生物炭缓解污染土壤中植物的重金属胁迫研究进展

土壤中过量的重金属会对植物产生毒害,影响其正常生长,同时还会通过农作物转移到食物链,影响粮食安全.在土壤重金属污染严重的背景下,生物炭作为新型的土壤改良剂,不仅可以修复污染土壤,还可以有效缓解植物在污染土壤中受到的重金属胁迫.结合国内外文献,本文综述了生物炭缓解植物重金属胁迫方面的研究进展,重点归纳了其缓解机制,包括促进植物吸收养分和生长、提高植物抗胁迫能力、减少植物对重金属的转运吸收、改善土壤理化和微生物学性质、降低土壤重金属生物有效性等,并对此领域未来研究提出了建议和展望.     

粉煤灰应用于农业方面的研究进展

粉煤灰是燃煤电厂产生的固体废弃物，年排放量十分巨大，其资源化利用主要集中在建材、环保、化工以及农业等方面。粉煤灰中含有多种易于植物生长的元素，且基于其特殊的理化性质，可作为潜在的土壤改良剂应用于农业，对改良土壤酸碱性、提高土壤质量、促进植物生长等表现出积极的作用。现将其在农业方面的应用进展进行论述，并对其存在的问题其未来的发展进行探讨，以期为粉煤灰在农业领域的资源化利用提供参考。     

城市污泥用于尾矿废弃地土壤改良的可行性研究

通过对城市污泥和尾矿废弃地理化性质以及重金属含量的分析,结合污泥土地利用的有利因素和限制性因素,讨论城市污泥用于尾矿废弃地土壤改良的可行性,提出城市污泥可以作为提高尾矿废弃地土壤肥力、改良土壤理化性质、促进植被恢复生长的土壤改良剂,从而实现尾矿废弃地生态恢复的目的。     

不同改良工艺对吹填土土壤理化性质的影响

通过原土改良与客土改良田间对比试验,研究不同改良工艺对吹填土土壤理化性质的影响。结果表明,与原始吹填土相比较,原土改良与客土改良均可不同程度地降低土壤含盐量,同时可有效改善土壤养分和物理结构,但均存在不同程度的脱盐碱化现象,说明土壤改良剂亦需进一步优化;与客土改良相比,原土改良60~80 cm土壤含盐量显著降低了84.47%,其他土层差异均不显著;原土改良0~20 cm土壤全氮、有机质、水解氮和有效磷含量分别显著提高了130.98%,23.71%,81.82%,321.02%,容重显著降低了14.09%,非毛管孔隙度和渗透率分别显著提高了5.08个百分点和4.72倍,说明原土改良效果显著优于客土改良。     

施地佳盐碱土壤改良剂在棉花上的应用效果试验

施用施地佳盐碱土壤改良剂的机理是：利用有机营养剂给土壤微生物补充营养源,通过土壤微生物的代谢活动,使微生物活力加强,分泌有机酸,从而能迅速降低土壤盐碱对作物的毒害作用,达到生物改良盐碱土壤的作用,还能利用一组水溶性高分子络合土壤中成盐离子随灌溉水将盐分带到土壤深处,降盐除碱,迅速解除盐碱对作物的毒害作用;同时能改善土壤理化性质,促进植物根系生长,从而促使农作物正常生长。     

粉煤灰在土壤改良和污染治理中研究进展

从粉煤灰理化性质出发,综述了国内外对粉煤灰在土壤改良和污染治理方面的应用。粉煤灰作为土壤改良剂,可以增加土壤容重,提高土壤持水性能和保温能力,调节土壤pH,改善土壤营养状况。在污染治理方面,粉煤灰主要应用于废水处理、重金属钝化和废气滤除。最后,指出粉煤灰在土壤改良和污染治理方面存在的问题和对策。     

厚层客土喷播基质中不同有机质添加物对护坡植物早期生长的影响

针对目前大量开挖草炭土用于厚层客土喷播绿化工程,导致严重破坏草炭富集区的植被,造成大量新裸露地的现状．本研究将3种不同的农业废弃物组合：Ⅱ、生玉米秸秆＋生活垃圾堆肥,Ⅲ、生玉米秸秆＋尿素堆肥,Ⅳ、生玉米秸秆来替代草炭土应用于厚层客土喷播绿化工程中,与草炭土（I）的绿化防护进行对比试验,对其理化性质及植物初期生长状况进行对比分析．结果表明,对照样方混合基质各项指标均满足植物正常生长所需的条件,植物早期生长状况良好,能达到有效代替草炭土的效果,具有较高的可行性．     

造纸污泥在农田和育苗栽培上的利用

近１０年来，在加拿大安大略省的尼亚加拉地区进行了有关造纸污泥在农业方面利用的研究。这种污泥在成分上基本不含化学污染物质，且矿物营养含量较低，因此起初被用作有机土壤改良剂，而不作肥料。温室、盆栽与大田试验的结果表明，该污泥能促进园艺植物和农田作物的生长，增加产量，显示了其用作机土壤改良剂及对土壤的良好作用。某些污泥中含氮量不足或偏少可以通过向土壤或污泥中投加氮肥加以解决。从大田地块试验的结果来看，推     

土壤改良剂对大棚辣椒连作土壤理化性质的影响

[目的]为了研究土壤改良剂对上海高桥地区不同连作年限土壤理化性质的影响。[方法]选取连作年限土壤为1、5和6年的3个大棚,分别测定土壤p H、电导率、有机质、全氮、全磷、全钾等主要养分含量。[结果]施用土壤改良剂能够有效缓解土壤盐渍化和酸化程度,显著增加土壤有机质含量,均衡土壤营养元素,改善施用有机肥导致的元素富集现象,明显改良土壤理化性质。[结论]在上海高桥地区的农业实际生产中,施用主要成分为石灰氮、秸秆和有机质的土壤改良剂是切实可行的,能够明显改善高桥地区土壤的理化性质。     

滨海围垦地客土施肥方法对鲜食玉米的增产效应

通过对滨海围垦荒地客土培肥和引种鲜食玉米试验，着重探讨不同客土材料与基肥施肥方法对鲜食玉米主要农艺性状及产量的影响，结果表明，通过客土（赤土或海沙）降低了土壤含盐量和pH值，改善了土壤的理化性质，改善了不耐盐碱的鲜食玉米的生长环境，增产显著，海沙防盐效果优于赤土，客沙后土壤较疏松，有利于玉米根系和寺上部生长，但保肥能力差，生长后劲不足；赤土的pH值低，有机质含量较海沙高，根系和茎秆生长适中，生长后劲较足，有利于玉米后期灌浆，在基肥施用方法相同时，赤土客土的产量更高，基肥穴施效果优于撒 施，滨海围垦地客土后，土壤速效养分有所下降，基肥穴施改善了土壤养分环境，促进玉米生长，达到增产的目的。     

赤泥与粉煤灰固稳疏浚底泥磷的研究

底泥疏浚是解决水体富营养化的重要举措之一,如何有效处理疏浚底泥已经成为亟待解决的难题。土地利用是有效吸纳疏浚底泥的方法之一,但却存在营养元素尤其是磷元素容易流失的问题。以铝业矿渣赤泥和煤燃烧副产物粉煤灰为原料,将其用于疏浚底泥中磷的固稳,考察了疏浚底泥的性质、固稳剂对疏浚底泥pH的影响、固稳时间以及固稳剂添加量对磷浸出量的影响。结果表明:疏浚底泥的pH随着固稳剂添加量的增加而升高,磷的浸出量随着固稳时间的延长而降低;对于掺混赤泥的疏浚底泥,磷的浸出量随着赤泥添加量的增加而增加,而对于掺混粉煤灰或赤泥与粉煤灰等量混合的疏浚底泥,磷的浸出量随着固稳剂添加量的增加而降低。粉煤灰或赤泥与粉煤灰等量混合作为固稳剂均能够有效固稳疏浚底泥中的磷。     

微咸水淋洗与施改良剂结合对滨海盐土的改良效果

通过盆栽试验的方法研究微咸水淋洗与施改良剂结合对滨海盐土的改良效果,结果表明:微咸水淋洗能够明显降低土壤全盐量和Na+、Cl-含量,但会造成土壤pH值的升高;改良剂葡萄酒泥和脱硫石膏配合施用能够降低土壤pH值,增加土壤养分含量;微咸水淋洗与施改良剂结合对黑麦草的出苗和生长都有一定的促进作用。     

不同改良剂对镉污染土壤的改良效果和对水稻光合特性的影响

采用盆栽试验,研究赤泥、石灰和海泡石对Cd污染土壤的改良效果和水稻光合特性的影响。结果表明:施赤泥、石灰和海泡石均能有效促进土壤交换态Cd的稳定,有利于Cd的固定,其中以赤泥对Cd的钝化效果最佳;与对照相比,赤泥处理的水稻增产幅度较大,为11.41%,海泡石处理的水稻产量略有提高,石灰处理的水稻产量略有下降;不同改良剂均能增加水稻剑叶的叶绿素含量(SPAD值)、气孔导度、净光合速率、胞间CO2浓度及蒸腾速率,其中以施赤泥处理效果最好,分别比对照提高6.63%、8.59%、6.93%、11.95%、5.42%;不同改良剂处理水稻剑叶面积均有不同程度的上升,添加赤泥更能缓解Cd污染对水稻生长的影响。     

磷石膏与石灰石粉配施对新垦红壤耕地的改良效果

新垦红壤耕地兼具有强酸与养分贫瘠等多种缺陷,需要采取多种措施加以改良。为了解磷石膏与石灰石粉配施对新垦红壤耕地降酸与增加矿质养分的作用,以新垦黄筋泥为研究对象,设计磷石膏、石灰石粉不同用量及其组合的盆栽试验,研究不同改良剂处理对土壤酸度、有效养分及作物生长的影响。结果表明,磷石膏和石灰石粉对土壤具有明显的降酸与增加有效钙的作用,其效果随用量增加而增加;等质量施用条件下,单施石灰石粉、磷石膏与石灰石粉配施对土壤的降酸效果高于单施磷石膏。在改善土壤矿物养分、物理性状和蔬菜生长方面,磷石膏与石灰石粉配施和单施磷石膏的效果高于单施石灰石粉。在试验条件下,施用磷石膏没有明显增加土壤中重金属的积累,且因土壤pH的提高蔬菜中Cd、Cr、Pb含量有所下降,但As含量呈轻微增加,对蔬菜中其他重金属积累的影响不明显。研究认为,对于酸化明显和养分低下的新垦红壤可采用磷石膏与石灰石粉配施替代单独施用石灰石粉加以改良,但应适当控制磷石膏施用量。     

不同钝化剂及其组合对玉米（Zea mays）生长和吸收Pb Cd As Zn影响研究

选取硅藻土、生物炭、沸石粉、石灰及其组合开展田间试验,研究它们对玉米(Zea mays)生长、玉米籽粒吸收Pb、Cd、As、Zn与土壤有效态Pb、Cd、As、Zn的影响。结果表明,除石灰粉外,施用其他3种钝化剂及其组合均能促进玉米生长,增加玉米株高、叶面积和生物量,显著提高玉米产量。4种钝化剂及其组合可升高土壤的p H值和降低土壤中的有效态Pb、Cd、As、Zn含量,与CK处理相比,施用不同改良剂导致土壤有效态Pb降低6.82%~20.46%,有效态Cd降低12.76%~28.28%,有效态As降低26.89%~48.74%,和有效态Zn降低13.88%~28.95%,其中BZD(生物炭+沸石粉+硅藻土)处理降低效果最明显,BLD(生物炭+石灰粉+硅藻土)处理次之;4种钝化剂及其组合都能降低玉米籽粒对Pb、Cd、As、Zn的吸收,其中BZD处理能明显降低玉米籽粒中Pb、Cd、As、Zn含量,较对照分别降低47.71%、95.00%、90.90%、31.41%。在原位钝化修复镉-砷-锌复合污染农田土壤时,BDZ组合的施用效果最佳。     

改良剂对复合污染红壤中镉锌有效性的影响及机理

采用盆栽试验,研究了施用石灰、有机肥、海泡石对红壤上小油菜生物量、Cd与Zn吸收量、土壤Cd、Zn形态转化、pH等的影响。结果表明,改良剂对无污染红壤小油菜的生长影响不大,但能显著提高污染土壤上小油菜的生物产量,同时明显降低小油菜对Cd、Zn的吸收浓度。改良剂单施的效果是有机肥>石灰>海泡石,而有机肥和石灰配施或3种改良剂配合施用优于单施。改良剂降低复合污染红壤Cd、Zn生物有效性的主要原因是,施用改良剂后,土壤重金属形态和pH值发生显著变化。施用改良剂,土壤Cd、Zn转变为植物不易吸收的形态,与植物生长有良好相关性的土壤有效态重金属含量显著减少;施用石灰使土壤pH升高约2个单位,施用海泡石和有机肥使土壤pH增加1.2个单位以上。     

稳定化处理对底泥利用后土壤Cd形态及空心菜Cd含量的影响

采用大田试验,研究了石灰+钙镁磷肥、海泡石+磷酸二氢钙、单独使用钙镁磷肥3种不同的稳定剂组合对底泥土地利用后造成污染的农田土壤中Cd的稳定化处理效果以及对空心菜吸收Cd的影响。结果表明,3种稳定剂组合均能有效改变土壤中Cd的形态分布,弱酸提取态含量最大减少率54.43%,可还原态含量最大增加率81.90%,可氧化态含量最大增加率107.43%,残渣态含量最大增加率74.15%,稳定化效果明显。稳定化处理组的空心菜Cd含量显著低于对照组,减少率为38.61%~85.69%,且达到无公害蔬菜安全要求。不同污染水平下,稳定剂对空心菜中Cd浓度减少率的影响程度均为石灰+钙镁磷肥>钙镁磷肥>海泡石+磷酸二氢钙,与对土壤Cd弱酸提取态含量减少的影响一致。总体上讲,稳定剂可以有效修复轻微污染底泥利用带来的土壤Cd污染,确保种植空心菜的安全性。     

程桥污水厂污泥来源堆肥产品的绿地利用可行性探讨

针对上海面临的污泥处理处置难,以及土地利用难以实施的现实,以程桥污水厂污泥为原料进行堆肥产品的研制。对堆肥产品的定期监测显示,程桥污泥堆肥产品有机质、氮、磷等养分含量高,pH酸性,通气性好,基本符合上海市有关有机肥料和绿化栽培介质的质量标准,污染物符合国家有关污泥农用的污染物国家排放标准,污泥堆肥产品在绿地上使用是安全的。堆肥产品与几种土壤改良材料在黑麦草上栽培试验表明,程桥污泥堆肥产品的利用价值高,经济成本不高于其他的土壤改良材料,可以替代其他土壤改良材料应用于城市绿地;同时从污泥利用的潜在绿化市场分析也为污泥土地利用提供了广阔前景。     

施用钝化剂对镉污染稻田土壤微生物学特征的影响

以镉污染稻田土壤为研究对象,以土壤的微生物生物量、主要酶活性及土壤真菌和细菌的种群结构为指标,采用熏蒸提取法、常规酶学分析和末端限制性酶切片段长度多态性分析(T-RFLP)等方法,研究石灰(L)、钙镁磷肥(P)、海泡石(S)和腐植酸矿粉(H)4种钝化剂储备性施用对土壤微生物的影响。结果表明,镉污染稻田储备性施用钝化剂对土壤的微生物生物量碳(Cmi)c及磷酸酶和脲酶的活性均无显著影响,但施用石灰和海泡石可使土壤微生物生物量氮(Nmi)c分别降低33.0%和33.8%,施用钙镁磷肥使Nmic增加44.9%;施用钝化剂对土壤酶活性的影响有限,仅海泡石处理的过氧化氢酶活性显著提高(增幅达19.0%)。T-RFLP的结果表明,施用海泡石和腐植酸矿粉可使土壤真菌多样性显著降低,且4种钝化剂处理均可不同程度的导致原有T-RF片段缺失和新的T-RF片段产生,表明施用钝化剂在镉污染土壤修复过程中使土壤微生物的种群结构发生变化。     

不同钝化剂对小米椒吸收和积累镉的影响

采用田间小区试验,研究石灰、生物质炭、海泡石、钙镁磷肥等单一和复合钝化剂对小米椒吸收和积累Cd的影响,结合土壤性质和养分含量变化,以期筛选出能有效降低小米椒果实中Cd含量的钝化剂类型。结果表明:供试辣椒品种艳椒425对土壤中Cd有较强的吸收积累能力,不同部位的Cd含量为茎叶>根>果实;不同处理辣椒果实的Cd含量介于0.049~0.106 mg·kg^-1,除生物质炭处理外,其他钝化剂处理辣椒果实的Cd含量显著降低,降幅在25%~54%,其中,海泡石处理降幅最高,其次为复合钝化剂。除个别处理外,各钝化剂处理有效地降低了Cd的转运系数和富集系数,降幅分别在26%~44%和23%~52%。辣椒中Cd含量的降低主要是由于钝化剂的施入提高了土壤pH值,降低了土壤中有效态Cd含量;土壤pH值与对照相比提高了0.8~2.4个单位,有效态Cd含量降低了68%~93%,其中,海泡石处理效果最佳,其次为复合钝化剂。此外,不同钝化剂一定程度上提高了土壤有机质含量和主要养分含量。总体来看,海泡石和复合钝化剂能在改善土壤性质的同时有效降低辣椒对土壤中Cd的吸收、转运和积累,有利于保障辣椒的安全生产。