调控剂对锌镉污染土壤植物修复效率及后茬蔬菜重金属吸收的影响

采用盆栽试验,在连续12年高量施用污泥有机肥引起的Zn、Cd污染土壤上种植伴矿景天,并向土壤中添加亚氨基二琥珀酸(IDS)、乙二胺二琥珀酸三钠(EDDS)、硫磺等化学调控剂及稳定剂钙镁磷肥,研究调控剂对伴矿景天吸收Zn、Cd及施用钙镁磷肥对后茬蔬菜重金属污染风险的影响,以期探索出既可提高超积累植物重金属吸取修复效率又能降低后茬农作物重金属污染风险的植物修复模式.结果表明,施用120 mmol/kg硫粉(Sed+S)处理可显著增加伴矿景天地上部生物量,分别比未加调控剂的对照处理伴矿景天(Sed)、伴矿景天添加有机调控剂(Sed+OE)处理增加34.7％和47.9％.施用3 mmol/kg IDS则显著降低了伴矿景天地上部Cd浓度,比Sed处理降低了35.5％.施用钙镁磷肥稳定剂可有效降低后茬蔬菜苋菜体内Zn、Cd浓度,降幅为57％、63％,施用4 g/kg钙镁磷肥后土壤醋酸铵提取态Zn、Cd分别较对照降低66.1％、72.4％.可见,适当施用硫肥能促进伴矿景天的生长,添加钙镁磷肥降低土壤有效态重金属浓度,减少后茬作物污染风险.     

MTBE和Cd复合作用对土壤酶活性和小麦吸收重金属的影响

采用盆栽试验研究不同浓度(0,5,10,50,100,200,300,400,500mg/kg)的MTBE和相同浓度系列MTBE与Cd(5 mg/kg)复合作用对土壤酶活性的影响以及复合作用对小麦吸收重金属的影响.结果表明:MTBE作用下土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性表现出先增高后降低的趋势,在MTBE浓度为50mg/kg时,3种土壤酶活性达到最高值,与对照相比分别提高了14.7％,4.2％,10.1％;复合作用下3种土壤酶活性表现出先降低然后升高再降低的趋势,在MTBE浓度为10mg/kg时与对照相比分别降低了17.2％,8.7％,14.0％;在MTBE浓度为50 mg/kg时,可以缓解重金属对3种土壤酶活性的抑制作用,但酶活性仍低于空白组;在MTBE浓度为200,300,400,500mg/kg时,2种物质的复合作用抑制了3种酶的活性;复合作用对土壤酶活性的抑制比MTBE作用要明显;复合作用下小麦中重金属含量表现出增高的趋势,这说明MTBE增加了Cd的可迁移性,从而使土壤中的Cd含量降低.     

缓释肥对紫色土油菜生长和养分吸收利用的影响

分析缓释专用配方肥与当地常用肥对油菜生物量、氮磷钾养分吸收利用及其在土壤中累积的影响,为油菜节肥高效生产提供依据。通过大田试验,以油菜品种三峡油5号为试验材料,设置6种施肥处理:以不施肥(F₀)和常规施肥(F_c)为对照处理,缓释专用配方肥设置4种施肥水平(F₃₇₅:375 kg·hm^–2,F₅₂₅:525 kg·hm^–2,F₆₇₅:675 kg·hm^–2,F₈₂₅:825 kg·hm^–2)。结果表明,不同施用量的缓释专用肥料对油菜产量、单株有效角果数以F₆₇₅处理最大,F₈₂₅处理次之,F₃₇₅处理最小,其分别较F_c处理增产43.54%、36.82%、13.88%;施用缓释专用配方肥油菜氮养分损失率从F_c处理的78.30%降低至53.97%～73.66%;磷养分...     

土壤改良剂对土壤紧实度及燕麦生长状况的影响

研究了不同土壤改良剂(聚丙烯酸钾,聚丙烯酰胺,腐殖酸钾,聚丙烯酸钾十腐殖酸钾,聚丙烯酰胺十腐殖酸钾)对土壤紧实度及燕麦生长状况的影响.结果表明,各改良剂处理均能减小土壤紧实度,表现为:聚丙烯酸钾十腐殖酸钾＞聚丙烯酰胺十腐殖酸钾＞聚丙烯酸钾＞聚丙烯酰胺＞腐殖酸钾＞对照,土壤紧实度均随着土壤深度增加而增加;土壤改良剂对燕麦株高和干物质量具有显著的提高作用,复配处理株高优于其他单施处理;土壤改良剂处理下籽粒产量均显著高于对照,其中聚丙烯酸钾十腐殖酸钾和聚丙烯酰胺十腐殖酸钾籽粒产量较其他处理高,分别为4 694.2和4 566.9 kg/hm2,较对照增产21.66％和18.36％,生物产量的增产效果表现同籽粒产量;各土壤改良剂处理水分利用效率均显著高于对照,其变化趋势与产量变化趋势一致,复配处理效果更佳.     

两种钢渣源调理剂对水稻生长及氮磷钾吸收量的影响

钢渣富含硅、钙等养分,是优良的土壤调理剂原料,但其肥效和合理施用量在很大程度上取决于钢渣的养分含量和组分,本研究选取白色钢渣调理剂(W)和黄色钢渣调理剂(Y)2种性质不同的钢渣调理剂,通过盆栽试验研究其不同施用量(W调理剂0.74、1.47、2.94、5.88 g·kg~(-1)和11.76 g·kg~(-1);Y调理剂1.47、2.94、5.88、11.76 g·kg~(-1)和23.52 g·kg~(-1))对水稻生长的影响。研究结果表明,与单施NPK相比,添加W调理剂对水稻生长无显著促进作用,而Y调理剂施用量为11.76 g·kg~(-1)和23.52 g·kg~(-1)时可提高晚稻籽粒产量20%,且当Y调理剂施用量为5.88~23.52 g·kg~(-1)时显著提高晚稻秸秆产量24.02%~35.23%。施用Y调理剂促进了晚稻对氮、磷、钾素的吸收,提高幅度分别为12.61%~21.55%、7.63%~38.31%、11.89%~54.13%。综合结果表明,在弱酸性水稻土(pH 6.51)上,添加W钢渣源调理剂未促进水稻生长,而施用Y调理剂对晚稻生长和氮磷钾养分吸收具有一定的促进作用。     

Amendments of Activated Carbon and Biosolid on the Growth and Cadmium Uptake of Soybean Grown in Potted Cd-Contaminated Soils

Cadmium-contaminated soils can be re-used and also produce biomass energy if we plant soybeans or other biomass crops in the contaminated sites. In this study, two soils with pH values of 5.9 and 6.7 were artificially spiked to make their final total concentration as CK (about 1.0), 3.0, and 5.0 mg Cd kg^?1. Different amendments were mixed with these artificially Cd-contaminated soils to study the effect on the growth and Cd uptake of soybean, which include control (without amendment addition), powder-activated carbon (1%), and biosolids (sludge, 5%), respectively. Three kilograms of the treated soils was added into each pot and sowed 10 seeds of soybean (Leichardt species). The experiment was conducted in a 25°C greenhouse and controlled the soil water contents in the levels of 50–70% water holding capacity during the experimental period. Plants were harvested after growing for 90 days, and their fresh weights, dry weights, and plant heights were determined and recorded. Compared with the lower pH soil (5.9), soybeans were higher and have higher fresh weights and dry weights when growing in the higher pH soil (6.7). For most of the treatments, the two amendments had no significant effects on the plant heights of soybeans. For 3.0 or 5.0 mg Cd kg^?1 soil, the application of biosolids has significant effect on increasing the fresh weights and dry weights of soybeans (p?<?0.05). However, there were no specific effects of applying activated carbons on the fresh weights and dry weights of soybeans.     

生物炭与叶面硒肥联合施用对生菜吸收镉及土壤镉形态的影响

  目的  为探明生菜吸收富集镉的能力对生物炭与叶面硒肥的响应程度,抑制有毒有害元素镉的吸收。  方法  通过盆栽试验,以生菜为研究对象,在镉污染土壤中添加生物炭,并在生菜叶片上喷硒处理,探索了生物炭与叶面喷硒的联合施用对镉污染土壤理化指标（pH和有机碳）和土壤不同形态镉含量以及对生菜镉吸收累积的影响。  结果  ① 土壤中添加生物炭与叶面硒肥都可以有效降低生菜可食部镉含量,其中喷施低浓度硒的效果更好。当生物炭添加量为30 g kg?1,叶面喷硒浓度为1 mg L?1时,生菜地上部镉含量由0.314 mg kg?1降至0.049 mg kg?1,低于国家食品安全标准（GB 2762—2017）中规定的叶菜类镉限量值0.20 mg kg?1。② 镉胁迫下,添加生物炭与叶面硒肥的交互作用对生菜镉含量和镉富集与转运能力均产生了显著性的影响,相对于生菜根部镉含量,添加生物炭的效应高于叶面硒肥的效应,而对于地上部镉含量,叶面硒肥的效应高于添加生物炭的效应。③ 生物炭添加可通过改善土壤pH和有机碳含量降低酸可提取态、可还原态、可氧化态镉的比例,增加残渣态镉的比例,从而有效地降低生菜对土壤中镉的吸收累积,减少生菜中镉含量。  结论  综合来看,生物炭与叶面硒肥联合施用可以降低生菜镉含量,其效果明显高于两者单独施用的效果,为无公害蔬菜的种植提供理论指导。     

Effect of Organic Acids on Heavy-Metal Uptake and Growth of Canola Grown in Contaminated Soil

Heavy-metal pollution of soils causes many environmental, animal, and human health problems. Phytoextraction of heavy metals from contaminated soils is an effective and economic technique. Humic acids are naturally occurring phenol body polymerisates, which form chelate compounds with heavy metals. In the present study the influence of soil- applied humic, citric, and malic acids on the lead (Pb), cadmium (Cd), and chromium (Cr) uptake from a contaminated soil by canola plant was examined in a greenhouse experiment. The experiment was arranged in factorial design based on randomized complete blocks with three replications. The factors of experiment included three organic acids (humic, citric, and malic acid) as first factor and five concentrations [0, 0.001, 0.002, 0.003, and 0.004 (v/v)] as second factor. The results showed that increase in organic acid concentration significantly increased heavy-metal uptake by canola plant, which accumulated heavy metals in different parts of the plant. In addition, crop growth representing by plant height and plant dry weight as well as seed production significantly decreased. Based on these results, canola can be considered as effective crop for phytoextraction of heavy metals from contaminated soils.     

生物炭对水稻-再生稻体系吸收土壤中Cd和Pb的影响

以矿区周边Cd—Pb复合污染的农田土壤为供试材料,设置0,2.5%和5%(w/w)3个生物炭添加处理,通过盆栽试验探讨生物炭对再生稻吸收土壤中Cd和Pb的影响。结果表明,生物炭施加提高土壤pH和有机质含量,使Cd和Pb从移动性较强的弱酸提取态转化为较稳定的可还原态,且土壤CaCl2提取的有效态Cd和Pb含量分别降低33.23%~53.23%和66.52%~91.45%。同时,生物炭抑制Cd在头季和再生季水稻叶到糙米中的迁移,降低Pb从茎到叶和糙米的迁移,从而减少Cd和Pb在糙米中的累积;在5%生物炭处理下,再生季糙米Cd含量为0.15mg/kg,低于食品安全国家标准限量值(0.2mg/kg);Pb含量比对照处理降低68.18%。此外,再生季糙米中Cd和Pb含量低于头季稻糙米中相应的含量。因此,生物炭可以抑制Cd和Pb在再生稻体内的累积,降低糙米的重金属污染风险。     

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.     

两种改良剂对酸化苹果园土壤环境及果树生长的影响

本试验研制两种改良剂,在田间设置不施用改良剂和施用改良剂两个处理,测定苹果单果重、可溶性固形物、果形指数、苦痘病发病率以及土壤pH、有机质、元素含量、病原镰孢菌的数量和真菌群落结构的变化。结果表明,两种改良剂对缓解苹果园土壤酸化均具有良好的效果,其中德州改良剂效果最为显著。与对照相比,经德州改良剂处理后,苹果单果重平均提高39%,果形指数达到0.83以上,可溶性固形物达到14%以上,苦痘病发病率降至1%以下,土壤pH平均提高1.70,土壤有机质平均提高9.00 g/kg,且降低土壤有效Cu、有效Mn以及植株体内全Cu、全Mn含量,提高土壤交换性Ca以及植株体内全Ca含量,降低病原镰孢菌数量,优化真菌群落结构。综上,两种改良剂可有效缓解苹果园土壤酸化,促进果树生长。     

菌渣生物炭对镉污染土壤性质及小白菜吸收镉的影响

为探讨以菌渣为原料制备的生物炭修复重金属镉污染土壤的可行性。采用盆栽试验,以香菇菌渣生物炭(SC)和平菇菌渣生物炭(PC)为研究对象,设置0.5%,1%,2%的生物炭施用量(w/w,%),研究其对镉污染土壤理化性质、土壤各形态镉分布、小白菜生长及镉吸收的影响。结果表明:施用SC和PC均能显著提高土壤pH和有机质(SOM)含量。与对照相比,2%的生物炭处理,土壤pH分别提高1.05和1.10个单位,SOM含量分别提高80.6%和61.2%。施用SC和PC使土壤可交换态镉降低,而提高残渣态镉含量。相关分析表明,土壤可交换态镉与pH、SOM和蔗糖酶呈显著负相关。与对照相比,2%处理下SC和PC显著降低小白菜镉含量,分别降低57.5%和54.1%;1%用量下小白菜产量分别提高53.4%和41.6%,表明高投加量菌渣生物炭对小白菜生长有不利影响。总体看来,SC和PC均有利于改善土壤性质,减轻镉对植物的毒害,促进小白菜生长。     

不同改良剂对酸性烟田的改良效果及其对烤烟生长的影响

为比较碱渣、牡蛎粉和石灰对酸性烟田的改良效果及其对烤烟生长影响，本研究通过田间试验探究了三种改良剂对酸性烟田土壤酸度、烤烟产量与品质及经济效益影响。结果表明，三种改良剂施用均有效提高土壤pH，降低交换性酸和可溶性铝（Al）的含量，提升土壤交换性盐基阳离子含量。碱渣对土壤酸度的改良效果最佳，可使土壤pH提高0.38个单位，交换性酸和可溶性Al含量降低90.9%和39.8%。同时，碱渣处理中土壤交换性Ca2+和Mg2+含量分别增加了72.8%和91.9%。随着土壤性质的改善，三种改良剂均促进了烤烟的生长，提升了烟叶产量与内在品质。三种改良剂使烟叶产量增加6.0%~9.5%，上等烟比例提高4.0%~16.9%，产值增加11.7%~19.5%，净增收益增加4593.00~9270.30元/hm2，其中碱渣的增产增收幅度最大。此外，改良剂的施用优化了烤烟化学成分组成，其中牡蛎粉处理烟叶的品质最佳。总体看，利用碱渣改良酸性烟田具有广泛的应用前景，但在实际应用中，需注意控制碱渣Na和Cl元素含量。     

土壤调理剂对冷浸田土壤特性及水稻生长的影响

冷浸田因长期受冷泉水浸渍,土体封闭,通气不良,土壤Eh值和有效养分低下,水稻产量偏低。本研究以单施化肥为对照,设置增施生物稻糠、脱硫灰、石膏、过氧化钙和硅钙肥处理,通过田间小区试验和定期观测,探究了不同土壤调理剂对冷浸田土壤特性及水稻生长的影响。结果表明:与CK处理比较,施用生物稻糠和石膏土壤活性还原物质含量分别降低了52%和30%,从而提高了土壤的氧化性能;土壤细菌数分别提高200%和96%,真菌数分别下降16%和10%,进而提高土壤供氮能力。而施用脱硫灰和石膏调节了土壤养分,土壤有效磷含量均增加83%,速效钾含量分别增加50%和13%,水稻叶绿素含量分别提高3%和5%。施用石膏、生物稻糠和脱硫灰水稻分别增产13.0%、10.1%和5.1%。研究认为,施用土壤调理剂能消减冷浸田还原物质毒害,提升土壤微生物活性,提高土壤养分供应,促进水稻增产,并以生物稻糠、石膏和脱硫灰效果最佳。     

植物吸取修复及钝化处理对后茬水稻镉吸收的影响

采集湖南湘潭县某地镉(Cd)污染酸性农田土壤及其经伴矿景天分别吸取修复两季和三季后的土壤,采用盆栽试验研究了经伴矿景天修复及钝化改良与否对土壤pH、有效态Cd、Zn以及水稻生长和稻米Cd、Zn浓度的影响。结果表明:未改良的处理,随着修复次数的增加,土壤pH显著降低,降低幅度为0.26~0.38个单位;且修复两季、三季土壤CaCl_2提取态Cd浓度较未修复土壤分别降低19.4%、24.0%;修复后土壤种植水稻品种W184,其糙米中Cd浓度显著降低,但依然超标;修复三季土壤种植低积累水稻品种IRA7190,其糙米中Cd由0.47 mg/kg降为0.03 mg/kg。施加钝化剂海泡石和石灰(10 g/kg+1 g/kg)后,修复两季、三季土壤的pH显著升高,较未施钝化剂处理土壤pH分别提高0.95、0.72;土壤CaCl_2提取态Cd浓度分别降低79.8%、79.5%;修复两季、三季土壤上水稻W184糙米的Cd浓度与未施加钝化剂相比,分别降低27.3%、44.4%,均降至国家食品安全限值0.2 mg/kg以下;无论是否添加钝化剂,伴矿景天吸取修复三季的土壤上水稻IRA7190糙米中Cd浓度均仅0.03 mg/kg。     

Effects of Increasing Dosages of Acid Mining Wastes in Metal Uptake by Lygeum spartum and Soil Metal Extractability

Water, Air, & Soil Pollution - A yearlong (December 2003 to February 2005) monitoring program was undertaken for urban roadside measurement of benzene, toluene, ethyl benzene, m- and p-xylene,...     

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。     

不同改良材料对苏打盐碱化耕地土壤化学特性及甜菜生长的影响

[目的] 筛选出适宜内蒙古西辽河平原区苏打盐碱化耕地的土壤改良材料,为该区域盐碱地综合开发利用和农业可持续发展提供理论依据。[方法] 选取目前应用效果较好的有机硅肥、腐植酸肥和微生物菌肥3种土壤改良材料,分析其对苏打盐碱化耕地土壤pH值、碱化度、全盐含量、有机质含量及甜菜生长和产量和质量的影响。[结果] ①3种土壤改良材料均能不同程度改善苏打盐碱化耕地土壤化学性状,具体表现为能有效地降低土壤pH值、碱化度和全盐含量,提高有机质含量。不同处理和对照的土壤pH值、碱化度、全盐含量和有机质含量均表现为10—20 cm土层大于0—10 cm土层;与对照相比,3种土壤改良材料对土壤pH值、碱化度的降低幅度和对有机质的提高幅度10—20 cm土层大于0—10 cm土层,而对土壤全盐含量的降低幅度则0—10 cm土层大于10—20 cm土层;3种土壤改良材料中,以有机硅肥对土壤pH值、碱化度、全盐含量和有机质含量的改善效果最佳。②与对照相比,3种土壤改良材料均可显著提高甜菜出苗率和存活率,促进甜菜株高、叶面积指数和全株鲜重等生长指标的提高,进而提高甜菜产量和质量,其中以有机硅肥处理效果最佳;3种土壤改良材料虽然都不同程度地增加了甜菜的产值,但仅有机硅肥经济效益高于对照。③影响苏打盐碱化耕地甜菜出苗、存活、生长、产量和质量指标的主要因子是土壤pH值、碱化度、全盐含量和有机质等化学特性指标。通过施用土壤改良材料,能够对土壤化学特性起到直接调控作用,从而有效地保证甜菜生长发育,提高产量和质量。[结论] 综合考虑土壤特性、甜菜生长、产量和质量以及经济效益等指标,施用有机硅肥较其他2种材料对苏打盐碱化耕地的改良和甜菜栽培具有较好效果。     

不同改良剂对重金属污染土壤中小麦镉吸收的影响

为探讨不同改良剂及用量对重金属污染土壤的修复作用和效果,采用土壤盆栽试验,研究不同改良剂(K2HPO4、鸡粪、Na2S)对小麦生物量、不同组织镉吸收量、土壤pH及土壤有效态镉含量的影响。结果表明:3种改良剂均增加了小麦籽粒和茎秆重,对小麦的生长起到了促进作用,24g/kg鸡粪(B3)处理下,小麦籽粒重和茎秆重最高;不同改良剂均可降低小麦地上部和根系镉含量,0.004 8g/kg Na_2S(C3)处理水平下,地上部和根系镉含量与对照相比分别下降了69.72%,59.42%,下降幅度最大。其中,24g/kg鸡粪(B3)处理水平下转运系数最小,对重金属从根系向地上部迁移的抑制力最强;鸡粪(B)、Na_2S(C)可显著降低小麦籽粒中的镉浓度,K2HPO4(A)对降低小麦籽粒镉浓度无显著影响,但随着用量的增加,小麦籽粒镉浓度呈现降低的趋势,3种改良剂对降低小麦籽粒镉浓度的作用效果为Na_2S鸡粪K_2HPO_4;施加改良剂增加了土壤pH,土壤有效态镉含量随改良剂用量的增加呈下降趋势,24g/kg鸡粪(B3)与对照相比下降幅度最大,达48%。     

Soil Immobilization of Heavy Metal Using Soil Amendments in a Greenhouse Study

ABSTRACT

The application of soil amendments to immobilize heavy metals is a promising technology to meet the requirements for environmentally sound and cost-effective remediation. The present work was carried out to evaluate the effect of phosphogypsum (PG) used alone and in combination with compost (CP) at a mix ratio of 1:1 wet weight ratio (PG+CP) at 10 and 20 g dry weight kg^?1 dry soil, on heavy metal immobilization in contaminated soil, and on canola growth (Brassica napus). The results were then compared with untreated soil (control). The results revealed that the Pb, Cd, and Zn uptake of canola plants was reduced by the application of PG alone and when it was mixed with CP. At an application rate of 10 g dry weight kg^?1 dry soil of (PG+CP), the dry weight of canola plants increased by 66.8%, which was increased in comparison on its weight in the untreated soil (control). The addition of PG alone resulted in more pronounced immobilization of heavy metals as compared to PG mixed with CP. Plant growth was improved with CP addition but heavy metals immobilization was greatest in PG alone treatments. Results suggest that PG may be useful for the immobilization of heavy metals in contaminated soils.