典型设施栽培土壤重金属含量变化及其风险评价

采用野外调查采样和室内分析相结合的方法,对典型设施栽培地山东寿光的部分土壤重金属含量进行测定,并根据温室蔬菜产地环境质量评价标准,选取单项污染指数法和尼梅罗综合指数法对土壤的重金属污染状况进行了环境质量评价。结果表明,重金属Cu、C r、Pb在设施栽培土壤耕层(0—20 cm)的含量达最大值,显著高于露地土壤;而设施栽培土壤中Zn和Cd的含量分别在20—40 cm和40—60 cm的土层达到最大值,其中Zn含量在0—20 cm和60—80 cm的土层显著高于露地土壤,Cd含量在0—20 cm,40—60 cm,60—80 cm和80—100 cm的土层显著高于露地土壤。从不同使用年限设施栽培土壤中重金属含量变化看出,重金属在设施栽培24~年的土壤中含量最高。对研究区设施栽培土壤重金属含量进行风险评估及分级发现,山东寿光设施土壤耕层主要受到重金属Cd的污染。     

重庆市蔬菜地土壤重金属特征研究

研究结果表明重庆市蔬菜地0~20cm和20~40cm土层土壤重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Pb含量无显著差异,Cd、Hg含量差异显著。不同土壤类型平均重金属含量和变异系数差异均较小。城郊区、工矿区和一般农区重金属Ni、Cu、Zn、As、Pb含量及阳离子代换量无显著差异。不同土壤类型和不同区域重金属间均具较强相关性,重金属Cu、Ni、Cr间具有较强伴生关系。重庆市蔬菜地土壤重金属Cd污染较重。     

不同种植年限蔬菜大棚土壤砷含量及形态变化研究

为研究不同种植年限下蔬菜大棚土壤中As的总量和赋存形态的变化,在山东省聊城市市郊某百棚村种植年限为2~14a间的大棚内采集0—20cm和20—40cm土层的土壤,并在大棚外的露天农田设置对照点,分别采用王水消解法和欧盟BCR提取法对土壤中As的总量和赋存形态进行了分析,同时测定土壤pH、粒径、SOM、NO3-、NH4+和有效磷含量等指标。结果表明,大棚内土壤As含量范围为11.3~21.4mg/kg,显著高于山东省土壤环境背景值和农田土壤中As的含量(P0.05),但除种植年限为14a的大棚外,均可达到国家土壤环境质量标准要求,达标率为93.7%;各种植年限大棚土壤中As的潜在生态危害系数均40,具有轻微的生态危害。大棚土壤中As的平均含量随耕种年限先上升后降低,至7a后再次持续上升;在深度变化上,种植年限在5a内和10a以上的大棚0—20cm土层中As含量均高于20—40cm土层,而6~9a间大棚则正好相反。大棚土壤中各形态As所占比例表现为残渣态(87.9%)可还原态(8.0%)可氧化态(2.9%)酸提取态(1.2%);酸提取态As含量随种植年限增加呈持续增加的趋势,且0—20cm土层含量明显高于20—40cm土层。相关分析表明,3种提取态As与土壤理化性质均存在不同程度的相关性,由此说明大棚土壤中非残渣态的活性As可能来源于耕种过程中施用的畜禽粪便、化肥等肥料。     

不同种植年限设施地土壤养分和重金属含量的变化特征

为了解设施地土壤的理化性质,以江苏省苏北地区大棚土壤为例,研究种植年限分别为1,3,5,7 a大棚土壤含水量、全N、全P、全K和重金属含量的变化情况。结果表明,随着种植年限的增加,设施地土壤含水量显著降低,随着土层深度的增加,土壤含水量进一步降低。设施地土壤全N、全P和全K含量比大田高,特别是全N和全K积累量大,且分布于耕作层,随着土层深度的增加全N和全K含量变化较大;同时,随着种植年限增加,设施地土壤全N、全P和全K含量显著增加,7 a左右的设施地土壤20 cm耕作层中的全N含量分别为1.99,1.87,2.40 g/kg;全P含量分别为1.03,1.01,1.74 g/kg;全K含量分别为1.94,3.52,4.40 g/kg,且全N和全K含量随着土层深度的增加而逐渐降低,与土层深度的变化呈显著负相关关系。随着种植年限的增加重金属含量增加,7 a左右大棚种植年限扬州和连云港地区20 cm土层中的Pb含量分别为194,225 mg/kg;淮安地区不同种植年限20 cm土层的Cd含量分别为0.80,0.93,1.14,2.49 mg/kg;扬州和连云港地区无论种植年限多久,Cr含量均大于120 mg/kg;扬州地区As含量均大于25 mg/kg,Pb、Cr和As含量随着土层深度的增加而逐渐降低,与土层深度的变化呈显著负相关关系。所以设施地随着种植年限的增加,土壤理化性质会发生变化,应采取措施保持土壤含水量,防止土壤板结、盐渍化,消除重金属累积。     

博尔塔拉河沿岸土壤重金属含量特征与有机质、pH值的关系

以博尔塔拉河沿岸表层土壤中重金属As,Cd,Ni,Cr,Pb与有机质及pH为研究对象,并对它们之间关系进行研究。结果表明:土壤中5种重金属元素As,Cd,Ni,Cr,Pb平均含量分别为22.37,52.52,27.50,0.48,28.92mg/kg。土壤有机质平均含量为27 431mg/kg。土壤pH值为6.5~7.5,平均值为6.94。研究区土壤性质与土壤重金属含量间关系复杂:有机质含量与As,Cd,Cr,Pb含量呈显著正相关,有机质易与重金属离子形成络合物,从而降低重金属离子活性,导致土壤重金属含量增加;pH值与As,Cd,Pb含量之间呈显著负相关,随pH值增大,有效态As、有效态Cd和有效态Pb在土壤中含量明显减少。通过对土壤有机质、pH与重金属含量的关系研究,发现土壤有机质、pH是影响土壤重金属含量的重要因素。     

辽宁省保护地土壤盐渍化特征的研究

在进行全面生产调查的基础上,自辽宁省主要蔬菜保护地生产区采集保护地及其相邻露地大田0~20 cm和20~40 cm土层土壤样品,测定全盐含量,探讨了当地保护地土壤盐渍化程度及其成因。结果表明:(1)保护地土壤全盐含量显著高于相邻露地相应土层土壤,0~20 cm和20~40 cm土层土壤全盐含量分别是相邻露地土壤的1.5~17.0倍和1.2~11.3倍,盐分表聚现象明显;(2)保护地土壤盐渍化现象较为严重,0~20 cm土层、20~40 cm土层全盐含量超过2 g kg-1的土样分别占46%和29%,而露地大田0~20 cm和20~40 cm土层土样全盐含量均在2 g kg-1以下。(3)区域间保护地土壤盐渍化程度不同,沈阳法库、大连瓦房店、朝阳喀左和鞍山海城等地土壤盐渍化程度相对较重,沈阳新民和丹东东港土壤盐渍化程度相对较轻,其它地区保护地土壤盐渍化程度居中;(4)土壤盐渍化与改种保护地前土壤盐分含量及改作保护地后种植年限、施肥量、复种指数等因素关系密切。因此,应加强相关研究,采取措施,积极防治保护地土壤盐渍化。     

新乡市大棚菜田土壤重金属积累特征及污染评价

采用微波消解-ICP-AES技术,测定不同种植年限大棚菜田土壤样品中As、Pb、Zn、Cd、Cr、Mn、Ni、Cu等重金属的含量,研究不同种植年限与大棚菜田土壤重金属累积的相关性以及大棚菜田土壤重金属累积特征,并利用地积累指数法进行污染评价。结果表明:大棚菜田土壤重金属Zn、Pb、Ni、Mn和Cu的含量与种植年限具有极显著相关性;大棚菜田土壤中重金属Cd和Cr的含量与种植年限不相关。重金属元素间相关性分析表明,Zn与Pb、Cd、Ni、Mn、Cr、Cu,Pb与Cd、Ni、Mn、Cr、Cu,Cd与Ni、Mn、Cr,Ni与Mn、Cr、Cu,Mn与Cr、Cu具有污染同源性,Cu与Cd、Cr不具有污染同源性。地积累指数法污染评价结果显示Cd的污染等级达到了6级,已构成了极严重污染;Zn和Cu的污染等级达到2级,已构成了中度污染;Pb、Mn的污染等级达到1级,已经构成了轻~中度污染;As、Ni、Cr均未构成污染。     

辽宁地区保护地土壤有机质含量及其影响因素的研究

在对辽宁省主要保护地蔬菜生产区生产状况进行实地调查的基础上,自蔬菜保护地和与之相邻的露地大田采集土壤样品,研究保护地土壤有机质含量变化特点,分析了改作保护地后种植年限、有机肥施用量等因素对保护地土壤有机质含量的影响。结果表明:(1)蔬菜保护地土壤有机质含量总体上已经显著高于露地大田土壤,且这一差异0~20 cm土层明显大于20~40 cm土层;(2)保护地土壤有机质含量表现出随着改作保护地后种植年限延长而增加的变化趋势;(3)在改作保护地后种植年限相近的条件下,保护地土壤有机质含量及其增量与有机肥施用量呈明显的正相关关系。(4)辽宁各地保护地土壤有机质含量差异明显,其中大连地区保护地土壤有机质含量较高,其他地区处于中-低水平,需要增加投入、提高土壤有机质含量以进一步培肥地力。     

喀斯特林地土壤重金属形态特征及其评价

通过野外调查与室内分析,对喀斯特林地土壤重金属全量及形态构成进行了调查,对土壤重金属污染及其生物有效性进行了评价,并探讨分析了土壤重金属与土壤pH值的相关性。结果表明:中性土壤As,Cd,Cu,Ni,Pb,Zn及Cr全量均大于酸性土壤的全量;As以酸溶态为主,Cd,Cu,Ni,Pb,Zn及Cr以残渣态为主,残渣态土壤重金属比例为中性高于酸性土壤;酸性和中性土壤重金属Pb全量、中性土壤的As和Cu全量均高于贵州土壤背景值;中性和酸性土壤重金属As,Cd和Ni全量及酸性土壤重金属Cu全量超过土壤环境质量二级标准值;酸性土壤为轻度污染,中性土壤为中度污染;重金属生物有效性表现为AsCdCrNiPbZnCu,酸性土壤As生物有效性指数最高,与中性土壤相比,酸性土壤重金属生物有效性高;Cu全量、可氧化态Pb、残渣态Cu与pH值呈极显著正相关,酸溶态Zn与pH值呈极显著负相关,酸溶态Cr与pH值呈显著负相关,残渣态As与pH值呈显著正相关。喀斯特林地土壤主要受到As,Cd,Cu,Ni这4种重金属的影响,除As外,其余3种元素属于"高背境,低活性"状态。     

有机肥长期施用对设施土壤全镉和有效态镉含量的影响

应用长期田间定位试验方法,比较研究了长期有机肥不同施肥方式（不施肥、有机肥常量、有机肥减量及有机肥减量配施化肥）对设施土壤镉（Cd）全量及有效态含量的影响,同时考察了其对土壤特性的影响及二者的相关性。结果表明：与不施肥的设施土壤（对照）相比,长期定量施用有机肥土壤表层（0～20 cm）Cd全量显著降低,且随着施用量下降,这种效果更显著,但对亚表层（20～40 cm）Cd全量无显著影响。长期施用有机肥会提高设施土壤表层Cd有效态含量,特别是0～10 cm土壤有效态Cd含量显著高于对照,但与有机肥常量处理相比,有机肥减量和有机肥减量配施化肥处理土壤有效态Cd含量分别显著降低了17.56%和14.04%;同时,有机肥减量配施化肥对设施土壤有机质、全氮、表层有效磷均有大幅提升,且pH偏高于有机肥常量。相关分析表明,设施土壤有机质、有效磷含量均与土壤Cd全量和有效态含量之间呈显著或极显著正相关,土壤全氮含量与Cd有效态含量呈显著正相关,pH与有效态含量之间呈极显著负相关。上述结果表明有机肥适当减施,同时辅以适量化肥,可进一步改善设施土壤特性,进而控制设施土壤表层Cd累积。     

白银市日光温室土壤养分累积特征及重金属污染现状评价

以甘肃省白银市的日光温室土壤为研究对象,调查分析了土壤剖面养分累积状况和土壤电导率、pH值的变化;对土壤重金属Cd、As、Pb、Cr、Cu、Zn和Ni含量进行了测定,采用单项质量指数与综合质量指数相结合的方法对土壤重金属的环境质量状况进行了评价。结果表明,日光温室土壤有机质、硝态氮、速效磷和速效钾含量显著高于农田土壤,其中速效磷在0-40 cm土层和速效钾在0-60 cm土层累积尤为明显。温室栽培条件下土壤电导率高于农田土壤,雒家滩温室土壤表层EC值为0.94 mS·cm-1,超过蔬菜的生育障碍临界点（EC〉0.50 mS·cm-1）。大部分温室土壤Cd含量超过国家土壤环境质量三级标准,其中雒家滩温室土壤Pb、Zn、Cd、As含量超过温室蔬菜地土壤环境质量评价标准（HJ 333—2006）限量值。根据各重金属的单项与综合质量指数,靖远日光温室土壤环境质量为2级,属于尚清洁水平,而雒家滩和重坪日光温室土壤环境质量为3级,属于超标水平,不适宜发展无公害蔬菜。     

伊犁河谷不同造林模式土壤养分与酶活性的关系

[目的]研究伊犁河谷5种典型造林模式下土壤养分和酶活性空间特征,为伊犁河谷地区造林树种的搭配和布局提供依据。[方法]通过采样和室内测试分析,对0—20和20—40cm土壤的化学性质及酶活性等指标进行分析测定,并对其相关性进行研究。[结果]0—20的土层土壤酶活性更强,养分含量也更高;各模式土壤养分含量差异显著,榆树防护林土壤碱解氮和有效磷含量最高,全钾和有效钾处于较高水平,林草间作用材林土壤全氮、全磷和有机质含量最高,碱解氮也处于较高水平;土壤酶活性与土壤养分有一定的相关,其中脲酶与全磷、碱解氮、速效磷和有机质显著正相关,过氧化氢酶与全钾和速效钾呈显著正相关,与全氮、全磷、碱解氮和有机质呈显著负相关。[结论]土壤酶活性与土壤养分间关系紧密,并可较好表征土壤肥力水平,可广泛应用于森林土壤的肥力水平评价。     

A field study on the influence of soil ph on trace element levels in spring wheat (Triticum aestivum), potatoes (Solanum tuberosum) and carrots (Daucus carota)

Soil pH is one of the main factors influencing the solubility and availability of trace elements in arable soils. Thus pH can affect the trace element contents of agricultural crops and thereby indirectly influence human health. The aim of this study was to determine Cd, Ni, Zn, Cu, Mn, Cr, Al and Se contents in spring wheat, potatoes and carrots (Cd, Ni and Zn) and estimate their correlations with certain soil factors (surface and subsurface soil pH and organic matter content) governing the plant availability of these elements. Commercial fields were sampled in Sweden in order to cover a wide range of soil types with respect to pH, soil texture and organic matter content. Concentrations of Zn, Mn, Ni (grain) and Cd (straw) in spring wheat (n=43); Cd, Ni, Zn, Mn, Cu and Al in potatoes (n=69); and Cd, Ni and Zn in carrots (n=36) showed significant negative correlations with surface soil pH (0–25 cm). The Se content of potatoes and Cr content of spring wheat straw were positively correlated with soil pH. Stepwise multiple regressions including a combination of soil pHs (0–25 and 25–50 cm) and organic matter contents (0–25 cm) showed that the organic matter content as well as the surface and subsurface soil pH significantly influenced concentrations of several trace elements in one or more of the studied crops. It was concluded that, if acid deposition together with other acidifying processes (fertilisation, harvest of biomass, etc.) are not balanced by a sufficient amount of liming there might be a decrease in the pH of arable soils, which, in turn will lead to decreased levels of Se in edible crops but an overall increase concentrations of other trace elements.     

Soil metal pollution as a function of traffic density and distance from road in emerging cities: a case study of Abeokuta,southwestern Nigeria

The distribution of Zn, Cu, Cd, Cr, Pb, Ni, and Mn in the soil, and related soil properties was studied in Abeokuta, southwestern Nigeria. Their soil pollution source was hypothesized to be automobile traffic. Consequently, their variations were assessed as a function of traffic density, distance from road and traffic, and soil depth. Soil samples were collected from the areas of high, medium, and low traffic densities at 0, 50, 100, 150, and 200 m from roadside; at depths 0–20, 20–40, 40–60, 60–80, and 80–100 cm. The potential effects of these metals on environment and agricultural activities were also assessed. Results indicated that the major sources for the metals’ contamination are emissions from vehicles. High and medium traffic volume impacted more metals of the soils. Zinc, Cu, Cd, and Cr were concentrated at depths 0–40 cm, Pb, Ni, and Mn were concentrated at 0–20 cm and appeared bound to soil organic matter (SOM). Significantly lower concentrations of metals are found at distances of 100 m and beyond. Concentrations of these metals are generally low compared with standards and their uptake by crops is not probable. However, their continuous accumulation might be a threat in the future.     

南方典型红壤区旱地与水田土壤酸度的剖面差异性

为探明红壤区不同耕地利用类型下土壤酸度的剖面变化特征及其主要影响因素,选取江西省余江县和湖南省祁阳县的典型水田、旱地两种耕地利用类型下、第四纪红色黏土母质发育的红壤,分5层(0～20、20～40、40～60、60～80和80～100 cm)测定土壤pH、交换性铝、交换态盐基阳离子及有机质含量等指标,分析剖面酸度特征及其相互关系。结果表明：土壤pH均随土层深度的增加呈增加趋势,不同耕地利用类型下以水田剖面p H较高,范围为5.80～6.43,旱地剖面p H较低,范围为4.68～5.41。土壤交换性铝含量以水田含量较低,范围为0.16～1.56 cmol/kg,旱地的含量较高,范围为4.22～7.02 cmol/kg,水田的交换性铝含量随土层深度的增加呈降低趋势,旱地则呈现相反的变化趋势。0～20 cm土层的交换性铝与有机质含量呈显著负相关,40～100 cm土层的交换性铝与交换态盐基阳离子含量呈显著负相关。耕地利用类型是影响土壤酸度的主要因素之一,旱地土壤酸度强于水田。增加耕层土壤有机质含量可能是减缓酸化、降低交换性铝含量的策略之一。     

寿光大棚菜地土壤呼吸强度、酶活性、pH与EC的变化研究

为防治土壤退化、促进农业可持续发展提供科学依据,以寿光地区露地土壤作对照,研究了连作1、5、8和12年大棚蔬菜(番茄)土壤有关生物学指标的变化。结果表明,土壤呼吸强度和脱氢酶活性棚内高于棚外,并随连作年限延长开始增强而后减弱,由于管理差异,12年棚龄土壤又回升。随着连作年限延长,土壤脲酶活性逐渐减弱,而过氧化氢酶活性逐渐增强;土壤呼吸强度和酶活性都由表层向底层逐渐减弱。土壤pH随连作年限增加逐渐下降,而EC逐渐增加,至12年棚龄时,与对照比0—20 cm土层pH下降了1.06单位,其他层次变化不显著。试验还表明,该地区表层土壤pH变化于6.45~7.51,EC 0.5 mS/cm,能较好地满足作物生长需要,同时,EC是影响土壤pH及酶活性变化的重要因素。土壤EC及过氧化氢酶活性可作为反映大棚菜地土壤质量变化的参考指标。     

冀中南种植黄瓜设施土壤盐分、酸碱性和养分状况分析

  目的  明确冀中南种植黄瓜设施土壤盐分、酸碱性和养分状况,为提高土壤质量及农业绿色发展提供依据。  方法  于2015年在冀中南地区6个黄瓜设施栽培主产区以20 cm土层厚度、分5层采集1 m土层的设施内及其相邻或附近露地粮田土壤样品（分别称为设施土壤和粮田土壤）,测定盐分、酸碱性及养分含量,分析该区域设施土壤理化性质及养分变化状况。  结果  （1）与粮田土壤相比,冀中南设施表层（0 ~ 20 cm）土壤盐分、有机质、硝态氮、速效磷、速效钾均显著增加,其平均含量分别为粮田土壤的1.78倍、1.43倍、2.56倍、7.59倍、2.56倍;土壤pH显著降低,平均降幅为0.54个单位。（2）不同采样点间设施土壤（0 ~ 20 cm）盐分、酸碱性、养分状况存在较大的差异,土壤电导率变化范围为271.6 ~ 631.6 μS cm?1 ,土壤pH变化范围为7.20 ~ 7.93,土壤有机质、硝态氮、速效磷、速效钾变化范围分别为16.2 ~ 36.4 g kg?1 、52.9 ~ 205.9 mg kg?1、107.5 ~ 315.6 mg kg?1、188.9 ~ 757.9 mg kg?1。（3）设施土壤0 ~ 100 cm土层硝态氮和速效磷含量均高于同层粮田土壤,每层增幅分别为77.9%、69.2%、38.6%、25.1%、73.6%和161.3%、261.85%、224.7%、135.3%、120.4%,除40 ~ 60 cm与60 ~ 80 cm土层土壤硝态氮差异不显著外,其余均显著高于粮田土壤。  结论  与粮田土壤相比,冀中南种植黄瓜的设施土壤盐分积累严重、pH显著下降,养分含量显著提高、但不同养分间比例不平衡;需提高土壤有机质含量、总量控制养分投入量和不同养分间比例,以防治土壤次生盐渍化和pH下降趋势,进而提高土壤质量,为蔬菜高产稳产和设施农业绿色发展提供技术支撑。