长期淹水、传统灌溉、湿润灌溉条件下海泡石修复镉污染水稻土效应

采用盆栽试验,于长期淹水、传统灌溉、湿润灌溉条件下,研究海泡石对镉污染水稻土的修复效应及对水稻抗氧化胁迫和土壤养分含量的影响.结果表明,施加海泡石后,土壤pH值显著升高,土壤镉形态由酸提取态向残渣态转化.长期淹水、传统灌溉、湿润灌溉条件下,土壤有效镉含量分别下降16.3％～37.2％、7.8％～37.3％、14.8％～32.8％,稻米镉含量降幅分别为26.7％～60.0％、19.2％～46.2％、18.6％～50.0％,稻草镉含量分别降低25.0％～58.3％、15.2％～43.6％、15.4％～43.5％(P<0.05);土壤有效磷含量分别增加5.3％～26.2％、9.0％～33.6％、9.5％～25.1％,有效铁含量分别降低8.4％～19.5％、8.5％～15.1％、12.8％～18.9％,有效锌含量分别降低20.5％～45.5％、21.8％～60.0％、8.8％～52.9％,有效铜含量降幅分别为22.4％～32.7％、13.3％～33.6％、17.6％～32.8％(P<0.05);叶片CAT(过氧化氢酶)活性增幅分别为15.1％～130.2％、15.6％～93.3％、18.9％～137.8％,叶片GSH(蛋白类谷胱甘肽)含量最大增幅分别为33.5％、31.7％、39.9％(P<0.05).得出结论,长期淹水下,1.5％海泡石处理可使稻米镉满足我国食品中污染物含量限量值0.20 mg/kg(GB 2762—2012),长期淹水是一种推荐的镉污染稻田修复水分管理模式.     

鸡粪施入农田土壤的氨挥发研究

在北京海淀区东北旺乡利用风洞法氨挥发测定系统，研究了不同施肥方式、施肥量和添加剂对鸡粪在农田施用过程中氨挥发的影响。结果表明，施肥方式显著影响鸡粪氨挥发，试验期间在田间裸地24000kg·hm^-2施肥量下，表施的累积氨挥发氮损失为19．8％，而表施后立即深翻5-9cm，氨挥发损失为3．3％；不同施肥量下，24000kg·hm^-2之比12000kg·hm^-2和8000kg·hm^-2的氨挥发损失分别减少2．1％和4．9％，但统计差异不显著；锯末对鸡粪氨挥发没有起到抑制作用，未添加锯末处理的氨挥发损失为19．5％，而添加锯末处理的氨挥发损失为21．1％；过磷酸钙对鸡粪氨挥发抑制效果显著，未添加过磷酸钙处理的氨挥发损失为31．8％，而添加过磷酸钙处理的氨挥发损失为21．9％，比未添加降低了31．1％。     

水分调控和钝化剂处理对水稻土镉的钝化效应及其机理

采用盆栽试验,研究了水分管理和钝化剂处理对红壤性水稻土重金属镉的钝化效应及其作用机理。结果表明,在土壤镉含量为0．75mg·kg。下,添加海泡石复配磷肥可以显著提高土壤pH值,长期淹水、常规管理水分条件下,土壤交换态cd分别降低了20．4％和15．7％,碳酸盐结合态cd分别下降了15．5％和14．1％,糙米cd分别降低了52．3％和46．O％。未添加钝化剂条件下,长期淹水处理的根表Fe（Ⅱ）含量比常规处理增加了1．2倍,根表cd含量则是常规处理的82．6％。土壤经钝化处理后,长期淹水和常规管理水分条件下,根表Fe（Ⅱ）分别增加了40．1％和70．0％,而根表cd分别降低了35．3％和42．4％。糙米cd含量与根表Fe（Ⅱ）含量呈显著负相关,与根表cd含量呈显著正相关。土壤Fe“和cd“对水稻根表吸附点位的竞争以及土壤镉较低的生物有效性是钝化处理组糙米镉含量下降的主要原因。     

鸡粪施入农田土壤的氨挥发研究

在北京海淀区东北旺乡利用风洞法氨挥发测定系统,研究了不同施肥方式、施肥量和添加剂对鸡粪在农田施用过程中氨挥发的影响.结果表明,施肥方式显著影响鸡炎氨挥发,试验期间在田间裸地24000 kg·hm-2施肥量下,表施的累积氨挥发氮损失为19.8%,而表施后立即深翻5～9 cm,氨挥发损失为3.3%;不州施肥量下,24 000 kg·hm-2比12 000 kg·hm-2和8 000 kg·hm-2的氨挥发损失分别减少2.1%和4.9%,但统计差异不显著;锯末对鸡粪氨挥发没有起到抑制作用,未添加锯末处理的氨挥发损失为19.5%,而添加锯末处理的氨挥发损失为21.1%;过磷酸钙对鸡粪氨挥发抑制效果显著,未添加过磷酸钙处理的氨挥发损失为31.8%,而添加过磷酸钙处理的氨挥发损失为21.9%,比未添加降低了31.1%.     

钝化修复对不同水稻品种镉累积效应及土壤特性的影响

为了探讨坡缕石钝化修复下不同水稻品种(T优272和丰优9号)吸收累积Cd差异,采用盆栽试验,研究了酸性Cd污染稻田土(PL1、PL2和PL3处理)对2种水稻品种重金属Cd累积效应,以及对土壤酶活性、氮磷有效性的影响。结果表明,种植的常规水稻品种T优272稻谷干物质量比低Cd吸收品种丰优9号高7.91%。坡缕石钝化修复下,T优272与丰优9号稻谷干物质量无显著差异,但土壤p H值分别较CK增加了0.33~0.46和0.40~0.53。与CK相比,PL1F、PL2F和PL3F处理土壤有效态Cd质量分数最大降低13.59%,稻米Cd质量分数降幅达20.51%~51.28%,其中PL3F处理的稻米Cd质量分数为0.19 mg/kg,低于食品安全国家标准限量值(0.20 mg/kg);PL1T、PL2T和PL3T处理土壤有效态Cd质量分数最大降低25.08%,糙米Cd质量分数最大降低37.50%,其中PL3T处理糙米Cd质量分数为0.35 mg/kg。土壤酶活性随着坡缕石添加量的增加而逐渐升高,而且种植T优272品种的土壤酶活性总体上高于丰优9号。随着坡缕石添加量的增加,钝化修复各处理间土壤碱解氮质量分数无显著差异,但土壤有效磷质量分数呈逐渐降低趋势;与CK相比,种植丰优9号和T优272品种的土壤有效磷质量分数分别降低了7.08%~18.08%和9.02%~19.59%。研究结果可为重金属Cd污染酸性水稻田土壤坡缕石钝化与低Cd吸收水稻品种联合修复提供一定的科学依据。     

不同水分管理模式下坡缕石修复稻田土壤镉污染效果

  目的  探究在合理的水分管理模式下提高坡缕石钝化稻田土壤镉的效率,及坡缕石施加对土壤理化性质、环境质量和水稻抗氧化胁迫的影响。  方法  采用盆栽试验方法,试验设置长期淹水、传统灌溉和湿润灌溉3种水分管理措施,每一水分管理模式下设0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5% 6个坡缕石施加浓度,共18个处理,通过测定土壤pH、zeta电位、有效态镉、稻米生物量、稻米镉含量、土壤酶和叶抗氧化酶活性,分析不同水分管理措施与坡缕石用量组合修复镉污染的效果。  结果  长期淹水、传统灌溉和湿润灌溉下,坡缕石处理土壤pH分别增加0.49 ~ 1.24、0.49 ~ 1.47和0.42 ~ 1.64个单位,0.025 mol L?1 HCl提取态镉含量分别下降15.4% ~ 46.2%,11.5% ~ 39.7%和11.4% ~ 32.4%,毒性浸出法提取态镉最大降幅分别为47.4%、42.4%和40.2%（P < 0.05）。未施加坡缕石条件下,与传统灌溉比,长期淹水、湿润灌溉的稻米生物量降低11.2%和19.3%（P < 0.05）。3种水分管理模式下,坡缕石处理的稻米镉含量分别下降21.9% ~ 75.0%,17.8% ~ 70.2%和17.4% ~ 66.5%,土壤磷酸酶活性最大增幅分别为40.0%、57.1%和40.9%,叶超氧化物歧化酶活性最大增幅分别为33.9%、50.2%和37.4%（P < 0.05）。  结论  长期淹水下坡缕石钝化土壤镉的效率最高,1.0%坡缕石施加使稻米镉含量降至我国食品污染物含量限量标准0.20 mg kg?1（GB 2762—2012）以下,长期淹水联合坡缕石施加组合为镉污染稻田土壤修复技术。     

坡缕石钝化与喷施叶面硅肥联合对水稻吸收累积镉效应影响研究

采用盆栽试验,研究了坡缕石钝化与喷施叶面硅肥联合处理对水稻吸收累积Cd效应的影响。试验结果表明,单独喷施叶面硅肥能够增加水稻产量,可以不同程度地降低水稻地上部Cd含量及Cd从根系向地上部的转运能力。与空白对照相比,糙米、颖壳和秸秆中Cd含量最大可分别降低34.9%、30.1%和34.0%,且在水稻不同生育期喷施硅肥对Cd在地上部累积的抑制效果依次为分蘖期+齐穗期分蘖期齐穗期。盆栽试验中添加1.0%的坡缕石后能够显著降低土壤中Cd的生物有效性,糙米、颖壳、秸秆以及根系中Cd含量分别比空白对照降低39.5%、28.6%、35.3%和20.9%。坡缕石钝化处理并联合在水稻分蘖期和齐穗期分别喷施0.1%~0.4%叶面硅肥结果表明,钝化处理与叶面阻Cd联合能更加有效地降低水稻地上部对Cd的吸收,其中稻米、颖壳和秸秆中重金属Cd含量最大分别可降低58.1%、63.3%和68.7%,糙米中Cd含量可由对照的0.43 mg·kg-1降到低于稻谷Cd的食品安全国家标准限量值0.20 mg·kg-1以下,但对根系中重金属Cd的含量降低仅为17.8%,与坡缕石单一钝化相比无显著差异。     

不同水分管理下镉污染红壤钝化修复稳定性及其对氮磷有效性的影响

采用连续两年盆栽试验,研究在不同水分管理(淹水灌溉、干湿交替灌溉和湿润灌溉)条件下,生物炭和鸡粪复配对红壤镉污染钝化修复效应和稳定性及其土壤氮磷有效性的影响机制.结果表明,经过连续两年钝化修复处理,与第一年实验各相应处理相比,第二年的稻谷产量增加幅度为2.7%~5.1%(P>0.05).长期淹水灌溉、干湿交替灌溉和湿润灌溉下,钝化处理后土壤交换态镉含量显著降低,连续两年钝化修复土壤有效镉含量间变化无显著性差异(P>0.05).钝化处理可以显著降低稻米中Cd含量,第一年降低率为34.5%~44.4%,第二年降低率为31.7%~45.0%,水稻根镉含量最大分别降低了33.6%和25.1%(P<0.05).钝化处理下,与对照组相比,长期淹水处理、干湿灌溉和湿润灌溉下水稻根表Fe(Ⅱ)含量分别增加27.3%、59.1%和65.0%(P<0.05).相关性分析表明,水稻根表Fe(Ⅱ)含量和根表Cd含量呈显著负相关性(r=0.61),糙米中Cd含量和根表Cd含量呈显著正相关性(r=0.56),与根表Fe(Ⅱ)含量呈显著负相关性(r=0.51).连续两年钝化修复,各处理的土壤碱解氮和有效磷含量间无显著变化.     

水分调控和钝化剂处理对水稻土镉的钝化效应及其机理

采用盆栽试验,研究了水分管理和钝化剂处理对红壤性水稻土重金属镉的钝化效应及其作用机理。结果表明,在土壤镉含量为0.75 mg·kg-1下,添加海泡石复配磷肥可以显著提高土壤pH值,长期淹水、常规管理水分条件下,土壤交换态Cd分别降低了20.4%和15.7%,碳酸盐结合态Cd分别下降了15.5%和14.1%,糙米Cd分别降低了52.3%和46.0%。未添加钝化剂条件下,长期淹水处理的根表Fe(Ⅱ)含量比常规处理增加了1.2倍,根表Cd含量则是常规处理的82.6%。土壤经钝化处理后,长期淹水和常规管理水分条件下,根表Fe(Ⅱ)分别增加了40.1%和70.0%,而根表Cd分别降低了35.3%和42.4%。糙米Cd含量与根表Fe(Ⅱ)含量呈显著负相关,与根表Cd含量呈显著正相关。土壤Fe2+和Cd2+对水稻根表吸附点位的竞争以及土壤镉较低的生物有效性是钝化处理组糙米镉含量下降的主要原因。