灌溉条件下铬在黄土层中迁移机制的研究

通过室内土柱淋滤试验,以灌水量和铬浓度为控制因子,研究铬在黄土层中垂向迁移规律及吸附特性,以便解决铬污染导致的土壤及地下水环境质量问题.试验共设5个灌水定额和5个铬浓度,采用完全组合设计,共25个处理.试验结果显示:(1)相同铬浓度条件下,铬含量与灌水量和土层含水量呈正相关；10 cm土层深度处,当铬浓度为25.0 mg·L-1、灌水量为318.5mm时,铬含量出现峰值98.7 mg·kg-1.(2)相同灌水量条件下,铬含量和吸附率都随铬浓度的增大而增大.表明铬在黄土中的迁移与土层深度、灌水量、土层含水量和铬浓度等因素密切相关.     

山东省青州市土壤养分元素有效量及其影响因素

为研究山东省青州市土壤养分元素有效量及其影响因素，通过系统采集分析390件表层土壤样品，获得了N、P、K、Cu、Zn、Mo、B 7种土壤养分元素全量和有效量以及pH和有机质数据，并对其进行了相关性和差异性分析。结果表明：研究区土壤Mo、B元素有效量低，总体表现为缺乏和较缺乏；N元素有效量背景值略高于临界值，分布不规律；P、K、Cu、Zn元素有效量变异系数均大于100%，呈现西低东高的空间分布趋势。相关性分析表明，N、P、K、Cu、Zn、B 6种元素全量与有效量呈显著正相关，测试的7种元素有效量与pH均呈显著负相关，N、K、Zn、B 4种元素有效量与有机质含量呈显著正相关。不同成土母质中，奥陶系和寒武系土壤pH、奥陶系土壤有机质含量显著高于全区，养分有效量在奥陶系土壤中总体较低。不同土壤类型中，粗骨土土壤pH和有机质含量显著高于全区，养分有效量在粗骨土中总体较低。研究区土壤养分元素有效量不仅与元素全量水平关系密切，同时受土壤pH和有机质含量的影响。     

天津小站稻种植区土壤主要微量营养元素的有效量及其影响因素

土壤调查研究表明，天津小站稻种植区土壤的微量元素全量中，Fe、Mn、Zn、S丰富，Cu中等，B、Mo和Se偏低；有效态含量中，Fe、Cu、Mn、S丰富，Zn和B中等偏上，较普遍缺Se，少部分土壤缺Mo。Cu、Mn、B、Mo、Se和S的有效量受全量的影响较大，Fe和Zn的有效量与其全量相关性不明显。Cu、Fe、Mo、Se、S和Mn的有效量受有机质含量的影响显著，pH对Mn和Se有效量的影响明显，水溶性盐含量与Fe、B和S呈显著正相关。天津稻田土壤需要针对性施用微肥、配施有机肥并适当调理土壤酸碱度。本研究对于稻田土壤改良和水稻品质提升具有重要理论与实用价值。     

蚯蚓对不同pH值土壤中铬赋存及细菌群落的影响特征

为明确蚯蚓活动对不同酸碱性土壤中铬(Cr)赋存和细菌群落的影响,采用控制试验探究了赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)对不同酸碱性(酸性pH 5.88、中性pH 7.55、碱性pH 8.97)、不同Cr含量(15 mg kg^-1和50 mgkg^-1)土壤中Cr赋存形态和细菌群落的影响。结果表明:接种蚯蚓后,土壤pH值向中性转变,低Cr含量土壤的pH值变化量大于高Cr含量土壤;相比于酸性和碱性土壤,接种蚯蚓后中性土壤中的Cr去除率最高,低Cr含量中性土壤的Cr去除率达62.74%,高Cr含量中性土壤的Cr去除率达37.51%;接种蚯蚓后,土壤中酸可提取态Cr的含量显著增加,残渣态Cr的含量显著降低;接种蚯蚓提高了酸性土壤中变形菌门的丰度、降低了放线菌门的丰度,提高了中性和碱性土壤中放线菌门的丰度,降低了变形菌门和拟杆菌门的丰度,显著提高了土壤细菌群落的丰度(Chao指数和ACE指数),但显著降低了其多样性(Shannon指数)。综上,蚯蚓通过摄食和被动扩散作用对中性土壤中Cr的富集、移除效果优于对酸性和碱性土壤,接种蚯蚓能够有效提升土壤中Cr的生物有效性,改变土壤的细菌群落结构。     

玉溪烟区土壤钾镁交互作用对烤烟化学及感官品质的影响

以2019年玉溪烟区9个植烟县34个主要植烟乡镇各1个代表性烟田的土壤和烤烟为研究对象，分析了土壤速效钾和有效镁及其交互作用对烤烟化学及感官品质的影响。结果表明：土壤速效钾和有效镁平均含量分别为325.9 mg/kg和207.9 mg/kg，变幅分别为93.0～713.0 mg/kg和40.0～610.0 mg/kg，土壤速效钾和有效镁缺乏的烟田分别占14.7%和23.5%。随着土壤速效钾含量的增加，烟叶钾含量先增后减，烟叶镁含量递增，烟碱和总氮含量先降后增，总糖含量、还原糖含量、糖碱比和氮碱比递减，其中土壤速效钾含量与烟叶镁含量呈显著正相关(P<0.05)。随土壤有效镁含量的增加，烟叶钾含量递减，烟叶镁含量递增，烟碱含量先增后降，总氮含量递增，总糖含量、还原糖含量、糖碱比和氮碱比先降后增，其中土壤有效镁含量与烟叶钾、镁含量分别呈极显著负相关和正相关(P<0.01)。土壤速效钾和有效镁含量的增加能分别显著提升烟叶清甜香和香气量(P<0.05)。土壤钾镁交互作用对烟叶总糖、还原糖含量及氮碱比均产生显著影响(P<0.05)。因此，为提升玉溪烤烟品质，应在适当施用镁肥...     

土壤外源铬的作物毒性响应及富集差异研究

为了研究土壤外源铬（Cr）对不同作物毒性和有效性的差异，本研究选用生菜、小麦和玉米作为受试植物，分别采用K₂CrO₄溶液和某化工厂Cr污染土壤作为土壤外源Cr污染来源开展了作物根伸长实验和田间试验。结果表明：两种外源Cr处理土壤中，小麦根伸长的EC₁₀和EC₅₀值（10%和50%效应浓度）分别为生菜相应值的2.22~2.35倍和1.45~1.87倍，说明生菜对土壤Cr污染更为敏感。外源添加化工厂Cr污染土壤的处理中EC₁₀值大约为外源添加K₂CrO₄处理土壤中的14~15倍，而对于EC₅₀值该倍数为4~5倍。田间试验中，与对照处理相比，两种外源Cr处理均显著增加了土壤中乙二胺四乙酸提取态Cr（EDTA-Cr）含量。生菜-小麦-玉米轮作过程中，在生菜种植的3个月内，土壤中EDTA-Cr含量下降迅速，不同外源Cr处理中下降了75.2%~89.4%。在小麦和玉米种植期间，EDTA-Cr含量下降速率变慢，到玉米收获后EDTA-Cr含量共下降了89.0%~94.9%，并且外源添加K₂CrO₄处理的土壤中EDTA-Cr含量的下降速率高于添加化工厂Cr污染土壤的处理。三种作物可食用部分Cr含量均低于国家食品安全标准，但生菜对Cr的富集显著大于小麦和玉米的。     

我国主要麦区土壤有效铁锰铜锌丰缺状况评价及影响因素

明确我国主要麦区土壤有效铁锰铜锌含量分布和影响因素，对了解麦田土壤微量元素供应能力、指导小麦丰产与优质生产至关重要。于2016—2021年连续6年，在我国17个小麦主产省/市采集1 314份耕层土壤样品，参考中国土壤有效微量元素分级标准，评价了我国麦田土壤有效铁锰铜锌丰缺状况，并采用随机森林方法定量分析了主要土壤化学性质对铁锰铜锌有效性的贡献。结果表明，我国主要麦区土壤有效铁含量介于1.8~612 mg?kg-1，平均为49.1 mg?kg-1，8.9%的样本未达到缺铁临界值4.5 mg?kg-1，且主要集中在北方、西北麦区的山西、陕西、甘肃等地，西南和长江中下游麦区有效铁较高。土壤有效锰介于0.1~176 mg?kg-1，平均为22.1 mg?kg-1，低于缺锰临界值5 mg?kg-1的样本占6.9%，缺锰土壤分布在西北、北方麦区的山西、陕西、甘肃、内蒙古等地，西南、长江中下游麦区土壤有效锰含量较高。土壤有效铜介于0.1~10.8 mg?kg-1，平均为1.9 mg?kg-1，仅1.8%样本未达到缺铜临界值0.5 mg?kg-1。土壤有效锌介于0.1~26.0 mg?kg-1，平均为1.4 mg?kg-1，14.3%的样本低于缺锌临界值0.5 mg?kg-1，主要分布在西北和北方麦区的山西、陕西、甘肃、内蒙古等省份，云南、贵州等西南麦区的有效锌较高。土壤基本化学性质中，pH对有效铁、有效锰含量影响最大，有效铁是铜有效性的重要因素，影响有效锌的主要因素是有效磷和有效铜。我国麦田土壤有效铁锰铜锌含量存在较大的区域变异，铁、锰、锌不足主要发生在北方石灰性土壤，南方麦田供应充足，几乎所有麦田土壤有效铜可满足作物铜需求。     

潍坊市土壤大量营养元素有效量及其影响因素

为研究山东省潍坊市土壤大量营养元素有效量分布规律及其影响因素，通过网格化采样，并进行分析测试，获得了碱解氮、有效磷、速效钾等土壤大量营养元素有效量，及对应元素全量、pH和有机质等数据，进行了丰缺空间绘图、相关性和差异性分析。结果表明：碱解氮、有效磷、速效钾含量均具有较强的空间变异性，尤以有效磷变异系数最高。空间分布上，碱解氮以较缺乏区占比最高，有效磷和速效钾以丰富区占比最高。碱解氮、有效磷、速效钾分别在砂姜黑土、潮土、滨海盐土中含量最高，且均与其他土壤类型差异显著。碱解氮、有效磷、速效钾与土壤理化指标关系密切，3种元素有效量均与有机质呈显著正相关；碱解氮与全氮、有效磷与全磷均呈显著正相关；碱解氮、有效磷与土壤pH均呈显著负相关；速效钾与土壤pH呈显著正相关。本研究揭示了大量营养元素有效量在土壤中的本底差异及影响因素，可为土壤肥力的空间调控提供科学依据，助力提升农业生产力水平。     

谷田土壤中细菌群落对铬胁迫的响应特征

为探究谷田土壤中细菌群落对铬（Cr）胁迫的响应特征，以种植‘晋谷21号’谷子（Setaria italica）的土壤为试验材料，通过Illumina MiSeq高通量测序技术，分析Cr（1 mmol·L^-1 Cr⁶⁺）胁迫前（CK组）及胁迫后6 h（Cr_6h）与6 d（Cr_6d）的谷田土壤中细菌群落的组成及多样性、群落构建机制及KEGG代谢通路活性的变化。结果表明： Cr胁迫后不同时间节点，谷田土壤中细菌群落在门水平和属水平的优势菌比例差异显著； α多样性呈阶段性变化特征，其中Shannon指数在Cr_6h下降，在Cr_6d上升（CK为6.07、Cr_6h为5.92、Cr_6d为6.04），Simpson指数变化趋势则相反（CK为0.006 8、Cr_6h为0.007 8、Cr_6d为0.006 8）。Cr胁迫后细菌群落的beta NTI值持续降低（CK、Cr_6h、Cr_6d分别为-2.68、-2.11、-1.91），群落构建在CK和Cr_6h阶段由确定过程驱动（|beta NTI|>2），而在Cr_6d阶段主要由随机过程驱动（|beta NTI|<2）；边数量和平均度显著下降，平均路径长度持续显著上升，同一模块中的细菌群落以正相关为主。研究表明，Cr胁迫显著影响了谷田土壤中的细菌群落。随着Cr胁迫时间的延长，细菌群落构建由确定过程驱动逐渐转变为由随机过程驱动；细菌的共生网络规模变小，菌群间响应速度变慢，且以共生关系为主导。     

人工湿地基质对磺胺甲恶唑和六价铬复合污染的吸附性能

为探明能够协同吸附磺胺甲恶唑（Sulfamethoxazole，SMZ）和六价铬[Cr（Ⅵ）]的人工湿地基质种类，以蛭石、沸石、河砂、泥炭、水稻土、高炉渣、硅藻土、火山岩、钾长石和砾石10种基质作为吸附剂，采用批次吸附试验，研究SMZ和Cr （Ⅵ）单吸附和共吸附的吸附动力学、吸附等温线和pH响应变化。结果表明：准二级动力学模型能更好地描述SMZ和Cr （Ⅵ）在基质上的吸附过程（R²≥0.993），同时伴随体积扩散、大孔扩散和微孔扩散三个阶段（C_i>0），SMZ和Cr（Ⅵ）互相削弱了彼此的体积扩散和大孔扩散（P>0.05），降低Cr（Ⅵ）吸附量从0.51~0.97 mg·g^-1至0.48~0.49 mg·g^-1，但增加SMZ吸附量从0.35~0.54 mg·g^-1至0.45~0.51 mg·g^-1，SMZ和Cr （Ⅵ）以水稻土和火山岩动力学聚类变化较大。Freundlich模型能更好地描述SMZ和Cr （Ⅵ）（R²≥0.839）在各基质上的吸附行为，Cr （Ⅵ）对SMZ吸附以促进作用为主，SMZ对Cr （Ⅵ）吸附的影响因基质不同而存在差异，其中SMZ和Cr （Ⅵ）互相促进彼此在钾长石、高炉渣、火山岩、砾石的吸附容量，分别提升10%、10%、21%、25%和166%、71%、104%和658%，吸附等温线聚类变化较大。SMZ和Cr（Ⅵ）在各基质上的吸附量随pH递增而递减，酸性pH下泥炭和火山岩对SMZ和Cr（Ⅵ）的吸附量均高于其他基质，pH响应聚类变化较大。研究表明，钾长石、高炉渣、火山岩、砾石和泥炭有利于SMZ和Cr（Ⅵ）的协同吸附，是人工湿地控制SMZ和Cr （Ⅵ）复合污染的潜在基质。