除草剂残留下生物炭对土壤微生物的影响

采用盆栽试验,模拟农田土壤除草剂残留环境,研究异噁草松残留下,生物炭对土壤微生物群落数量的影响,阐明生物炭及其结构特性对土壤微域环境的改善作用。结果表明:土壤中异噁草松残留在0~0.72 mg·kg^-1对土壤真菌和放线菌影响趋势一致,随作物生育进程延长具有刺激增加的作用,尤其是高残留处理,但初期对细菌具有较强的抑制作用,至甜菜生长到第50 d才恢复正常;加炭后,土壤真菌数量降低,但与对照差异不显著;异噁草松土壤残留低于0.24 mg·kg^-1,加炭后土壤放线菌数量高于对照未施炭处理;异噁草松残留低于0.12 mg·kg^-1,加炭后细菌数量先增加后降低;生物炭为"深层孔洞"结构,含有C、O、S等多种元素。试验结果表明,土壤中一定浓度的异噁草松残留,对土壤真菌、放线菌有刺激增加作用,加入生物炭后,能够缓解除草剂高残留对细菌的抑制作用。     

昆山市土壤养分现状与变化趋势研究

2009年对昆山市土壤养分进行检测,检测结果显示:有机质35.5 g·kg^-1,全氮2.22 g·kg^-1,碱解氮162 mg·kg^-1,有效磷15.1mg·kg^-1,速效钾115 mg·kg^-1,pH值6.0。与第二次土壤普查相比,有机质和全氮含量呈上升趋势,碱解氮、有效磷、速效钾含量明显提高,pH值呈下降趋势。     

异噁草松残留对土壤微生物多样性及酶活性的影响

为促进农田土壤合理施用除草剂，采用盆栽试验，研究不同异噁草松残留量对土壤微生物多样性及酶活性的影响。结果表明，在作物受药害表现期，异噁草松残留量≤0.12 mg·kg^-1对土壤微生物OTU丰度没有显著影响，0.24～0.96 mg·kg^-1的异噁草松残留量均增加了细菌和真菌OTU丰度；异噁草松残留对细菌群落结构改变较大，与真菌相比，细菌对异噁草松残留更加敏感；低浓度异噁草松残留显著增加了变形菌门中β-变形菌的丰度，而高浓度残留显著增加了γ-变形菌的丰度；随异噁草松土壤残留量的增加，玉米生长受抑制，但土壤过氧化氢酶、脲酶活性表现为增强趋势，土壤全氮、碱解氮、速效钾和有机质含量呈先降低后增加的变化趋势。     

华北农田小麦-玉米轮作体系下土壤重金属积累特征研究

通过文献查阅和采样分析,建立华北农田小麦-玉米轮作体系下土壤重金属输入、输出数据库,分析不同重金属输入源所占比例;通过模型计算不同情景下土壤中不同重金属元素累积速率和累积速率的频率分布,分析土壤不同重金属的积累特征。结果表明,本轮作体系和条件下,Cu、Zn、Cd、Ni、Pb、Cr 6种重金属元素的主要输入源为畜禽粪便有机肥,其占总输入量的比例分别是:86.1%、83.8%、76.6%、72.5%、64.3%和46.3%;Hg、As的主要输入源为磷肥,其分别占总输入量的比例是52.6%和49.5%;大气沉降也是农田土壤中Hg的重要输入源之一。华北农田小麦-玉米轮作体系秸秆还田和地下水灌溉条件下土壤重金属元素累积速率的中位值分别为:Cd0.00238mg·kg^-1·a^-1,As 0.0298mg·kg^-1·a^-1,Hg 0.001 09 mg·kg^-1·a^-1,Pb 0.050 7mg·kg^-1·a^-1,Cr0.0502 mg·kg^-1·a^-1,Cu 0.110 mg·kg^-1·a^-1,Zn0.348mg·kg^-1·a^-1,Ni0.0393 mg·kg^-1·a^-1。根据我国土壤环境质量II级标准(GB 15618-1995),本体系和条件下土壤中Cd、Cr、Ni最易超标,在农田土壤重金属污染防治中应重点关注。     

红叶甜菜-花生和油葵-花生轮作修复土壤Cd的能力

利用生物量高的经济作物进行轮作,可在加快修复土壤Cd污染进程的同时获得一定的经济效益。本研究在长沙市望城区群力村Cd轻度污染的土壤进行冬季种植红叶甜菜、夏季复种植花生和春末种植油葵、夏季复种植花生的轮作模式试验,探究重金属修复潜力。结果表明：花生、油葵、红叶甜菜各部位Cd富集系数除花生果实外均大于1,对Cd均有较强的富集能力。油葵-花生、红叶甜菜-花生轮作模式种植一季可提取土壤Cd总量分别为40.80 g·hm^-2和53.34 g·hm^-2。红叶甜菜-花生轮作将土壤Cd含量由0.316 mg·kg^-1降至0.286 mg·kg^-1,油葵-花生轮作一季将土壤Cd含量由0.316 mg·kg^-1降至0.283 mg·kg^-1。研究表明,红叶甜菜-花生、油葵-花生轮作模式均对土壤重金属Cd有较好的修复潜力。     

钱塘江附近农田土壤磷的积累及其流失的潜在风险

为探讨钱塘江周边农田土壤磷流失风险,采集了181个代表性农田土壤,分析了土壤藻类可利用磷、植物有效磷（Olsen P）、水溶性磷和磷零吸附时的磷平衡浓度（EPC₀）。结果表明,土壤藻类可利用磷在5.89~932.65 mg·kg^-1之间,平均为105.30 mg·kg^-1;植物有效磷在1.00~444.76 mg·kg^-1之间,平均为30.57 mg·kg^-1,达到较高水平;蔬菜地土壤磷素积累明显高于一般农田。土壤水溶性磷含量和EPC₀值随土壤中植物有效磷积累而增加,当土壤中植物有效磷超过60 mg·kg^-1时,土壤水溶性磷含量迅速增加;土壤中植物有效磷>60 mg·kg^-1的样品比例达11.60%。土壤EPC₀可作为评价土壤磷素向水体释放磷的强度指标,根据土壤EPC₀值与植物有效磷之间的线性关系,估算得到的径流中磷达到Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类地表水环境质量标准上限值相应的土壤植物有效磷临界值分别为7.9、13.7、20.9、28.2 mg·kg^-1和35.4 mg·kg^-1,研究区大约有35.9%的农田磷积累可能产生的地表径流磷含量在Ⅳ~劣Ⅴ类的范围。研究认为,钱塘江近江地段部分农田土壤中磷素已有明显积累,存在较高的流失风险。建议把植物有效磷为30 mg·kg^-1和60 mg·kg^-1分别作为这一区域农田磷肥限量施用和禁止施用的参考值。     

小麦田土壤中炔草酯GC-ECD检测方法研究及残留行为特征

采用乙腈振荡提取,GC-ECD测定,建立了小麦田土壤中炔草酯残留量的测定方法。在0.01～2.0 mg·kg^-1质量浓度范围内,气相色谱峰面积与炔草酯质量浓度呈良好的线性关系,相关系数为R²=0.9994。外标法定量,土壤中添加炔草酯质量分数分别为0.01、0.1 mg·kg^-1和0.5 mg·kg^-1,平均回收率分别为95.91%、89.50%和75.35%,相对标准偏差分别为2.66%、7.64%和4.23%,最低检出浓度为0.01mg·kg^-1。检测结果表明,该测定方法前处理简便快速、成本低、结果准确,能够满足土壤中炔草酯残留量的分析要求。在山东和湖南开展的2年两地土壤田间试验结果表明,炔草酯在土壤中30 d的消解率均超过99%,理论半衰期为2.7～3.9d,属于易降解农药。     

黄淮海平原农区农用地土壤肥力评价及时空变化特征——以山东省博兴县为例

为研究近年来黄淮海平原耕地土壤肥力变化情况,摸清土壤肥力变化的影响因素,选取山东省博兴县2007年和2020年土壤肥力数据,运用地统计学方法与指数和法对土壤肥力进行综合评价,并探讨土壤肥力的时空变化特征。结果表明：与2007年相比,2020年博兴县土壤有机质和速效钾的含量增高,有机质由15.13 g·kg^-1增加至17.48 g·kg^-1,速效钾由164.73 mg·kg^-1增加至242.80mg·kg^-1;碱解氮和有效磷的含量降低,碱解氮由103.20 mg·kg^-1降至84.73 mg·kg^-1,有效磷由39.07 mg·kg^-1降至24.99 mg·kg^-1;土壤pH值由7.79升高至8.28;土壤肥力水平为Ⅰ级、Ⅲ级和Ⅴ级地的面积占比分别下降了13.62、4.14和0.99个百分点,Ⅱ级地的面积占比提高了17.78个百分点,Ⅳ级地的面积占比基本保持不变。总体上看,2007—2020年博兴县土壤肥力的变化受到土壤类型和人为活动因素的共同影响,今后的农业生产应在参考土壤本底值的基础上,采取有效的施肥方式和管理模式,以提高土壤肥力。     

水稻秸秆生物炭对镉污染农田中番茄产量和品质的影响机制

为探究不同比例生物炭对镉污染农田中番茄产量和品质及其体内镉累积的影响,以千禧番茄（Lycopersicon esculentumMill.）为材料,设计4个处理（CK：不添加生物炭;T₁：1%生物炭;T₂：3%生物炭;T₃：5%生物炭）,采用盆栽试验研究了不同处理下番茄根系、茎部和果实中镉的累积、产量与品质和土壤理化性质与酶活性的差异。结果表明：与CK处理相比,添加生物炭显著提高了番茄的产量和品质（维生素C、番茄红素、可溶性蛋白、可溶性糖含量和糖酸比）,其中T₂处理的品质提升效果最显著,分别较CK处理提高了24.7%、114.4%、12.0%、37.4%和80.0%。添加生物炭可显著降低番茄体内（根系、茎部和果实）镉含量,其中T₃处理的效果最显著,在生长末期,T₃处理番茄根系、茎部和果实中的镉含量分别为1.31、0.33 mg·kg^-1和0.03 mg·kg^-1。此外,在番茄的整个生育期中添加生物炭可显著改善土壤理化性质（pH和腐殖质）,提高土壤养分含量（碱解氮、速效磷和速效钾）和酶活性（脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和纤维素酶）,其中在生长末期,T₂处理的碱解氮、速效磷、速效钾含量和脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和纤维素酶活性显著高于其余处理,依次为47.42、165.85、167.76 mg·kg^-1和6.28 mg·g^-1·d^-1、3.20 mg·g^-1·20 min^-1、1.07 mg·g^-1·d^-1和2.13 mg·g^-1·d^-1;T₃处理对pH、腐殖质含量提高效果最为明显,分别为7.15和24.56 g·kg^-1,但与T₂处理无显著差异。研究表明,添加生物炭可显著降低番茄体内镉含量,改善土壤理化性质并提高土壤养分含量,进而提高番茄的产量和品质,其中以3%生物炭处理效果最佳。同时,添加生物炭显著提高了土壤的酶活性,改善土壤的生态环境。     

硼和氯化钠复合胁迫对小麦幼苗的影响

以盆栽小麦幼苗为供试植物,设定培养基质硼浓度分别为0、50、100 mg·kg^-1,氯化钠浓度分别为0、1、2 g·kg^-1,研究了硼和盐复合胁迫对植物生长的影响。结果表明,硼和氯化钠的单独胁迫均能显著抑制小麦生长;硼浓度为50 mg·kg^-1时,氯化钠加重了硼对小麦生长的抑制;硼浓度为100 mg·kg^-1时,氯化钠缓解了硼对小麦生长的抑制。硼和氯化钠的复合胁迫以及高硼胁迫使根冠比显著增大,氯化钠抑制了小麦对硼的吸收。综合来看,当硼胁迫较严重时,盐胁迫可以促进小麦增大根冠比和减少硼吸收来抵御硼毒害。     

硫对镉胁迫下小白菜镉富集、光合速率等生理特性的影响

以小白菜品种"七宝青"为材料,采用盆栽试验,研究外施硫(50 mg·kg^-1)对不同镉(Cd)处理水平(0、5、25、50、100 mg·kg^-1>)下小白菜生长、Cd吸收转运、光合特性及渗透调节物质含量的影响。结果显示,与单一Cd处理相比,5.25 mg·kg^-1 Cd处理水平下,外施硫显著促进了小白菜的生长,其株高分别增加了11.14%和21.16%,地上部干重分别增加了22.55%和19.90%,根部干重分别增加了27.83%和20.29%,叶绿素含量分别增加了11.81%和15.13%。外施硫降低了小白菜Cd的转运系数(TF)和地上部生物富集系数(BCF),提高了根部BCF。25 mg·kg^-1 Cd处理水平下,外施硫小白菜地上部Cd含量显著降低了24.82%,根部Cd含量显著增加了23.94%,TF值最小。5.25 mg·kg^-1 Cd处理水平下,外施硫能够明显缓解Cd胁迫对小白菜叶片光合作用的抑制,其净光合速率(Pn)分别增加了13.15%和15.22%,气孔导度(Gs)分别增加了13.81%和15.42%。25 mg·kg^-1 Cd处理水平下,外施硫小白菜叶片可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸及抗坏血酸含量分别增加了20.82%、23.34%、26.79%和25.72%。研究结果表明,在25 mg·kg^-1 Cd处理水平下,外施50 mg·kg^-1硫显著减少了Cd从根部向地上部转移,降低小白菜地上部Cd含量,提高Cd胁迫下小白菜叶片的光合强度以及渗透调节物质的含量,对小白菜Cd毒害的缓解效应最为显著。     

施锰微肥对镉污染土壤中玉米生长及镉吸收分配的影响

为定量研究锰(Mn)对镉(Cd)污染土壤的修复效果,以低(5 mg·kg~(-1))和高(10 mg·kg~(-1))Cd污染棕壤为供试土壤,通过盆栽培养试验,研究施加不同浓度的MnSO4(20、200、2 000 mg·kg~(-1))对土壤Cd形态、玉米生长和体内Cd吸收、Cd亚细胞分布的影响。结果表明:施Mn可以显著改变土壤中Cd的赋存形态,与对照(未施加Mn)相比,土壤可交换态Cd含量降低了4.75%～30.81%,且随着Cd浓度的增加,可交换态Cd降低比例逐渐增大。适量的Mn(20、200 mg·kg~(-1))可以促进玉米根系的生长,提高玉米各部位生物量,增产11.42%～17.51%,但过量的Mn(2 000 mg·kg~(-1))则会对玉米产生一定的毒害作用,导致减产。Mn降低了土壤中Cd的生物有效性,从而抑制玉米对Cd的吸收,籽粒Cd含量在低Cd污染土壤中降低了46.15%～53.85%,在高Cd污染土壤中降低了38.37%～52.33%。同时Mn增加了细胞壁对Cd的沉积和液泡区隔化作用,促进Cd在根部的固持,从而降低其向地上部转运。研究表明,Mn的施加对低Cd污染土壤的钝化效果优于高Cd污染土壤,适量的Mn更有助于玉米的生长发育以及降低玉米体内的Cd含量。     

萝卜对土壤中全氟辛酸赋存形态影响及吸收特征

为探讨植物种植对土壤中全氟辛酸（Perfluorooctanoic acid,PFOA）赋存形态影响及吸收特征,以根系发达的萝卜为代表性植物,通过盆栽试验,探究了不同浓度PFOA污染土壤中萝卜的生长、对PFOA的吸收利用及土壤中PFOA形态分布的变化。结果表明：萝卜的种植会显著改变土壤中PFOA的赋存形态,且存在浓度差异。与无种植组相比,种植萝卜显著提高了低浓度土壤中的PFOA有机结合态比例（12%）、降低了残渣态比例（10.5%）;显著降低了高浓度土壤中PFOA的可脱附态比例（4.9%）。萝卜可从土壤中富集PFOA,且地上部（茎、叶）富集能力显著高于地下部。低浓度（0.2 mg·kg^-1）PFOA暴露显著降低萝卜生物量,但高浓度（5 mg·kg^-1）并未对生物量产生显著影响。研究表明,萝卜种植可以改变污染土壤中PFOA的形态分布,进而影响PFOA对人类健康及环境的潜在风险。     

卤代阻燃剂和镉对旱稻种子萌发和生长的影响

为探讨卤代阻燃剂四溴双酚A(TBBPA)和得克隆(DP)与重金属镉污染土壤对旱稻种子萌发及生长的影响,选用原旱稻3号种子为模式材料,采用土壤染毒法进行种子萌发试验。结果表明DP、TBBPA和镉对原旱稻3号种子萌发和幼苗生长具有抑制作用,且存在明显的剂量-效应关系,DP、TBBPA和镉对根伸长的EC_(50)分别为250.40、124.75 mg·kg~(-1)和133.41 mg·kg~(-1),对芽伸长的EC_(50)分别为645 265.53、244.52 mg·kg~(-1)和81.80 mg·kg~(-1)。卤代阻燃剂和镉增强了本品种种子根系的活力;TBBPA、DP、镉和三者复合污染处理脯氨酸分别比对照增加了51.03%、4.91%、42.52%和86.35%;TBBPA和DP具有促进植物可溶性蛋白质生成的作用,比对照分别增加了36.55%和5.86%,镉和复合污染均抑制了水稻幼苗可溶性蛋白质的生成,抑制率分别为28.86%和15.09%;镉具有抑制水稻体内可溶性糖生成的作用,抑制率为8.41%,而阻燃剂和复合污染具有促进水稻体内可溶性糖生成的作用。原旱稻3号幼苗对镉具有一定的积累作用,而两种阻燃剂在幼苗中残留量较低。研究表明DP、TBBPA和镉对原旱稻3号种子萌发和幼苗生长均具有一定的抑制作用,而幼苗通过调节细胞中脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质等物质的含量来提高对胁迫的耐受性。     

外源喷施油菜素内酯对碱胁迫下甜菜生长的影响

为探究碱胁迫下不同质量浓度的油菜素内酯对甜菜生长的影响,在甜菜苗期喷施0.05mg·L-1、0.1mg·L-1、0.15mg·L-1和0.2mg·L-1不同质量浓度的油菜素内酯(BR),分析植株生长特性、光合能力、内源激素、块根产量和含糖率的变化,明确甜菜喷施的最佳质量浓度。结果表明,喷施不同质量浓度BR的处理的光合能力在整个生长期均大于碱处理,并在生长后期显著降低叶片ABA质量浓度,提高CTK和GA3的质量浓度,增加块根产量和产糖量。其中质量浓度为0.15mg·L-1的油菜素内酯处理效果最明显,块根产量最接近CK,达到CK的66.3%,是Alk(碱处理)的157.5%。苗期喷施适宜质量浓度的BR可以缓解碱土对甜菜生长的胁迫,增加干物质积累,增强甜菜的光合作用,降低叶片ABA与其他激素的比例,提高甜菜的抗碱能力。     

重金属铅镉胁迫对芋生长发育和产量的影响

采用盆栽试验研究了0（对照）,500、1 000、1 500、2 000 mg·kg^-1和2 500 mg·kg^-1 6个浓度的铅（Pb）与0（对照）、0.5、1.0、1.5、2.0 mg·kg^-1和2.5 mg·kg^-1 6个浓度的镉（Cd）溶液分别处理土壤对芋生长发育和产量的影响。结果表明,Pb胁迫抑制芋植株的生长,株高最大低于对照25.3%,对芋叶长、叶宽的影响不显著;而Cd浓度在1.0 mg·kg^-1以上显著促进了植株的生长,株高最大高于对照42.1%,最大叶长高于对照60.1%,最大叶宽高于对照60.9%。在1 000 mg·kg^-1和1 500 mg·kg^-1 Pb胁迫下,叶绿素含量显著高于对照,浓度大于1.0 mg·kg^-1时Cd胁迫显著高于对照;Pb胁迫MDA含量同比对照显著增加,最大增加了60.8%,Cd胁迫仅在1.0 mg·kg^-1显著高于对照45.4%。Pb胁迫可溶性糖含量先升后降,1 000 mg·kg^-1时显著高于对照40.6%,Cd胁迫时呈上升趋势,最大高于对照33.5%;Pb胁迫可溶性蛋白呈上升趋势,最大高于对照144.0%,Cd胁迫时先上升后下降,1.5 mg·kg^-1时显著高于对照37.0%;Pb、Cd胁迫均使SOD活性下降,最大下降幅度分别为37.8%和60.0%,使POD和CAT活性增强,POD最大增强幅度分别为119%和78.7%,CAT最大增强幅度分别为298.5%和65.5%。Pb或Cd胁迫均导致芋产量明显下降,最大下降分别为53.6%和56.5%。     

补水移栽对甜菜苗期生长及产量品质的影响

为明晰补水移栽对纸筒育苗甜菜苗期生长及产量品质的影响,研究比较了地下式补水与传统的地上式补水的土壤润湿结构特征,补水量对甜菜苗期地下部根系与地上叶片发育的影响,以及补水移栽在两种土壤条件下的甜菜产量与品质效应。结果表明,地下式补水创造了环裹于秧苗纸筒底部的土壤湿润球,利于向秧苗供水与田间有效保水。随补水量的增加,甜菜苗期侧根数、主根长、主根粗、根鲜重、叶片量、叶面积随之显著增长。在华北寒旱区砂质栗钙土农田,以成活率与壮苗为目标的甜菜移栽补水量为150～200 ml·株^-1、壤质草甸栗钙土农田为100～150 ml·株^-1为宜,较不补水甜菜块根增产68.78%～81.82%,糖产量提高65.57%～81.82%。地下式补水移栽,是提高甜菜成活率的关键;适量补水实现培育壮苗,成为甜菜高产的基础。