污泥重金属镉(Cd)钝化及在设施蔬菜上的应用效果

以生活污泥、钝化剂和"绿冠F1"小油菜为试材,采用盆栽培养试验法,研究6种钝化剂对生活污泥重金属Cd钝化特征,以及污泥不同施用量和是否配施钝化剂对油菜生长和土壤环境质量的影响,以期为生活污泥在设施蔬菜上的应用提供参考依据.结果 表明:粉煤灰能显著降低城市生活污泥中有效态Cd含量.施用污泥能够显著增加蔬菜产量、提高土壤含水量、pH和有机质含量,降低土壤硝态氮含量,同时也增加了土壤和植株Cd浓度,提高了污染风险;但是污泥和粉煤灰的配施可有效降低土壤中有效态Cd和植株可食用部分Cd含量.综合分析,添加粉煤灰的4.0％污泥处理对于增加蔬菜产量和品质、降低土壤中有效态Cd含量以及蔬菜可食用部分Cd含量效果最佳.     

钝化材料对农田土壤Cd形态及微生物群落的影响

为探讨钝化剂对土壤Cd生态风险和土壤微生物群落结构的影响，通过田间试验，在轻度Cd污染水稻田中施加钝化剂（海泡石、石灰、秸秆生物炭和螯合铁肥）开展相关研究。结果表明：施加钝化剂使土壤pH值提高0.17~1.29个单位，Cd的可交换态减少29.79%~64.48%。施加海泡石、石灰、秸秆生物炭使得微生物群落的多样性指数（ACE、Chao1、Shannon）增加，但螯合铁肥不利于微生物群落的生长，多样性指数均减少。土壤微生物群落随钝化剂的施加发生显著改变，变形菌门、厚壁菌门、拟杆菌门相对丰度有所增加，芽单胞菌门、绿弯菌门、螺旋体菌门相对丰度均降低。相关性分析表明，pH和Cd是影响微生物群落的关键因素，此外Cd形态也对微生物群落产生了影响。研究表明，施用钝化剂可降低土壤中重金属Cd的潜在生态风险，改变土壤微生物群落结构，使多种微生物群落得到抑制或增强。     

不同混施钝化剂对水稻吸收累积Cd的影响

将石灰、赤泥和高岭土按不同比例混合(施用总量为4500kg hm-2)施加于Cd污染稻田土壤,根据混合比例不同设置CK(常规种植)、T1(1∶7∶4)、T2(3∶5∶4)、T3(4∶4∶4)和T4(6∶2∶4)共5个处理,探究不同混施钝化剂对水稻吸收累积Cd的影响。结果表明:4种混施处理能够显著降低土壤有效态Cd含量,较CK相比依次降低了28.0%、40.9%、43.4%和57.4%。4种混施处理能够不同程度地降低水稻各部位对Cd的吸收累积,籽粒的Cd含量依次降低47.1%、49.2%、55.5%和81.6%,T2、T3和T4处理水稻籽粒中Cd含量达到了食品安全国家标准(G B27622017,Cd≤0.2mg kg-1)。土壤有效态Cd含量与水稻根、茎、叶和籽粒中Cd含量的Pearson相关系数分别为0.826、0.709、0.778和0.532,均达到显著相关。不同处理根系富集系数依次为5.03、1.83、2.22、1.32和0.90,钝化处理显著降低了水稻根系对Cd的富集能力。各处理水稻产量以及籽粒K、Mg元素含量没有显著差异,T1到T4处理Ca元素含量依次增加。综合分析,T4处理对于降低土壤中有效态Cd含量以及水稻籽粒中Cd含量效果最佳,且没有降低水稻产量和与稻米品质密切相关的K、Mg和Ca元素含量。     

土壤重金属钝化效果评估——基于大田试验的研究

采用野外大田试验,研究了钙镁磷肥(Calcium-magnesia phosphate fertilizer)、麦饭石(Medical stone)、氧化铁吸附剂(Ferric oxide adsorbent)、氧化铝复合材料(Alumina composite)、植物型有机肥(Plant-based organic fertilizer)、牛粪(Cow dung)、骨炭(Bone char)对某地重金属污染农田的钝化修复效果,并利用动态加权评估方法评估了这几种钝化材料的综合适用性。试验结果表明:几种材料对土壤pH影响均较小,钙镁磷肥、麦饭石微量提高了土壤pH,与对照组相比分别增加0.68和0.74个单位;施加植物型有机肥、牛粪和骨炭提高了土壤有机质含量,与对照组相比分别增加了3.19、2.64 g·kg~(-1)和1.17 g·kg~(-1)(10.04%、8.31%和3.68%)。几种材料在0.6%的投加量下,除植物型有机肥外均有较好钝化效果,土壤有效态镉降低18%以上,且显著减少糙米中镉蓄积量(0.062～0.087mg·kg~(-1)),低于国家食品安全标准限值。为综合评估几种材料的效果及适用性,以土壤重金属有效态含量、糙米镉含量、修复成本和产量为指标构建动态加权函数综合评估模型,评估结果表明,钙镁磷肥的综合修复效果最好,其次为骨炭和植物型有机肥。     

我国土壤-蔬菜作物系统重金属污染及其安全生产综合农艺调控技术

近年来,重金属污染耕地安全利用技术研究取得了突破进展,然而将这些关键技术与蔬菜传统高度集约化种植模式进行耦合的研究还比较少,大规模推广应用鲜见报道。因此,本文在查阅最新发表文献的基础上,梳理了我国土壤-蔬菜作物系统重金属污染状况,归纳了蔬菜作物重金属吸收积累特征,并总结了重金属污染蔬菜地安全生产综合农艺调控技术研究进展。当前,我国蔬菜地土壤重金属污染以中轻度为主,且区域分异明显。蔬菜作物重金属超标现象在全国各地时有发生,给蔬菜产业发展和人类健康带来了极大的危害。蔬菜作物对重金属的积累能力因种类、品种、部位而异,受基因型、土壤理化性质和外界环境条件的制约,因此调整种植布局、选用重金属低积累品种、合理轮间套作、施用土壤改良剂和钝化剂、优化水肥管理技术等农艺调控措施是目前中轻度重金属污染蔬菜地安全利用的重要技术途径。未来在进一步深入研究土壤-蔬菜系统重金属迁移转化规律的基础上,宜加强土壤-蔬菜地系统安全生产技术标准、传统种植模式与综合农艺调控措施耦合技术、长期定位试验及风险评价等方面的研究,以实现重金属中轻度污染蔬菜地的安全利用和农产品的安全生产。     

钝化剂对酸性高镉土壤钝化效果及水稻镉吸收的影响

以海泡石、磷酸二氢钾、钙镁磷肥、钢渣、生石灰及生物炭为重金属镉钝化材料,研究钝化剂对湖南省酸性高镉(Cd)稻田土壤及水稻中Cd含量的影响。以土壤pH值和有效态镉作为评价指标,筛选出三种效果较优的钝化剂,通过正交试验进行复配,选择最优的钝化剂配方进行田间验证。结果表明,海泡石、钙镁磷肥、钢渣在施用比例为1%时均可显著提高土壤pH,pH的提升效果排序为钢渣钙镁磷肥海泡石;除钢渣外,其余钝化剂在施用比例为1%时均可不同程度降低土壤有效态Cd含量,钝化效果排序为磷酸二氢钾钙镁磷肥生物炭海泡石生石灰。选取海泡石、钙镁磷肥和磷酸二氢钾复配钝化剂,依据正交试验结果并综合考虑钝化效果、成本及材料易得性,确定钝化剂的最优施用量组合为海泡石500 mg kg-1、钙镁磷肥500 mg kg-1、磷酸二氢钾170 mg kg-1。大田试验结果表明,施用钝化剂后,土壤pH值提高0.5个单位,土壤有效Cd含量降低34.00%,糙米中Cd含量降低19.44%,水稻各器官Cd的富集与迁移系数明显降低,水稻产量明显升高。     

湖南重度镉污染稻田钝化管控技术研究

[目的]研究钝化管控技术对重度镉污染稻田的修复效果和水稻生长效应。[方法]选取湖南省镉污染稻田作为案例地,并对其进行污染特征分析、风险评价,采用钝化技术对其进行管控,最后对该管控技术进行分析与评价。[结果]采用钝化管控技术能使土壤pH显著提高,水稻稻米中镉含量显著降低,稻米中镉降低29.45%～37.5%;能促进水稻生长并具有增产效果,增产2.51%～6.31%。[结论]结合水稻生长和稻米镉含量的降低率以及钝化剂成本看,钝化剂的最佳添加量为3 000 kg/hm~2。     

6种钝化剂对糙米镉含量及镉在水稻中的转移和富集的影响

旨在为合理使用钝化剂及水稻糙米镉(Cd)含量与Cd在水稻体内富集和转移的关系提供一定的理论依据。从6种钝化剂中筛选出能够抑制糙米Cd积累的材料,通过对不同超标程度水稻组的产量、糙米Cd含量、各个器官对Cd的富集系数和转移系数进行统计分析,探讨不同钝化剂对Cd在水稻体内转移和富集的影响。结果表明:与对照相比,低、中浓度C材料和FA材料能够降低糙米中Cd浓度;FB材料和中、高浓度FD材料会促使糙米中Cd的积累。水稻各器官对Cd富集能力,无超标水稻为根茎米叶糠,超标水稻为根茎米糠叶;Cd向糙米的转移途径中,在不超标水稻组中糠—米的转移能力最强,在超标水稻组中叶—米的转移能力最强。     

茎尖大小及病毒钝化剂对甘薯脱毒效果的影响

甘薯茎尖分生组织培养研究结果表明，切取的茎尖大小与脱毒效果呈显著负相关（ｒ＝－０．９８７５），表明病毒在茎尖部呈递减分布，越接近茎尖顶端，带病毒越少或不带病毒，分生组织带１～２个叶原基脱毒效果较好。添加适量的病毒钝化剂可提高脱毒率，但同时抑制茎尖生长，成苗率有所降低。选用无病症、生长健壮的薯苗作脱毒材料，可以得到较高脱毒率的组培苗。     

炭基及硅酸盐类钝化剂对辣椒地土壤中度Cd污染效应研究

本研究旨在为黔中地区辣椒的安全生产提供理论指导以及筛选在中度镉污染地区钝化效果良好的钝化剂。选取2种炭基钝化剂（椰壳生物炭、活性炭）和2种硅酸盐类钝化剂（硅钙肥、海泡石）开展田间小区试验。试验设计选择单施钝化剂以及炭基钝化剂与硅酸盐类钝化剂混合配施,施用总量均为3000 kg/hm²。结果表明：单施硅钙肥处理下对提高土壤pH效果最显著,使土壤pH与CK相比提高了2.36个单位;混施处理下对提高土壤pH效果最显著的处理是：活+海,使土壤pH提高了2.07个单位。单施硅钙肥对降低土壤中DTPA-Cd的含量效果最好,其降低率为36.5%;混施处理下对降低土壤中DTPA-Cd的含量效果最好的处理是：椰+硅,降低率为28.5%。单施海泡石能够显著降低土壤Cd在辣椒果实中的富集系数,使辣椒果实中Cd的含量显著降低,降低率为47.4%,最大限度降低辣椒可食用部分中的安全风险。初步建议在中度Cd污染地区施用炭基钝化剂与硅酸盐类钝化剂时单独施用或者错开时间施用,不仅能有效降低土壤及作物中Cd的污染风险,还能最大限度改良土壤和提高钝化剂的钝化效率。