生物炭对铜、铅、镉复合污染土壤的修复效果

将玉米秸热解制备的生物炭施入铜、铅、镉复合污染土壤,通过土壤培养实验和小白菜盆栽实验,探究 热解温度（400、700益）和施加量（1%、2%、5%）对生物炭修复重金属污染土壤效果的影响。结果表明,施加400益生物 炭（BC400）和700益生物炭（BC700）后土壤pH 分别增加0.14耀0.52 和0.27耀0.78。施加两种生物炭均可以使土壤重金 属形态钝化,降低小白菜对重金属的吸收;而且生物炭施加量越大,效果越明显。对重金属生物有效性降低的改良效 果顺序为BC700>BC400。在生物炭施加量相同的情况下,BC400 处理小白菜可食部干重大于BC700 处理。同时,相对 于施加量5%的BC700 处理,施加5%的BC400 能更明显地增加土壤微生物的生物量。     

蔬菜专用功能复合肥钝化土壤镉的效果初探

设置习惯施肥与施用蔬菜专用重金属钝化复合肥两个处理,在轻度镉污染(土壤活性态镉含量为0.31±0.029 mg/kg)园地上连续种植3季小白菜,探讨施用蔬菜专用重金属钝化复合肥降低小白菜中镉含量的效果。结果表明,两个处理3季小白菜的产量无明显差异;与习惯施肥相比,施用蔬菜专用重金属钝化复合肥处理第1、2、3季小白菜的镉含量分别降低了13.6%、29.7%与33.6%,差异达极显著水平;土壤pH值分别提高0.09、0.19与0.27;土壤活性态镉含量分别降低了16.2%、31.3%与34.0%,差异均达到极显著水平。可见,施用蔬菜专用重金属钝化复合肥,可有效提高土壤pH值、降低土壤中有效态镉含量,是其减少小白菜吸收累积镉的重要原因。因此,施用蔬菜专用重金属钝化复合肥,是降低轻度污染园地小白菜镉含量的经济、有效途径之一。     

添加外源镉有机肥对小白菜产量和品质的影响

[目的]研究添加外源镉(Cd)的有机肥对小白菜产量、品质及安全性的影响,为安全施用有机肥提供参考.[方法]分别采用直接向土壤中添加镉(Cd)、施加添加镉含量为0.003;的有机肥、施加未添加镉的有机肥三种方式进行盆栽试验.[结果]施用鸡粪、猪粪、加镉鸡粪和加镉猪粪均能显着提高小白菜生物量,但降低了还原性糖含量,还原性VC含量与未施肥处理差异不显着;有机肥提高了小白菜可食部分硝酸盐含量;加镉鸡粪及加镉猪粪提高了小白菜镉含量.[结论]施用有机肥能够提高小白菜产量,但过量施用会降低小白菜部分品质;有机肥能够降低游离态镉的生物有效性;含有重金属的有机肥施入土壤会增加小白菜的Cd含量.     

不同土壤改良剂对酸性土壤改良效果

【目的】探索施用不同改良剂对酸性土壤性质、水稻吸收养分和产量、水稻吸收重金属的影响,为酸性土壤改良提供技术依据。【方法】通过水稻田间试验,选择3种不同土壤改良剂(生石灰、亿土康、楚戈)及不施改良剂共4个处理,检测各处理土壤pH、交换性铝、交换性酸和阳离子交换量、水稻植株和籽粒氮磷钾含量、水稻重金属含量,测定水稻产量及产量构成因子,分析土壤性质、水稻氮磷钾含量、水稻产量及水稻重金属含量变化。【结果】与对照(不施用改良剂) 相比,改良剂均能提高土壤pH、减少土壤中交换性酸和交换性铝含量,以施用石灰效果最佳。不同改良剂均能增加土壤阳离子含量,增幅在21%～24%之间,其中以施用亿土康土壤阳离子含量最高。改良剂能提高水稻籽粒氮磷钾和植株全磷含量,但降低了植株全氮和全钾含量。施用土壤改良剂能提高水稻有效穗、千粒重和增加水稻产量。施用土壤改良剂减少水稻对重金属Cd的吸收,不同改良剂对水稻吸收Cr影响不同。【结论】适宜的改良剂能提高酸性土壤pH、减少交换性铝和交换性酸含量,增加土壤阳离子含量,提高水稻对养分的吸收,增加水稻产量和减少水稻对重金属Cd的吸收。     

添加生物炭对土壤镉形态和小白菜镉吸收的影响

为了深入研究生物炭对土壤镉(Cd)形态及对小白菜吸收镉的影响,研究采取盆栽试验,将小白菜种植于镉污染土壤中,通过添加不同质量分数的生物炭进行培养试验。试验共设CK(不添加生物炭)、T1(添加2%的生物炭)及T3(添加4%的生物炭)三个处理,每个处理进行三次重复。试验结果表明：添加生物炭可以显著提高供试土壤的pH,T1、T2处理可分别将土壤pH提高0.58、0.80个单位;随着生物炭添加量的增加,土壤中弱酸提取态镉与可还原态镉的含量降低,而可氧化态镉与残渣态镉的含量增加,且T2处理与T1处理相比效果更显著;添加生物炭可以显著减少小白菜吸收镉的量,T1和T2处理可以分别使小白菜对镉的吸收降低41.67%和75.00%。总的来说,添加生物炭可以降低土壤中有效态镉的含量并显著降低小白菜对镉的吸收量,是一种降低土壤镉危害、提高小白菜的食品安全性的有效方法。     

老化生物炭对小白菜积累重金属的影响

[目的]生物炭对土壤中的重金属具有较强的吸附固定能力,能够降低重金属的植物可累积性。生物炭进入土壤后,在各种生物及非生物氧化作用下发生老化,而老化后的生物炭对土壤重金属的有效性以及对植物累积重金属的影响等方面的研究较少。[方法]本研究以氧化剂-干湿-冻融交替循环的方法对新鲜制备的生物炭(原始炭)进行老化,比较生物炭老化前后的阳离子交换量(CEC)、元素含量和表面官能团等参数的变化,并通过盆栽实验,探究生物炭老化前后对小白菜积累重金属(Pb、Cu、Cd)的影响。[结果]结果显示:与原始炭相比,老化作用能够增加生物炭的CEC、O/C值以及生物炭表面羟基和羰基的数量。相比未添加炭处理(对照组),老化炭的施用显著增加了土壤pH值和有机质含量(P0.05)。而老化炭对土壤重金属有效态含量表现为显著降低,且施加量越大,效果越明显。即相比对照,5%老化炭处理下土壤中Pb、Cu、Cd的减少率分别为12.42%、11.67%、11.21%。相应地,老化炭的添加显著降低了小白菜体内重金属累积量(P0.05),即未添加炭处理中小白菜体内Pb、Cu、Cd的含量分别为24.33 mg·kg~(-1)、28.8mg·kg~(-1)、0.2mg·kg~(-1),而在5%老化炭处理下小白菜体内Pb、Cu、Cd的含量各减少至3.33 mg·kg~(-1)、7.23mg·kg~(-1)、0.03mg·kg~(-1)。[结论]因此,老化生物炭依然能有效降低土壤重金属的生物有效性,说明生物炭对重金属污染土壤的修复具有一定的长期稳定性。     

鸡粪生物炭对土壤铜和锌形态及植物吸收的影响

300℃制备的鸡粪生物炭既可以固定碳和重金属,又可以克服鸡粪不当处理所产生的环境问题,但由于鸡粪中Cu和Zn的含量较高,因此使用时可能存在重金属污染风险。本文研究了温室大棚中土壤培养和小白菜盆栽下施用鸡粪生物炭对土壤Cu和Zn形态以及植物吸收的影响。结果表明施用鸡粪生物炭可以明显增加土壤pH,减少土壤有效态Cu含量,小白菜盆栽条件下鸡粪生物炭对有效态Cu抑制程度小于土壤培养。空白土壤中施入鸡粪生物炭后有效态锌的含量增加了6.19 mg·kg~(-1),使用鹿粪则可以减少鸡粪生物炭对土壤有效态Zn含量的影响。随着土壤培养时间的延长,施用鸡粪生物炭可降低酸溶态与可还原态Cu的比例,增加残渣态Cu比例,提高施加鸡粪生物炭处理中可氧化态与残渣态Zn比例。高温高湿环境下施用2%鸡粪生物炭能够促进小白菜的生长,增加小白菜干重,减少小白菜根部重金属Cu和Zn含量,降低Cu和Zn的根富集系数,二次盆栽后添加鸡粪生物炭还能够降低小白菜茎叶部Cu和Zn的含量。以上结果说明,鸡粪生物炭施入土壤后可引起短时间的污染风险,且Zn的污染风险大于Cu,但随着时间的延长,鸡粪生物炭既可促进小白菜的生长,减少Zn的释放,又能固定Cu和Zn,从而减少植物对Cu和Zn的吸收。     

3种生物炭对镉污染黄壤上小白菜生物量及品质的影响

以镉污染黄壤为供试土壤,小白菜为供试作物,采用盆栽试验,通过测定小白菜地上部鲜重与镉含量、土壤有效态镉含量以及小白菜可溶性糖、可溶性蛋白和维生素C含量等,研究木炭、辣椒秸秆炭和菌棒炭添加后镉污染黄壤上小白菜的生物量及品质变化情况.结果表明:与对照相比,施用3种生物炭能明显促进小白菜的生长,木炭、辣椒秸秆炭和菌棒炭处理小白菜的地上部鲜重分别是对照(不添加生物炭)的1.19、1.31、1.34倍;生物炭的添加使得小白菜地上部镉含量较对照分别降低了13.37％(木炭)、39.47％(辣椒秸秆炭)和62.33％(菌棒炭);3种生物炭处理的土壤有效态Cd含量分别下降了11.05％、22.91％和31.86％;与对照相比,施加辣椒秸秆炭和菌棒炭后,小白菜可溶性糖和维生素C含量分别增加了2.65％～4.22％和6.90％～7.96％;此外,施加菌棒炭处理的小白菜可溶性蛋白含量较对照上升了0.31％.由此可见,添加生物炭能促进小白菜生长,抑制其地上部对镉的吸收;在用量为5％的情况下,施用菌棒生物炭还能一定程度提高小白菜的品质.     

不同土壤改良剂对陕北低洼盐碱地土壤理化性质及水稻产量和经济效益的影响

为探究不同土壤改良剂对陕北低洼盐碱地的改良效果，采用田间试验和室内分析相结合的方法，比较了3种土壤改良剂(脱硫石膏“、金阜丰”和腐殖酸)对土壤理化性质、水稻产量及经济效益的影响。结果表明，3种土壤改良剂均可有效降低土壤容重、改善土壤物理性质，降低土壤酸碱度。其中，腐殖酸可显著降低表层土壤含盐量“；金阜丰”土壤改良剂和腐殖酸对土壤有机质、全氮含量的影响达到显著水平，对速效钾、有效磷含量影响不显著；脱硫石膏对土壤速效钾含量的影响达到显著水平，对有机质、全氮、有效磷含量影响不显著。此外，施加土壤改良剂可以显著提升水稻千粒重和产量，与对照相比千粒重和产量分别增加10.19%～13.59%和13.54%～27.95%，其中，施加腐殖酸改良剂处理的水稻千粒重和产量最大，分别达到23.4 g和7 380 kg·hm^-2；通过经济效益分析发现，施加改良剂可以显著提升水稻产值和纯利润，其中，施加腐殖酸处理获得了最大的产值、纯利润和产投比，综合考虑稻米质量、水稻产量和经济效益，建议优先选用腐殖酸土壤改良剂改良陕北低洼盐碱地。     

生物炭对土壤固定铜及动植物行为的影响

通过表观吸附、小白菜盆栽、蚯蚓培养试验,研究了700℃玉米秸生物炭不同的施加量(0.5％、1％、2％、5％)对铜的固定、小白菜生物量和铜富集以及蚯蚓SOD活力的影响,以期确定合适的生物炭施加量.吸附试验结果表明,施加生物炭可明显地增加未污染土壤对铜的表观吸附能力.与对照相比,施加生物炭后外源铜污染土壤pH增加了0.21～1.05个单位,有机质含量增加了4.8～23.13 mg/kg,铜形态发生钝化,小白菜可食部铜浓度由89.2 mg/kg下降至80.5～38.6 mg/kg,可食部铜含量(可食部干重与铜浓度的乘积)由0.149 mg下降至0.141～0.097 mg.生物炭降低铜的生物有效性的效果随着施加量的增加而更明显.不过,相对于2％施加量的处理,施加5％的生物炭后,发现小白菜产量降低和蚯蚓SOD活力增加,表明施加高量生物炭会对小白菜和蚯蚓产生胁迫.     

磷肥施用对土壤中砷生物有效性的影响

通过盆栽试验.研究了钙镁磷肥和过磷酸钙对土壤砷的生物有效性的影响.结果表明,施用钙镁磷肥和过磷酸钙能显著促进小白菜的生长,与对照相比生物量分别提高了约149%和119%;施磷可显著提高土壤有效态砷含量,其中钙镁磷肥高、低施肥量处理分别比对照增加了52.2%和20.9%,过磷酸钙高、低量施肥处理比对照分别提高了15.0%和5.5%;在同一施磷水平下,钙镁磷肥处理的土壤中有效态砷含量明显高于过磷酸钙处理,施磷可导致小白菜对砷的吸收总量显著增加(P〈0.05).施用钙镁磷肥处理的小白菜砷吸收量的增加幅度较大.磷肥施用可在一定程度上提高土壤中砷的生物有效性,其中施用钙镁磷肥比过磷酸钙的效果更为明显.     

超微细活化磷肥对小白菜生长及磷利用的影响

为减少磷肥在土壤中的固定损失,提高其有效性,增加作物产量,通过小白菜盆栽试验,研究不同超微细活化磷肥对小白菜产量、品质、土壤养分以及肥料利用率的影响。本试验以不施肥和常规施肥为对照,设置磷肥与钾肥、腐植酸、沸石粉、硅藻土不同搭配并进行超微细化处理。结果表明：超微细活化磷肥处理均显著提高了小白菜的产量,增产率达0.44%~12.82%;与氮磷钾常规施肥处理相比,超微细磷钾-腐植酸-硅藻土-沸石粉活化处理小白菜的Vc含量增加了5.37%,硝酸盐含量降低了18.23%,可溶性糖含量降低了53.13%,土壤有效磷含量提高了17.20%~24.87%,磷肥利用率提高了3.28~8.47个百分点。在本试验条件下,推荐在肥料生产和施用中选择超微细磷钾-腐植酸-沸石粉活化处理的肥料。     

土壤改良剂对Cd污染土壤的修复效果研究

[目的]探究试配的土壤改良剂对Cd污染土壤的修复效果及最佳施用比例。[方法]利用盆栽试验向Cd污染土壤中添加不同比例的土壤改良剂,通过指示植物小麦的发芽率、株高及小麦植株SOD活性、MDA含量、Cd富集量等统计学指标,分析不同土壤改良剂对Cd污染土壤种植小麦的影响;通过土壤中不同形态Cd含量的变化,分析不同土壤改良剂对土壤重金属Cd的钝化效果的影响。[结果]随土壤改良剂添加比例的增加,小麦发芽率呈先增后减的趋势;随土壤改良剂添加比例的增加,小麦株高呈先升高后下降的趋势,添加比例为5%时最高;小麦植株内SOD活性、MDA含量和Cd富集量呈先下降后升高的趋势,在添加比例为5%时最低;添加5%土壤改良剂1(泥炭∶膨润土∶生物炭∶微生物=14∶7∶10∶1)的处理组中小麦植株Cd富集量较对照组降低了30.24%;土壤改良剂的添加显著降低了Cd污染土壤中酸溶态Cd的含量,使Cd的迁移性减弱,其中添加5%土壤改良剂1的处理组效果最佳,90 d土壤中酸溶态Cd含量由31.40%降低至9.72%,相较于空白对照组降低了65.43%。[结论]5%土壤改良剂1的施加可有效修复重金属Cd污染土壤。     

生物质炭对设施大棚土壤改良和小白菜产量品质的影响

常年连作温室大棚存在土壤酸化、重金属积累等土壤问题,严重制约了农业可持续发展和农产品安全生产,亟需对存在土壤退化问题的温室大棚土壤进行治理。通过田间小区试验研究了施用玉米秸秆生物质炭对土壤的影响,以及对小白菜产量和品质的影响。结果表明,与对照相比,施用生物质炭土壤pH值提高了0.47～0.86,有机质含量提高了32.0%～65.6%,全氮含量提高了8.4%～19.3%,有效磷含量增加了38.9%～42.3%,有效态Cd含量降低了32.8%～47.7%。施用30 t·hm^-2生物质炭时,小白菜产量增加了18.8%,可溶性糖含量增加了27.8%。施用15和30 t·hm^-2生物质炭时,小白菜中硝酸盐含量分别降低了37.7%和44.7%,Cd含量分别降低了22.8%和60.5%。可见,高用量生物质炭能更有效地降低土壤有效态Cd含量和小白菜中Cd的含量。施用30 t·hm^-2生物质炭能更好地改良大棚土壤、提高小白菜产量和品质。     

肉鸭粪肥替代化肥对小白菜及土壤环境的影响

为探究肉鸭粪肥部分替代化肥对小白菜品质及土壤环境的影响,采用盆栽试验的方法,研究了好氧堆肥、异位发酵床、黑膜厌氧塘3种方式腐熟的肉鸭粪肥等氮量替代30%、50%和70%化肥下,小白菜产量、品质及土壤环境的变化情况。结果表明：在38 d的生长期内,配施肉鸭粪肥可显著提高小白菜可溶性糖以及可溶性蛋白的含量,黑膜厌氧塘处理的鸭粪肥30%替代化肥对提升小白菜鲜质量,菜叶中可溶性糖和可溶性蛋白效果最优;肉鸭粪肥部分替代化肥处理相较纯化肥处理可使小白菜中硝酸盐含量下降31.4%～41.1%。配施肉鸭粪肥30%替代化肥处理,小白菜地上部重金属As、Cr、Cd的含量均未超出食品安全相关标准的安全限值;而当好氧堆肥处理后的肉鸭粪肥替代比例为50%和70%时,菜叶中Pb含量超标。在本试验条件下各肉鸭粪肥替代化肥处理均未增加土壤重金属污染等级,但增加了土壤中抗生素的种类,且主要以氟甲砜霉素为主。研究表明,肉鸭粪肥等氮量部分替代化学氮肥施用有助于增加小白菜产量,提升小白菜中可溶性糖和可溶性蛋白含量,降低其硝酸盐含量,对小白菜和土壤中重金属的影响较小,但会增加土壤中抗生素的种类,综合结果表明黑膜厌氧塘处理的肉鸭...     

2种生物炭对Pb、Cd污染土壤的修复效果

以污泥和发酵床废弃垫料热解制备的生物炭为钝化剂,采用土壤培养试验的BCR分级提取方法研究生物炭对铅(Pb)、镉(Cd)单一和复合污染土壤中重金属形态变化的影响。采用小白菜盆栽试验,研究添加2种生物炭对植株生物量和地上部重金属含量的影响。结果表明:添加生物炭可以促进重金属从弱酸提取态向可氧化态和残渣态转化并降低其生态风险;可以提高小白菜的生物量,其中垫料生物炭处理达到了显著性效果;能降低小白菜地上部Pb、Cd的含量,且在单一重金属污染土壤处理中达到显著性效果;与污泥生物炭相比,垫料生物炭钝化修复Pb、Cd污染土壤的效果更佳。     

施用石灰石对土壤Cd及小白菜Cd吸收的影响研究

为了明确石灰石对重金属污染土壤中Cd的治理效果,进行了小白菜盆栽试验。研究结果表明,适量添加石灰石(0.5%LS)可有效增加小白菜的产量,提高酸性土壤的p H值,增加土壤氮素和速效钾含量,但减少了土壤有效磷含量;施用石灰石对Cd污染土壤的修复具有显著效果,可有效降低土壤生物有效态Cd含量和小白菜对Cd的吸收。试验推荐石灰石添加比例为0.5%(m/m)。     

生物炭 + 碱渣钙镁肥对镉污染土壤、花生产量和品质的影响

【目的】验证生物炭+碱渣钙镁肥对重金属镉(Cd)污染土壤的改良效果。【方法】在习惯施肥NPK对照的基础上,设置生物炭20 t/hm~2、碱渣钙镁肥3 t/hm~2和生物炭20 t/hm~(2+)碱渣钙镁肥3 t/hm~2处理进行花生田间小区试验,研究不同材料处理对Cd污染土壤的养分含量、有效Cd含量,以及花生米、花生壳和花生茎叶Cd含量的影响。【结果】与对照相比,生物炭+碱渣钙镁肥处理土壤pH值提高0.91个单位,土壤有效Cd含量降低11.63%,土壤pH与土壤有效Cd含量之间呈现显著负相关;土壤有机质、交换性Mg和有效Si含量分别提高21.71%、72.05%和39.34%(P0.05);花生荚果产量和花生米粗蛋白含量分别增加22.57%和9.39%(P0.05);生物炭+碱渣钙镁肥处理对减少花生茎叶对重金属Cd的吸收累积有明显作用。【结论】生物炭+碱渣钙镁肥能有效钝化土壤重金属Cd,提高花生的产量和品质,可以作为重金属Cd污染土壤的复混改良材料。     

白僵菌几丁质培养液对小白菜抗逆酶及土壤微生物的影响

为使生物菌制剂可以建立起土壤的良性循环功能体系,提高作物的产量和品质,以四季小白菜为研究对象,通过测定盆栽小白菜施用白僵菌几丁质培养液处理后酶活性及土壤微生物数量的变化,明确其应用效果。结果表明:与使用多菌灵相比,使用培养液后对小白菜过氧化氢酶无显著性影响,对超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性均有提高的作用,对前者提高率为33.17%,对后者提高作用尤为明显,提高10倍以上;处理后土壤中霉菌数量变化不显著,病原菌+培养液处理的放线菌和细菌的数量分别比病原菌+多菌灵提高26.09%和56.05%。这表明添加生物菌肥有利于小白菜的生长,改善土壤环境。     

不同土壤改良剂对酸性铝富集红壤毒性缓解效应的差异

在红壤中添加外源铝并种植作物,研究不同土壤改良剂对酸性铝富集土壤的铝毒缓解效应差异及潜在机制。采用酸性红壤做盆栽试验,添加外源铝,并施用土壤改良剂腐殖酸(HA)、生物炭(C)和生石灰(CaO)种植小白菜,设置CK、HA(0.3%HA)、C(2%C)、CaO(0.3%CaO)、Al(1 mmol/kg Al 3+)、Al+HA(1 mmol/kg Al 3++0.3%HA)、Al+C(1mmol/kg Al 3++2%C)、Al+CaO(1mmol/kg Al 3++0.3%CaO)共8个处理,分析腐殖酸、生物炭和生石灰对铝富集红壤不同形态活性铝及作物生长的影响。结果表明:铝毒会显著降低小白菜的出苗率和鲜质量,提高小白菜铝含量;而施用改良剂能缓解铝毒对小白菜的抑制作用,改善小白菜的生长状况,降低小白菜铝含量,Al+HA、Al+C和Al+CaO处理小白菜鲜质量较Al处理分别增加86%、775%和1 014%。添加外源Al较CK处理土壤pH降低0.17个单位,活性铝总量显著增加,而添加改良剂后活性铝总量减少。此外,Al处理交换性Al 3+含量较CK处理上升11.17%,Al+HA、Al+C和Al+CaO处理交换性Al 3+含量较Al处理分别下降11.81%、59.63%和87.82%,而单聚体羟基铝离子Al(OH)2+和Al(OH)+2含量却上升。因此,在土壤中加入外源铝显著降低土壤pH,加重酸化,且交换性Al 3+增加,抑制小白菜生长;施用改良剂腐殖酸、生物炭和生石灰后交换性Al 3+含量降低,小白菜生长状况得到改善,其中生物炭和生石灰还能有效增加红壤pH。因此,改良剂通过对土壤pH、养分含量和交换性Al 3+含量产生综合作用从而影响作物生长。