重金属污染对水稻土微生物及酶活性影响研究进展

水稻土受到重金属污染不仅影响水稻的产量品质,而且对水稻土微生物及酶活性的影响不容忽视.本文系统综述了水稻土重金属污染的来源,重金属污染对水稻土微生物生物量、种群数量、群落结构以及土壤酶活性的影响,并针对重金属污染对水稻土微生态效应研究的不足提出了未来应该研究的重点和方向,指出:①加强水稻–重金属–微生物三者相互作用、相...     

太湖地区几种水稻土对重金属的缓冲能力的初探

本文采集了太湖地区典型水稻土土种，实验室分析了土壤酸碱缓冲能力，土壤中重金属的形态分布特性以及吸附解吸动态与缓冲速率，指出不同土种间土壤对重金属污染的缓冲能力差异较大，肥力较高的爽水型水稻土－黄泥土的缓冲能力最强。     

云南喀斯特地貌区土壤重金属污染风险评估及水稻叶面肥筛选

为探究云南水稻种植区土壤重金属含量与叶面肥种类对水稻中重金属迁移,以及对糙米质量安全的影响,本研究选取地质高背景区泸西县水稻种植区作为研究区,采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法、潜在生态风险指数法对研究区稻田土壤污染情况进行了评估,并以锰锌肥、硅硒肥两种不同成分叶面肥作为试验材料,通过转运系数等指标探究不同成分叶面肥在田间大规模应用中的效果。研究结果表明：研究区稻田土壤中As、Cd、Cr的平均值均超过云南省土壤重金属背景值且变异系数较大,主要以Cd污染最为严重。研究区土壤总体上处于轻度污染状态,As、Pb、Cr均处于轻微潜在生态危害,40%的Cd处于中等潜在生态危害,但综合潜在生态危害指数仍为轻微潜在生态危害。喷施叶面肥的处理较仅喷施清水的处理而言,茎叶-糙米间转运系数降低,糙米及茎叶中重金属含量显著降低,产量无显著差异。供试的锰锌肥的肥效较硅硒肥更为显著,适合在田间大规模种植使用。     

安徽主要水稻土中重金属形态分布与土壤酶活性研究

通过野外调查和实验分析,对安徽几类不同地貌下的水稻土中重金属Cu、Zn、Pb的化学形态特征及其与4种土壤酶活性间的关系进行了研究.结果表明:3种不同地区水稻土中,残留态和有机态Cu、Zn、Pb含量在总量中所占比例最高.平原和丘陵地区水稻土中有机结合态Cu、Zn、Pb明显高于山区;而山区水稻土中Fe-Mn氧化物结合态Cu、Zn、Pb相对含量高于平原和丘陵地区.在水稻土中,碳酸盐结合态Cu、Zn对过氧化氢酶活性的抑制作用最大,交换态Pb对脲酶活性的抑制作用最大.反映水稻土Cu、Zn污染用碳酸盐结合态Cu、Zn和过氧化氢酶活性指标,而反映Pb污染用交换态Pb和脲酶活性指标是可行的.     

有机物料对污染土壤上水稻重金属吸收的调控效应

采用重金属污染水稻土开展盆栽试验,研究施用有机碳源、菜籽饼和猪粪对不同水稻(汕优63,简称“SY63”;中浙优1号,简称“ZZY1”)重金属吸收的调控效应.结果表明,在重金属污染土壤上ZZY1具有一定的耐性,相同处理时ZZY1糙米、砻糠、秸秆中重金属含量均低于SY63品种,糙米中Cd含量较SY63低57.5％ ～ 83.8％,Cu含量低37.8％ ～ 69.1％,Zn含量低0.88％ ～ 31.7％,食物链风险较SY63品种低.3种有机物料中,施用菜籽饼使两水稻品种糙米中重金属含量明显低于其他处理;与对照相比,施用菜籽饼使SY63糙米中Cd、Cu和Zn含量降低73.5％、52.6％和32.1％,ZZY1糙米Cd含量降低30.5％.在供试重金属污染土壤上可选择具有一定重金属耐性的水稻品种ZZY1进行粮食生产,同时施用适量的菜籽饼以增强其抵御重金属毒害的能力,降低糙米中Cd、Cu和Zn含量及其食物链污染风险.     

重金属污染土壤的微生物学评价

随着研究方法 改进，采用微生物学指标评价土壤重金属污染越来越受人们关注。比较敏感的指标有：对重金属敏感细菌与耐性细菌之比，脱氢酶活性与土壤有机碳之比，代谢商，微生物生物量碳与土壤有机碳之比，异养因氮菌的固氮作用。但微生物的生物是及其活性在受重属金影响的同时也受土壤性质及自然条件的影响，应当把微生物学性质的变化与重金属的形态、植物吸收联系起来评介污染土壤。     

韶关土壤重金属污染状况

随着工矿业的迅猛发展,韶关土壤重金属污染日益严重,直接影响到农作物的安全生产。笔者对韶关土壤重金属污染来源及其现状作了概述,并针对污染状况及其当地农作物生产的特点提出了一些治理和修复建议。     

冶炼厂污灌区土壤-水稻系统重金属积累特征的研究

冶炼厂对周围的农田土壤造成了污染,其中Cu的污染最严重,100m处的全量和提取态Cu分别是182.45mg/kg和81.91mg/kg,是对照的10.3倍和35倍。污灌区水稻各器官重金属Cu、Zn的分布规律:Cu为根>茎叶>籽粒;Zn为茎叶>根>籽粒,Zn在水稻体内的移动能力大于Cu,Cu主要累积在水稻的根部;水稻茎叶中Cu的浓度和土壤中Cu的浓度密切相关。     

不同程度重金属污染对水稻土团聚体组成的影响

以太湖地区长期受重金属污染的稻麦轮作条件下的水稻土为研究对象,分别采取水稻收获期和小麦收获期不同重金属污染水平的土壤和临近非污染土壤(对照土壤),利用低能量超声分散分离技术将原状土进行团聚体分级,并结合土壤碳库分析,研究不同程度重金属污染对水稻土团聚体组成的影响。结果表明:随着重金属污染程度的增加,小麦收获期土壤2~0.2 mm与0.2~0.02 mm粒级的团聚体含量呈显著降低趋势,0.02~0.002 mm与0.002 mm粒级团聚体含量显著增加,但这种趋势在水稻收获期表现不显著;重金属污染降低了水稻季团聚体平均重量直径(MWD),从而降低了土壤的团聚程度,但这在小麦季并未表现出显著的降低作用;而小麦季重金属污染对原土及团聚体中有机碳含量没有显著影响,水稻季重金属污染则显著增加了土壤有机碳的含量。这些结果表明不同重金属污染程度对土壤团聚体组成的影响在不同的作物收获期表现不同,这可能与土壤团聚体周转过程受农田水分管理等措施影响有关,尚需深入研究。     

太湖地区水稻土长期不同施肥条件下油菜季土壤呼吸CO2排放

利用长期定位试验研究了太湖地区不同施肥处理下油菜生长期间水稻土CO2排放通量,耕作方式为水稻-油菜轮作,并对CO2排放通量和土壤（5cm）温度、土壤水分含量进行了回归模拟。结果表明,不同施肥处理平均土壤呼吸CO2排放速率在49．37～85．97CO2-Cmg·m^-2·h^-1之间,与不施肥处理相比,长期施用肥料显著提高了土壤呼吸CO2排放速率,且在油菜的两个生育期,施肥对土壤呼吸释放CO2的促进作用,花角期显著高于角果发育成熟期。相关分析表明,土壤呼吸CO2排放强度与土壤水分、土壤温度有显著的正相关关系。通过计算Q10,无肥处理（NF）较其他肥料处理（CF、CFM、CFS）对土壤温度有更大的敏感性。     

生物质炭添加对重金属污染稻田土壤理化性状及微生物量的影响

分析了生物质炭添加对红壤性水稻土理化性状、重金属含量及微生物生物量的影响。通过田间小区长期定位试验,一次性施入不同量生物质炭(0,10,20,30,40t/hm2),于2017年9月采集各处理表层土样(0—15cm),研究土壤理化性状、重金属含量及微生物生物量的变化。结果表明:生物质炭添加对土壤理化性状、重金属含量及微生物生物量均有显著影响。与对照相比,供试土壤的pH、EC和有机质含量随生物质炭添加量的增加而增大,增幅分别为5.11%~18.43%,37.62%~104.31%和1.72%~22.41%,而有效磷和铵态氮含量随生物质炭添加量的增加呈先增大后减小趋势,分别在生物质炭添加量为10t/hm2和30t/hm2时达到最大值。随生物质炭添加量的增加,土壤有效态Cd和有效态Pb含量均呈降低趋势,而土壤有效态As含量呈先增加后减少的趋势,三者均在生物质炭添加量为40t/hm2时达到最小值。土壤微生物生物量碳、氮和微生物商随生物质炭添加量的增加均呈先升高后降低的趋势,均在生物质炭添加量为20t/hm2时达到最大值。相关分析表明,生物质炭添加量分别与土壤有效态Cd和Pb含量之间呈极显著负相关(P0.01);通径分析表明,生物质炭主要是通过直接作用影响土壤有效态Cd含量,而土壤pH、EC、有机质、微生物生物量碳、氮和有效磷主要是通过间接作用影响土壤有效态Cd含量。因此,添加适量生物质炭不仅可以改善土壤重金属污染现状和土壤理化性状,提高土壤养分含量,还可以改良土壤生物学性质,增加土壤微生物量。研究结果可为提高稻田土壤肥力和改善土壤重金属污染状况提供科学依据。     

农田土壤重金属淋洗剂筛选与效应分析

为分析不同淋洗剂在不同淋洗条件下对重金属淋洗效果的影响,采用振荡淋洗法对比研究4种淋洗剂(柠檬酸(CA)、酒石酸(TA)、乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA)和氨三乙酸三钠盐(NTA))不同浓度、淋洗时间、pH和固液比对重金属复合污染农田土壤中Pb、Cd、Cu和Zn的淋洗效果及单因素最佳淋洗条件下土壤淋洗前后重金属不同形态含量的变化。结果表明,CA和TA的最佳淋洗浓度为0.3mol/L,EDTA和NTA为0.05mol/L;CA和NTA的最佳淋洗时间为480min,EDTA和TA为720min;4种淋洗剂的最佳淋洗pH均为3,最佳固液比均为1∶20。单因素最佳淋洗条件下,EDTA对土壤重金属去除效果最佳,对Pb、Cd、Zn和Cu的去除率分别为67.4%,61.0%,13.8%和76.0%;NTA效果次之,去除率分别为41.6%,42.4%,9.9%和54.3%。土壤重金属去除率随淋洗剂pH的降低而升高,随固液比的增加而增加,随淋洗剂CA与TA浓度增大而增大。淋洗剂对土壤重金属的解吸动力学曲线符合准二级动力学模型,解吸过程为化学解吸,且解吸反应速率受土壤重金属含量与淋洗剂浓度控制。土壤重金属在淋洗剂作用下的解吸速率为Cd>Pb≈Zn≈Cu。EDTA和NTA淋洗显著降低土壤中Pb、Cd、Zn和Cu铁锰氧化态和有机结合态的含量,CA和TA显著降低Pb、Cd、Zn和Cu铁锰氧化态的含量。淋洗剂对重金属的去除效率为EDTA>NTA>CA>TA。     

典型铅锌矿区水田土壤重金属污染特征

采用现场采样及室内分析测试方法,研究了岩溶地区某铅锌矿厂区下游水田表层土壤及典型剖面中Cu、Zn、Pb、Cd的污染特征及其在剖面上的垂向迁移特性。结果表明,厂区下游水田表层土壤Cu、Zn、Pb、Cd的含量范围分别为35-89 mg.kg^-1、1 440-11 100 mg.kg^-1、249-4 610 mg.kg^-1、8.3-61.6 mg.kg^-1。除Cu的污染程度较轻外,Zn、Pb、Cd的污染达到了中度到极重污染的水平,且以Cd的污染最为严重。沿灌溉渠往下,表层土壤受到的污染越来越小,污染指数呈下降趋势。Cu、Zn、Pb、Cd在典型土壤剖面上均呈现出极为明显的向下迁移趋势。在0-20 cm,4种重金属的含量均较大;从20 cm往下至180 cm,其变化趋势基本上是先升高后降低,向下迁移的浓度峰值均出现在60-120 cm,但各元素向下迁移的规律略有差异。Cd向下迁移浓度峰值出现的深度比Cu、Zn、Pb的要深。     

再生水灌溉下紫色水稻土颗粒态有机质中重金属的富集特征

颗粒态有机质(POM)属于活性较高的有机碳库,为了解在长期再生水灌溉条件下,灌区土壤POM是否会富集更多的重金属而对作物生长造成不利影响,研究比较6个不同灌溉年限(2,3,5,8,10,12年)的再生水灌溉区紫色水稻土中POM分布规律及重金属铜(Cu)、铅(Pb)和镉(Cd)的富集特征,以探明再生水灌溉条件下POM中重金属的动态变化过程及影响因素。结果表明,灌区紫色水稻土中1～0.05mm是POM的主要分布粒级,该粒级POM所占比例超过78%,>1mm的POM所占比例较低。灌区紫色水稻土中POM对重金属有较明显的富集作用,对Cu、Pb和Cd的平均富集系数分别为6.58,5.78和4.03,富集的Cu、Pb和Cd分别占土壤重金属总量的8.22%,7.27%和7.65%。随着再生水灌溉年限的增长,灌区紫色水稻土的重金属含量未超出土壤重金属环境质量二级标准,土壤有机质含量显著提高,而POM中重金属的富集系数呈下降趋势。POM中重金属的富集系数与灌溉时间的关系可用Elovich方程表示。     

4种典型抗生素对土壤微生物呼吸的影响

本研究通过室内直接吸收法测定了四环素、金霉素、诺氟沙星和恩诺沙星4种典型抗生素对土壤微生物呼吸作用的影响。结果表明,4种抗生素对土壤微生物呼吸的影响存在一定差异。四环素在整个处理过程中对土壤呼吸的影响以抑制作用为主;金霉素在处理第1d和7d均有激活作用,而且激活率最高可达到51.23%,但是在其他处理时间以抑制作用为主;诺氟沙星在整个处理过程中,浓度为0.2mg·kg-1和1mg·kg-1对土壤微生物呼吸都有一定的抑制作用,浓度为5、25、50mg·kg-1处理均为激活作用,激活作用随着处理浓度的增加而升高。恩诺沙星在整个处理过程中,所有处理对呼吸的影响变化趋势为先激活后抑制。总体来说,到处理第15d,所有抗生素处理的微生物呼吸作用基本恢复到对照水平,说明在本试验浓度处理下,微生物对这4种抗生素能够产生一定的适应性。     

不同土地利用方式下降雨对土壤微生物量和呼吸的影响

全球气候变化会导致陆地生态系统干旱频繁,强降雨增多,深入研究降雨对土壤微生物量和呼吸的影响,有利于理解陆地生态系统中土壤碳、氮的循环.研究以北京市延庆县上辛庄水土保持科技示范园内的标准径流小区为对象,探讨不同土地利用方式下降雨对土壤微生物量和呼吸的影响及差异.结果表明,不同土地利用方式下土壤干旱时,降雨使土壤微生物量和土壤呼吸产生激增效应.2010年8月3日降雨后经果林、裸地、农用地的土壤微生物量碳与干旱期的相比分别增加了0.40,1.51,1.95倍;土壤微生物量氯与干旱期的相比分别增加了1.77,1.83,3.7倍;土壤呼吸与干旱期的相比分别提离了12.4%,12.5%,20.5%.激增幅度依次为农用地>裸地>经果林.农用地的土壤微生物量和土壤呼吸值均低于经果林、裸地的,但是降雨使其产生的激增幅度明显大于经果林和裸地的.     

湖南湘潭市土壤重金属污染调查与评价

对湘潭市土壤、不同土地利用类型及不同土壤类型土壤重金属Cu,Pb,zn,Cd,Cr,Hg,As污染现状进行了调查和分析.结果表明,湘潭市54个样本中镉、汞2种重金属属于重污染;铜、锌属于中污染;铬属于轻度污染;铅、砷属于尚清洁区.不同土地利用类型土壤中镉、汞污染严重,介于重污染与中污染之间,铅属清洁区或尚清洁区,其余介于轻度污染与尚清洁区之间.不同类型土壤中镉、汞污染严重,属重污染,锌属中污染,铅属清洁区或尚清洁区,其余介于轻度污染与尚清洁区之间.总之,湘潭市镉、汞污染严重,污染可能由工业三废、汽车尾气、化肥和污水灌溉造成的.     

苏南某冶炼厂周边农田土壤重金属分布及风险评价

选择江苏南部冶炼厂周边污染的水稻田,采集耕层0～15cm的土壤,分析土壤中重金属Cd、Pb、Hg、As、Zn、Cu的污染程度及其空间变异特征。结果表明,土壤Cd、Pb、Cu、Zn、Hg的全量随着距污染源距离的增加而减少,呈现由东北向西南扩散的趋势,As则是由西北向东南扩散。6种重金属中Cd、Hg的污染范围相对较大,Zn的污染范围最小。DTPA浸提的6种重金属有效态含量都是距污染源距离越远而越少。采用内梅罗综合污染指数法对土壤中的重金属进行风险评价,土壤重金属的综合污染指数为39.27,污染程度已超过5级,为重度污染,其中Cd、Hg污染最为严重,含量范围分别为3.98～44.58mg·kg-1、0.36～2.01mg·kg-1,As为中度污染,Pb、Cu、Zn则为轻度污染,说明研究区域农产品安全生产存在很大的风险。     

Effects of Wastewater Irrigation on Physicochemical Properties of Soil and Availability of Heavy Metals in Soil and Vegetables

The present study investigated the impact of irrigation with wastewater on nutritional property and heavy‐metal concentrations in the soil and consequent accumulation in vegetables at sites having long‐term uses of wastewater for irrigation. Samples of irrigation water, soil, and root and shoot parts of palak plants were analyzed to determine the concentration of heavy metals. Wastewater irrigation led to increases in the total and phytoavailable heavy‐metal concentrations in the soil at all the sites. Heavy‐metal concentrations in soil under wastewater irrigation were negatively and positively correlated with soil hydrogen potential (pH) and organic carbon (OC), respectively. The enrichment factor and metal pollution index were higher at wastewater‐irrigated sites as compared to the clean water–irrigated ones. The study concludes that wastewater irrigation modified the physicochemical properties of the soil, leading to more availability of heavy metals in the soil and consequently to the plant.