥)和生物质炭(竹炭、木炭)为改良剂,按1%(质量分数)用量施加入Cd污染农田土壤,在不同培养时间(0、30、60、90、120 d)分别取样,测定土壤pH值、有机质含量、Cd有效性及其形态,研究不同改良剂对土壤Cd的钝化效果和机理。结果显示,施加硅钙钾镁肥和钙镁磷肥能够在较长时间(120 d)里提高土壤pH值,而生物质炭在这方面的作用微小;碱性肥料和生物质炭都可提高土壤有机质含量,以木炭的提高作用最大。施加碱性肥料或生物质炭均较对照显著降低了土壤中Cd的有效态含量,以硅钙钾镁肥和木炭的效果最佳,竹炭在对镉钝化作用的持续时间上表现欠佳。至120 d,各处理的Cd有效态含量较对照降低8.22%~50.68%。Cd形态分析表明,施加改良剂提高了Cd的稳定性,残渣态Cd比例提高。由此可见,利用土壤改良剂治理污染土壤,不仅需要关注改良剂本身对土壤改良和Cd有效性的影响,还需考虑其作用时间的持久性。     

高效栽培雷竹林土壤重金属含量的分析研究

雷竹(Phyllostachyspraecox)是最近十几年发展起来的优良笋用竹种,近年来以重施肥和冬季地表覆盖增温为核心的高效栽培技术在生产上得到了大面积推广。为了解高效栽培雷竹林土壤重金属含量现状,采集了浙江省雷竹主产区40个样点土壤样品,利用ICP法分析了土壤重金属含量。结果表明,雷竹林土壤重金属镉(Cd)、铬(Cr)、铜(Cu)、铅(Pb)和锌(Zn)全量含量分别为0.23±0.11,68.23±25.61,23.26±6.61,12.47±2.86,108.50±54.92mg/kg,所有样点5种重金属全量均未出现超标现象。Cd、Cr、Cu、Pb和Zn有效态含量分别为0.028±0.025,0.150±0.102,3.482±1.304,1.636±1.022,10.814±9.767mg/kg,5种重金属有效态含量变异均明显大于全量。重金属Cd、Cu、Pb和Zn有效态含量占全量百分比较高。从不同栽培历史雷竹土壤重金属含量变化来看,Cu、Pb、Zn3种元素随着栽培历史延长,土壤中全量含量显著上升,其中Cu上升量最大,栽培历史从2～3年延长到8～10年,Cu含量增加了1.39倍。重金属Cd、Cu、Zn全量与有效态含量间具有显著或极显著相关性。     

生物炭对土壤理化性质及作物生长的影响

通过大田试验研究了生物炭对红壤改良及青菜生长和产量的影响。结果表明:生物炭对青菜株高及产量增加有促进作用,施加生物炭可以提高土壤有机碳含量,而对土壤有效氮、磷、钾影响较小。     

淹水条件下有机肥对土壤重金属形态转化及迁移的影响

采用土柱模拟试验,利用欧共体参比司提出的BCR连续提取法,探讨了重金属Zn,Cu,Pb,Cd在农田土壤中的化学形态及迁移风险。结果表明,施用不同有机肥对重金属向下迁移影响不大,淹水9个月后,Zn,Cu,Pb,Cd从表层土壤（0-20 cm）向下迁移了约2 cm,集中于20-22 cm土层,不易对深层土壤造成污染。添加有机肥后,0-10 cm土层中Zn,Cu,Pb,Cd的酸溶态比例随着淹水时间的增加而降低,而可还原态比例却随之升高,表明有机肥对重金属的有效性有一定的抑制作用。在此期间,可氧化态和残渣态的含量基本保持不变,两者百分比之和在各元素中均小于15%。     

西北典型林地和农田土壤锌的吸附-解吸特性研究

采集我国西北地区的黄绵土、土娄土和石灰性褐土3种典型土壤,分别包括农田和自然林地土壤,通过不同土壤类型及利用方式的比较,研究这三类土壤对锌的吸附-解吸特性。结果表明,各土壤对锌的吸附量均随平衡液锌浓度的增加而增大,均可用Langmuir方程、Freundlich方程和Temkin方程来描述,相关系数均达到显著或极显著水平;土壤对锌的解吸量随吸附量的增大而增加。在3种土壤中土娄土对锌的最大吸附量、最大缓冲容量以及对锌的吸附作用力以及固定量都最大;石灰性褐土对锌的最大吸附量大于黄绵土,而黄绵土对锌的最大缓冲容量、吸附作用力和固定量大于石灰性褐土。3种土壤对锌的吸附和解吸曲线有明显的相似性,自然林地土壤改为农田利用后,土壤对锌吸附-解吸性质均有一定的变化,但变化不是太大。     

氮素营养对重金属超积累植物东南景天吸收积累锌和镉的影响

以重金属锌、镉超积累植物东南景天Sedum alfredii为研究材料,采用营养液培养法研究了氮素营养对东南景天生长及对重金属锌、镉吸收、积累和转运能力的影响。结果表明：适当的氮素营养能够促进东南景天的生长,提高东南景天地上部富集重金属的能力,在供氮2.50 ~ 5.00 mmol·L^－1时,东南景天地上部生长和重金属吸收、积累最佳,锌和镉质量分数分别达12.00 g·kg^－1和2.00 g·kg^－1。在应用东南景天重金属超积累植物进行土壤重金属污染修复时需要合理施用氮肥,从而提高植物修复土壤重金属污染的效率。图1表4参15     

低磷胁迫对山核桃幼苗根系形态和生理特征的影响

通过水培实验比较了山核桃Carya cathayensis幼苗在正常供磷（0.10 mmol·L^－1）和低磷胁迫（0.02 mmol·L^－1）条件下的根系形态、磷营养特点、叶片光合作用以及叶片和根系分泌酸性磷酸酶活性的差异。结果表明,低磷处理显著降低山核桃植株干质量、磷质量分数和磷积累量（P＜0.05）;与正常供磷相比,低磷处理条件下山核桃根长、根表面积和根体积显著降低（P＜0.05）;低磷处理显著降低山核桃叶片光合速率和气孔导度（P＜0.05）,但对叶片胞间二氧化碳摩尔分数无显著影响,这表明低磷胁迫对山核桃叶片光合速率的抑制作用主要是由于非气孔因素引起的。低磷胁迫使山核桃叶片酸性磷酸酶活性和根系分泌酸性磷酸酶活性显著增加（P＜0.05）,分别为正常供磷处理下的135%和159%,这表明磷缺乏诱导酸性磷酸酶活性的增加可能是山核桃适应低磷胁迫的机制之一。图4表1参28     

6种典型农田土壤的锌吸附-解吸特性

研究了中国6种典型农田土壤对锌的吸附-解吸特性,其中采自西北陕甘地区和东南地区浙江省的农田土壤各3种。结果表明,6种农田土壤对锌的吸附量均随平衡液锌浓度的增加而增大,均可用Langmuir方程、Freundlich方程和 Temkin方程来描述,相关系数均达到显著或极显著水平;6种土壤对锌的解吸量随吸附量的增大而增加,它们的相关性也达到了显著或极显著水平。东南地区土壤对锌的最大吸附量明显高于西北地区,其中青紫泥的吸附量最大,达到3 333 mg·kg^-1,黄绵土的最小（909 mg·kg^-1）;而西北地区土壤对锌的缓冲能力、吸附固定能力和固定量方面强于东南地区的红壤和青紫泥,利用Langmuir方程得出6种土壤（黄绵土、石灰性褐土、塿土、红色石灰土、红壤和青紫泥）对锌的最大缓冲容量依次为213,164,263,294,16和25 mg·kg^-1;根据土壤锌吸附?鄄解吸的线性回归曲线,计算出当土壤锌解吸量为0时,这6种土壤锌的固定量分别为56,97,126,135,55和98 mg·kg^-1。浙江红色石灰土由于其pH值与西北地区土壤相似,而有机质质量分数和阳离子交换量又比较高,故对锌的缓冲能力、吸附固定量高于西北地区土壤。图2表2参23     

添加竹炭对土壤化学性质和重金属有效性及水稻生长的影响

采用盆栽试验,研究竹炭对水稻生长、土壤理化性状及土壤重金属有效性的影响。设2种竹炭粒径(200 mm, 025 mm)和4个施用量(0, 5, 10和20 g·kg-1)处理。结果表明,水稻总干物质重随着竹炭施用量的增加而增加,但未受到竹炭粒径的显著影响;竹炭对水稻产量的促进作用主要通过增加穗数和穗粒数;添加竹炭有利于土壤pH趋于中性和有机质的积累,能够显著降低了土壤速效N,P,K含量;施用5 g·kg-1的竹炭即可显著提高土壤中Pb,Zn,Cu,Cd的活性;在合理的竹炭施用量和粒径条件下(10 g·kg-1,025 mm),米粒中Cd含量呈现下降的趋势。