有机物料对土壤的外源铜和镉形态变化的不同影响

采用盆栽和连续提取法研究稻草和紫云英对土壤外源铜和镉形态分布的不同影响。研究结果表明，添加稻草和紫云英可促进潮土中外源铜逐步向生物有效性较低的紫有机质结合态铜和无定形铁结合态铜转化，降低铜的生物有效性，但添加有机物料对潮土中外源镉形态的影响完全不同，添加稻草和紫云英，在分蘖期可减少潮土交换态镉、提高紧有机质结合态和氧化锰结合态镉，但这种作用并不稳定。随着时间的推移，氧化锰和紧有机质吸附的镉将随着活性锰的还原和紧有机质的分解被释放出来，并向交换态镉转化，提高镉的生物有效性。铜和镉离子与土壤的固相不同的结合能力导致稳草和紫去英对潮土中外源铜、镉形态的再分配过程的影响不同。     

淹水条件下有机物料对潮土外源镉形态及化学性质的影响

在室内淹水培养条件下,运用连续提取法研究稻草、紫云英和猪粪对潮土中外源镉的形态及土壤化学性质的影响。结果表明,有机物料显著增加了土壤有机碳,pH,活性氧化物的含量。有机碳的增加显著地增加紧有机结合态镉含量,而显著地降低了交换态镉的含量。并随着时间的增长,影响更显著。交换态镉的含量与Eh值呈显著的正相关,而紧有机结合态镉与Eh值呈显著的负相关。     

不同惰性有机碳物料对土壤镉赋存形态和生物有效性的影响

通过温室盆栽试验和土壤培养试验,研究镉污染土壤和模拟镉污染土壤中加入草炭、活性碳和风化煤3种物料对土壤镉赋存形态和生物有效性的影响,探讨其作为重金属镉污染土壤修复剂的可行性。研究结果表明：3种有机碳物料均降低了土壤pH值,镉污染土壤加入不同惰性有机碳修复剂后,土壤中醋酸铵提取态Cd含量和DTPA提取态Cd含量变化不明显。在模拟Cd污染土壤上则不同,加入不同惰性有机碳修复剂后土壤中醋酸铵提取态Cd含量和DTPA提取态Cd含量均明显降低,降低幅度以风化煤最高,且随加入时间延长降低幅度增加。土壤中加入风化煤和草炭可显著增加土壤中轻组有机质含量,风化煤对土壤中镉有较强富集作用。两种土壤镉赋存形态均为酸提取态〉可还原态〉可氧化态,镉污染土壤加入有机物料后酸提取态镉含量无显著性变化,可还原态镉草炭和活性碳处理显著降低,草炭处理可氧化态镉也显著降低,模拟镉污染土壤加入有机物料后,酸提取态镉风化煤处理显著性降低,可还原态镉活性碳处理显著提高,可氧化态镉无显著性变化。在镉污染土壤上,3种有机碳物料对玉米生长没有显著影响,但增加了玉米体内镉含量;风化煤处理显著降低了白菜生物量,增加了白菜体内镉含量。模拟镉污染土壤上3种有机碳物料对白菜和玉米的生长和体内镉含量均没有显著影响。     

有机物料对农田土壤肥力及镉有效性的影响

明确有机物料对土壤肥力及Cd有效性的影响,对南方中轻度Cd污染农田的安全利用具有重要意义。本研究以我国南方两种不同程度Cd污染农田土壤为研究对象,通过不同有机物料（猪粪、商品有机肥、水稻秸秆和生物炭）施肥处理来探究土壤肥力水平及Cd有效性的变化,并对施用有机物料情况下土壤Cd有效性与土壤养分进行了关联分析。结果表明,施用有机物料显著提高了土壤氮磷钾含量及其有效性,商品有机肥提高了土壤全N含量,施用猪粪处理土壤的全P和有效P含量显著升高,商品有机肥和生物炭明显提高了土壤全K和速效K含量。水稻秸秆和生物炭处理轻污染土壤SOM均达土壤肥力1级（> 40 g/kg）。与CK相比,施加有机物料对轻污染土壤有效态Cd含量的影响不大,但中污染土壤有效态Cd含量显著下降,最高降幅达20.00%。土壤有效态Cd含量与全N、全P和全K和有效P均成显著负相关关系。轻污染土壤施加猪粪和生物炭处理上海青地上部Cd含量均低于0.20 mg/kg。施加商品有机肥处理两种土壤肥力综合指数（SNI）最高,是其他处理的1.50~3.18倍,但其上海青地上部Cd含量存在较高风险。因此,针对南方Cd污染农田土壤的培肥及安全利用可考虑施用猪粪。     

钙镁磷肥与有机物料配施对作物镉铅吸收的控制效果

通过田间定位试验，采用钙镁磷肥（G）、泥碳（P）、猪粪（M）、钙镁磷肥 泥碳（GP）、钙镁磷肥 猪粪（GM）等处理对福建省龙岩市新罗区特钢厂附近的污染田进行改良。试验表明，大部分处理能提高土壤的Ph值；处理钙镁磷肥、钙镁磷肥 泥碳和钙镁磷肥 猪粪对提高作物产量均有显著效果；大部分处理能抑制水稻、花生对镉铅的吸收；说明通过调节土壤pH值改变土壤重金属活性是有机-中性化改良技术的主要机理。     

有机酸对活化土壤中镉和小麦吸收镉的影响

向土壤中加入外源有机酸,研究有机酸对活化土壤中镉的作用和小麦吸收镉的影响。结果表明：有机酸对土壤中镉有一定的活化能力,对镉活化能力强弱顺序为ＥＤＴＡ〉缺铁小麦根分泌物〉柠檬酸〉苹果酸〉水。但ＥＤＴＡ却降低了小麦地上部镉的含量,缺铁小麦根分泌物明显增加了小麦地上部镉含量。与对照相比,柠檬酸和苹果酸对小麦地上部的镉含量有一定的促进作用,也增加了小麦地上部镉含量。     

不同改良剂在石灰性潮土上对土壤-小麦体系镉的吸收转运的影响

为筛选出适宜石灰性潮土重金属Cd污染退化土壤生态修复的钝化材料,在某石灰性潮土 Cd污染农田进行大田和盆栽小麦试验,研究硅钙镁肥、羟基磷灰石和鸡粪单施及复配处理在小麦成熟期时对土壤pH、土壤Cd的生物有效性以及小麦植株各器官Cd吸收转运富集的影响.结果表明:不同钝化剂处理均可降低土壤中DTPA-Cd和小麦各器官中Cd含...     

不同物料对叶菜吸收镉铅的影响

探讨了几种工农业废渣施入被镉，铅污染的土壤中后，土壤ｐＨ，可给态镉，铅含量的变化，以及对叶菜的生长，吸收镉，铅的影响。结果表明，糖厂废渣白滤泥能明显提高ＰＨ值，降低隔铅活性，在抑制隔，铅进入植物体方面效果最好，能代替石灰。变废为宝，可作为酸性污染土壤的良好改良剂。     

水分和有机物料对镉污染土壤的改良效应

通过室内培养和盆栽试验相结合的方式,系统研究了3种土壤水分含量条件下,添加不同有机物料对镉(Cd)污染土壤的改良效应。研究结果表明:淹水、田间持水量和65%相对含水量条件下添加有机物料均有利于污染土壤中可交换态Cd含量的降低,铁锰氧化物及有机结合态Cd含量的增加。随土壤中水分含量的增加,影响程度增加,即淹水>田间持水量>65%相对含水量。3种水分条件下,添加蚯蚓粪处理Cd活性降低明显,其次为猪粪处理,草炭处理相对较差。淹水条件下,油菜体内Cd的含量最低,田间持水量和65%相对含水量条件下油菜部分发育指标差异不显著。添加不同有机物料各处理促进油菜生长的顺序大致为:蚯蚓粪>草炭>CK>猪粪。     

田间施用石灰和有机肥对水稻吸收镉的影响

通过大田试验探究不同用量的有机肥与石灰对土壤pH、有机质和Cd有效态含量以及不同生育期水稻各器官中积累Cd的动态变化。结果表明:成熟期水稻各器官Cd含量规律为根>茎>叶片>稻壳>糙米。石灰的施用能显著提高土壤pH,在分蘖期时,低用量石灰与高用量石灰处理下土壤pH分别提高1.35,1.84个单位;有机肥的施用可以增加有机质含量,与对照相比,高用量有机肥处理在分蘖期时有机质含量提高6.60 g/kg,在成熟期提高2.72 g/kg。灌浆期是水稻吸收积累Cd的重要时期,石灰和有机肥的施用均能降低灌浆期土壤中有效态Cd含量,高用量有机肥与高用量石灰处理下土壤有效态Cd含量显著降低,分别降低52.05%和46.87%。有机肥和石灰均能显著降低糙米Cd含量,降Cd效果为高用量有机肥>高用量石灰>低用量有机肥>低用量石灰,高用量有机肥处理的效果最好,糙米Cd含量降低68.20%。     

石灰和泥炭配施对叶菜吸收Cd的阻控效应

为寻求有效阻控污染土壤上叶菜对镉的吸收、实现叶菜安全生产的技术方法,采用盆栽试验比较研究了石灰与不同用量的泥炭配施对cd污染土壤上3茬叶菜吸收累积cd的影响,并分析了土壤pH值和DTPA提取态cd含量的变化。结果表明：与不施改良剂对照相比,石灰与不同用量的泥炭配施对第2茬生菜和第3茬红苋菜的生长具有促进作用,使土壤pH值升高了0．76~1．14个单位,土壤DTPA提取态cd含量降低了7．55％～32．0％,叶菜地上部cd含量降低了35．5％～67．2％。与单施石灰处理相比,石灰泥炭配施效果进一步提升,土壤pH值提高了0．04～0．32个单位,第2茬土壤DTPA提取态cd含量降低了2．06％~20．6％,前两茬叶菜地上部cd含量降低了11．1％～24．6％。综合3茬结果,石灰、泥炭具有协同作用,两者配比为1：5时对cd的阻控效果最好,且后效可持续到第3茬叶菜。因此,石灰泥炭合理配施可以作为降低中轻度污染土壤上叶菜cd含量的有效措施之一。     

Influence of Organic Manure and Lime on Cadmium Mobility in Soil and Uptake by Spinach (Spinacia oleracea L.)

Spinach grown in cadmium (Cd)-contaminated soils accumulates Cd compounds in toxic concentration contaminating the food chain leading to the chronic toxic effects on human and animal health. A study was conducted in a Cd-contaminated soil to examine the ameliorative effect of lime and organic manure on the mobility of Cd and its uptake in spinach. Application of lime or organic manure or both decreased the Cd concentration in soil and shoots and increased chlorophyll content of leaves. As compared to the control treatment, combined application of lime and organic manure decreased the level of Cd in soil by 54.7%, in spinach shoot by 61.3%, and the transfer factor of Cd by 35.0% and increased in leaf chlorophyll content by 29.4%. Combined application of lime and organic manure emerged as a viable option in reducing the mobility of Cd in contaminated soil for growing spinach.     

不同施用量石灰和生物炭对稻田镉污染钝化的延续效应

为筛选适用于西南地区稻田土壤及农作物Cd污染的修复技术,采用田间小区试验比较了单施石灰、生物炭以及复合施用石灰+生物炭及其不同用量对Cd污染稻田的土壤基本理化性质、稻米Cd含量及其水稻各部位富集转运的影响。结果表明:第1年修复试验中,单施石灰和生物炭以及复合施用均可降低稻米Cd含量以及水稻各部位富集和转运系数,且随着施加量的增加稻米Cd含量呈降低趋势,土壤至水稻根系Cd富集系数呈先降低后增加趋势,复合施用(石灰(1.5 t/hm^2)+生物炭)效果优于单施石灰和生物炭,与对照相比,稻米Cd含量降低57.14%~88.57%,土壤至水稻根系富集系数降低22.06%~32.96%;施用石灰可显著提高土壤pH和降低土壤有效态Cd含量。第2年修复剂施用延续效应试验中,石灰在短时间内降低土壤有效Cd和稻米Cd的效果较好,但其长效性和稳定性不及生物炭,与对照相比,单施石灰和生物炭以及复合施用土壤有效Cd分别降低2.97%~25.19%,13.94%~23.41%,1.93%~21.41%,稻米Cd含量分别降低0.72%~34.87%,12.11%~49.14%,36.55%~51.71%。总体来看,设定试验条件下,复合施用(石灰(1.5 t/hm^2)+生物炭(3.0 t/hm^2)),效果最优。     

不同土壤质地条件下麦秸、铅对镉在水稻-土壤系统中迁移的影响

通过室外砂土和黏土的大型土柱栽培试验,研究了麦秸、铅对镉在水稻-土壤中迁移的影响。研究结果表明,在砂土和黏土中随着水稻的生长发育,水稻植株镉含量逐渐降低,添加铅和麦秸均促进了水稻对镉的吸收,增加了水稻植株镉的含量,且铅的促进效应大于麦秸处理。添加铅和麦秸有利于镉向籽粒的转运和提高水稻籽粒镉的富集系数,砂土中添加铅、麦秸的处理籽粒镉含量和富集系数比镉单一处理分别增加44.00%、36.00%和41.67%、50.00%;黏土中分别增加58.62%、43.00%和46.15%、61.54%。镉进入土壤后会随着水分流动向下迁移,在砂土中的迁移能力大于黏土。随着土壤深度的增加镉含量逐渐减少,黏土在40～60cm、砂土在60～80cm土层中镉含量与对照含量差异不显著。添加铅和麦秸可以降低镉在土壤中向下迁移的能力,降低幅度黏土大于砂土。     

不同有机替代对黄土旱塬土壤碳、氮组分及冬小麦产量的影响

探讨黄土旱塬冬小麦区不同有机肥替代化肥氮对小麦产量及土壤碳氮组分的影响,为该区减施化学氮肥、促进小麦提质增效和农业绿色可持续发展提供理论依据。于2019年在山西黄土旱塬冬小麦种植区设置100%化肥N处理(HF)、10%腐殖酸N+90%化肥N (F1)、30%腐殖酸N+70%化肥N (F3)、50%腐殖酸N+50%化肥N (F5)、10%有机肥N+90%化肥N (Y1)、30%有机肥N+70%化肥N (Y3)、50%有机肥N+50%化肥N (Y5)7个试验处理,系统研究了不同比例腐殖酸、有机肥替代化肥对小麦产量及产量构成和土壤碳、氮组分含量的影响。结果表明:F3、F5、Y3和Y5处理,分别较HF显著提高9.7%,8.0%,9.2%和18.2%。同时,Y5对土壤中各种活性有机碳、氮组分含量的提高均有显著促进作用,提高幅度在36.8%~114.4%和27.8%~105.4%;Y3处理下可溶性、水溶性、微生物有机碳、氮和轻组有机碳、氮组分的含量较HF显著提高21.1%~156.8%;F3和F5处理下土壤中可溶性、微生物和轻组有机碳、氮组分含量较HF显著提高25.4%~119.3%。可溶性有机碳、微生物有机氮、轻组有机氮与籽粒产量呈极显著正相关;可溶性有机氮通过促进公顷穗数增加而提高冬小麦产量;总有机碳、水溶性有机碳和微生物有机氮则通过提高穗粒数达到增产效果。综上,在黄土旱塬冬小麦种植区进行30%~50%的有机肥和腐殖酸替代化肥后,可达到显著增产效果,同时提高土壤中活性碳、氮组分的作用。其中,50%有机肥替代处理的增产与培肥地力效果更为显著,适宜在当地推广应用。     

田间条件下不同钝化材料对玉米吸收镉的影响研究

选取4种钝化材料（赤泥、海泡石、钙镁磷肥和磷矿粉）开展田间试验,研究它们对玉米吸收镉与土壤有效态镉的影响。结果表明,除海泡石外,施用其他3种钝化材料均能促进玉米生长,增加玉米叶、茎与籽粒的重量。4种钝化材料都能降低玉米对镉的吸收,其中：高量赤泥（用量1.5%）能明显降低玉米茎、叶片及籽粒中镉的含量,较对照分别降低60.6%、33.6%与49.3%;高量钙镁磷肥（用量900kg·hm-2）明显降低玉米籽粒中镉含量,较对照降低57.4%。4种钝化剂明显降低土壤EDTA提取态镉、DGT提取态镉的含量。其中,高量海泡石处理的EDTA提取态镉含量最低,高量赤泥次之;高量赤泥处理的DGT提取态镉含量最低。本试验结果表明,1.5%用量的赤泥是最佳的功能钝化材料。     

石灰与生物炭配施对不同浓度镉污染土壤修复

通过室内培养试验,研究生物炭与石灰不同用量配施对镉污染土壤pH和镉赋存形态的影响。结果表明,生物炭与石灰配施能够明显提高污染土壤pH,且随着施入量的增加pH提升效果显著。随着石灰和生物炭配施用量的增加,土壤交换态镉降低比例逐渐增大。培养60天后,镉污染浓度为5mg/kg的土壤交换态镉含量同对照处理相比依次减少36.80%,49.12%和57.38%;而土壤镉污染浓度为20mg/kg的土壤交换态镉含量较对照相比分别降低29.27%,31.68%和39.03%。2个浓度中土壤碳酸盐结合态镉、铁锰氧化物结合态镉和有机结合态镉均有所增加,残渣态镉虽有所增加,但在不同浓度之间存在差异。总体来看,本试验用量条件下,石灰和生物炭配施对污染浓度为5mg/kg的土壤镉钝化效果优于污染浓度为20mg/kg的土壤。     

Cadmium Uptake by Winter Wheat Seedlings in Response to Interactions Between Phosphorus and Zinc Supply in Soils

ABSTRACT

Effects of application of zinc (Zn) (0, 1, 5, 10 mg kg^?1 soil) and phosphorus (P) (0, 10, 50, 100 mg kg^?1 soil) on growth and cadmium (Cd) accumulations in shoots and roots of winter wheat (Triticum aestivum L.) seedlings were investigated in a pot experiment. All soils were supplied with a constant concentration of Cd (6 mg kg^?1 soil). Phosphorus application resulted in a pronounced increase in shoot and root biomass. Effects of Zn on plant growth were not as marked as those of P. High Zn (10 mg kg^?1) decreased the biomass of both shoots and roots; this result may be ascribed to Zn toxicity. Phosphorus and Zn showed complicated interactions in uptake by plants within the ranges of P and Zn levels used. Cadmium in shoots decreased significantly with increasing Zn (P < 0.001) except at P addition of 10 mg kg^?1. In contrast, root Cd concentrations increased significantly except at Zn addition of 5 mg kg^?1 (P < 0.001). These results indicated that Zn might inhibit Cd translocation from roots to shoots. Cadmium concentrations increased in shoots (P < 0.001) but decreased in roots (P < 0.001) with increasing P supply. The interactions between Zn and P had a significant effect on Cd accumulation in both shoots (p = 0.002) and roots (P < 0.001).     

Differences in the Influence of Cadmium on the Decomposition of Various Types of Organic Materials in Soil

The influence of Cd on the decomposition of various types of organic materials in soil was studied. CdCl₂ or CaCl₂ (control) was added to a Gley soil at a level of 10 mmol kg^-1 soil. Three days later, organic materials including glutamic acid, glucose, casein, starch, cellulose, lignin, rice straw, rice straw compost, or 3 kinds of sludges were mixed with the soil in a proportion of 1%, respectively. During an 8-week period of incubation at 28°C, CO₂ evolution was measured periodically. At the end of the incubation period, the form of Cd in the soil was analyzed by successive extractions with water, CaCl₂, CH₃COOH, Na₄P₂O₇, and with hot HCl after HNO₃-HClO₄ digestion.

The decomposition of all the organic materials was inhibited by the addition of Cd, but the degree of inhibition varied considerably among the types of organic materials. The decomposition of rice straw, rice straw compost, and sludges was markedly inhibited by Cd. The amount of water-soluble Cd was less in the soils treated with rice straw, rice straw compost, and sludges than in the soils treated with other types of organic materials, while the amounts of CaCI₂-extractable Cd were much larger in the latter soils. In the case of rice straw, rice straw compost, and sludges Cd was easily adsorbed from the CdCl₂ solution.

These results suggest that the inhibition of organic matter decomposition by Cd is caused by the adsorption of Cd onto organic matter.