浙西石灰岩地区土壤和稻米镉含量研究

为理解石灰岩地区农田土壤重金属积累特点及污染风险,以浙西石灰岩地区为例,随机选择了153块重金属污染农田,点对点采集了土壤和水稻样品,分析了土壤和糙米中镉的含量及土壤性状,探讨了石灰岩地区污染农田土壤与稻米镉积累特点及其与土壤性状的关系。结果表明,土壤全镉随粘粒含量的增加而增加,随土壤pH的下降而下降;土壤有效镉占全镉的比例与土壤pH呈负相关,糙米中镉含量与土壤有效镉、水溶性镉呈显著正相关;糙米中镉含量与土壤pH、有机质含量及粘粒含量均呈现显著负相关,土壤pH是影响石灰岩地区农田糙米镉积累最为重要的因素。《土壤环境质量－农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618—2018）的污染风险筛选值并不适用于石灰岩地区高pH的土壤。当6.5 < pH ≤ 7.5时,土壤重金属镉含量与农产品中重金属镉超标结果并不一致,其风险筛选值（0.60 mg kg?1）偏低,实际的风险筛选值可能在0.80 mg kg?1以上。土壤水溶性镉较土壤全镉和有效镉能更好地评估石灰岩地区农作物重金属镉的污染风险。     

浙江省主要优势农产品产地土壤-农作物镉含量空间分布及相关性研究

针对目前土壤-农作物镉污染问题,以浙江省40个县(市、区)主要优势农产品产区为研究对象,在粮食、油菜、蔬菜种植地以及茶园和果园土壤中共采集898个单元土壤样品及相对应的五大类农作物,并对其镉含量进行分析评价;同时采用富集系数比较不同农作物对土壤重金属镉的吸收差异。结果表明,研究区产地土壤和农作物的镉含量存在一定程度超标,土壤超标率为10.69%,农作物超标率为4.57%。不同农作物对土壤镉的富集系数差异较大,变化范围在0.002~0.257之间。土壤-农作物镉含量的相关性并不显著。     

蔬菜产地土壤重金属含量空间分布研究

以浙江省湖州市长兴县为例,应用GIS技术研究了蔬菜产区土壤重金属污染状况及空间分布规律。结果表明:长兴县蔬菜产地平均土壤汞和镉含量明显大于本地背景值,锌平均含量也超过背景值,而砷、铬、铅、铜4种重金属的平均含量则低于或接近背景值。长兴县大部分蔬菜产区土壤重金属含量在国家无公害蔬菜基地标准以下,汞、镉超标的样点分别占总样点的10.4%和4.5%,分别有43%和58.0%的样点超过当地汞、镉背景值,土壤汞、镉含量的最大值分别达到945.85 ng/g和478.88 ng/g。蔬菜产区土壤汞、镉污染呈明显的区域空间分布特征,且与乡镇工业区分布相一致,表明工业污染是引起蔬菜产区土壤重金属超标的主要原因。在长兴县部分地区还存在铬、锌、铜区域性积累趋势。     

土壤环境质量指导值与标准研究 Ⅴ.镉在土壤-作物系统中的富集规律与农产品质量安全

通过查阅国内现有镉污染农田土壤和作物中镉含量的相关资料,包括近30年来公开发表文献、国家"七五"科技攻关环保项目"土壤环境容量研究"等科研成果,结合本实验室在长江三角洲、珠江三角洲典型地区污染农田调查数据,经筛选后从88组研究中共收集到镉污染农田土壤和作物中镉含量对应数据509对。根据镉盐来源,将收集的数据分为污染农田调查数据和添加镉盐试验数据;根据作物不同,分为水稻、小麦、茎/叶类蔬菜、根菜和果菜地调查数据。采用富集系数和一元回归模型的方法基于土壤镉含量预测作物可食部分镉含量;采用多元回归模型的方法基于土壤镉含量和土壤pH预测作物可食部分镉含量。结果表明,回归模型对作物可食部分镉含量的预测效果明显优于富集系数中位值;回归模型95%预测上限对作物可食部分镉含量的保守预测优于富集系数90分位值。土壤pH显著影响作物对镉的吸收。影响模型回归效果和预测能力的主要因素是数据分布不均和数据量不足。模型对比后选用多元回归模型的95%预测上限推导稻田和茎/叶类蔬菜用地基于农产品质量安全的土壤镉含量环境基准。     

土壤环境质量指导值与标准研究V.镉在土壤-作物系统中的富集规律与农产品质量安全

通过查阅国内现有镉污染农田土壤和作物中镉含量的相关资料,包括近30年来公开发表文献、国家"七五"科技攻关环保项目"土壤环境容量研究"等科研成果,结合本实验室在长江三角洲、珠江三角洲典型地区污染农田调查数据,经筛选后从88组研究中共收集到镉污染农田土壤和作物中镉含量对应数据509对.根据镉盐来源,将收集的数据分为污染农田调查数据和添加镉盐试验数据;根据作物不同,分为水稻、小麦、茎/叶类蔬菜、根菜和果菜地调查数据.采用富集系数和一元回归模型的方法基于土壤镉含量预测作物可食部分镉含量;采用多元回归模型的方法基于土壤镉含量和土壤pH预测作物可食部分镉含量.结果表明,回归模型对作物可食部分镉含量的预测效果明显优于富集系数中位值;回归模型95%预测上限对作物可食部分镉含量的保守预测优于富集系数90分位值.土壤pH显著影响作物对镉的吸收.影响模型回归效果和预测能力的主要因素是数据分布不均和数据量不足.模型对比后选用多元回归模型的95%预测上限推导稻田和茎/叶类蔬菜用地基于农产品质量安全的土壤镉含量环境基准.     

土壤中铅镉有效态提取剂的选择

重金属镉、铅是危害农产品的主要污染物,掌握其在农田土壤中的有效态含量具有重要意义。本文结合水稻盆栽添加实验,选择7种有效态提取剂,对辽宁张士草甸棕壤、湖北大冶红壤、广西河池灰色石灰土3种土壤中的镉、铅有效态含量分别与土壤、糙米中镉、铅含量之间的相关性进行试验。     

种植业农产品中重金属超标的成因分析

产地环境对农产品质量安全有着十分重要的影响。本文归纳分析了种植业农产品中重金属超标的土壤、水、空气及气候等产地环境因素及其可能的影响,着重分析了当前媒体及社会公众关注的镉等重金属超标问题及其形成原因,提出了改善、修复产地环境条件的思路及对策措施。     

菜地土壤铅、镉有效态与生物有效性研究

通过野外采样、室内测试分析,探讨重庆市北碚区菜地土壤铅、镉的有效态含量及生物有效性。结果表明：研究区菜地土壤铅、镉有效态平均含量为3.114,0.051mg/kg,生物有效性系数分别为7.7%,25.1%;小白菜可食部分铅、镉平均含量分别为0.123,0.021mg/kg,富集系数分别为0.4%,9.8%;从富集系数和生物有效性系数看,研究区菜地土壤镉的潜在生态风险要大于铅的。研究区菜地土壤理化性质中pH对有效态镉有显著影响;砂粒、粘粒和有机质对有效态铅含量有显著影响;铅、镉有效态与全量变化一致,全量是有效态含量的主要影响因素;土壤类型对铅、镉有效态含量有影响;在人类活动中交通对有效态铅含量有影响,肥料的施用对有效态镉含量有影响。菜地土壤中铅、镉有效态含量与小白菜可食部分铅、镉的含量相关性优于全量的,用土壤中铅、镉的有效态表征铅、镉的生态风险更准确。     

福建省主要蔬菜基地土壤重金属污染状况调查与评价

对全省23个城市46片主要常年蔬菜基地土壤采样分析,测定了53个土壤样品的pH及重金属镉、铅、汞、砷、铬的含量水平。采用重金属污染因子综合指数法进行土壤重金属污染综合评价,结果表明土壤重金属含量超标污染因子依次为汞、铬、铅,有14个调查土壤样品超标,不合格率26.4%。     

铜矿区重金属污染分异规律初步研究

针对江西德兴铜矿、安徽铜陵铜矿和江苏九华铜矿的矿区典型污染土壤现状进行了初步研究，分析了铜矿区环境现状，提出了一些可能对策的建议。研究发现，3个矿区典型污染土壤各自表现出不同的污染状况。三个铜矿尾矿砂中铜含量超标，其高低次序为德兴铜矿＞铜陵铜矿＞九华铜矿，而锌含量顺序依次为铜陵铜矿＞九华铜矿＞德兴铜矿。矿区周围土壤以铜污染为主，锌有部分超标情况发生。同时，在矿区典型土壤生长的作物中，铜、铅、锌、镉都有超标的情况，部分作物重金属含量超过食品卫生标准达10－20倍之多。被调查的多种植物中也存在重金属含量过高的结果。     

柴达木农田土壤Cd的积累影响及风险预测

【目的】土壤重金属空间结构特征是土壤环境质量评价及重金属污染评价的基础。本文用地质统计学方法研究了柴达木盆地原生地和耕种50年的农田土壤镉的空间分布特征,对土壤镉进行质量评价,同时分析了农业耕种对土壤镉积累的影响,调查统计了灌溉水、肥料、农药等农业源土壤镉的输入量,为农田镉积累的风险预测提供参考。【方法】以柴达木盆地诺木洪农场的一块原生地（从未耕种过的土地,可以认为无化肥污染）和一块耕种地（已种植了50年的农田）为研究对象,从原生地采集22个土壤样本,耕种地采集50个土壤样本进行镉含量的测定,同时检测灌溉水、农药、化肥中的镉含量,并进行每年农田输入量的统计。用Excel软件进行数据处理,反比权重法（IDW,Inverse Distance Weighting）插值,GIS9.3进行空间分析和图像处理;以单项污染指数法评价土壤镉质量,评价模式为Pi=Ci/Si（Pi为污染物镉的单项污染指数,Ci为污染物镉的实测数据,Si为污染物的评价标准）。评价标准分别以农业部公布的行业标准《无公害食品 枸杞生产技术规程》（NY/T 5249-2004）和《绿色食品 枸杞》（NY/T1051-2006）产地环境标准要求下的《绿色食品 产地环境技术条件》（NY/T 391-2000）为依据。依据农业源土壤镉输入量,以土壤现状值为起点,以绿色食品标准限量值为终点,测算输入量积累突破两端差值的年限。【结果】原生地22个土壤样品的镉平均含量为0.30 mg/kg,是土壤背景值的两倍（0.14 mg/kg）,达到无公害食品（0.60 mg/kg）和绿色食品（0.40 mg/kg）标准;种植50年农田的50个土壤样品的镉平均含量为0.43 mg/kg,是土壤背景值的3倍,达到无公害食品标准,但超过绿色食品标准。用于灌溉的河水的镉含量为0.0036 ng/kg。检测生产中使用的15种农药和7种肥料,其中的镉导致每年土壤镉增加3444 mg/hm2。最严重的污染源是鸡粪,施入土壤后每年导致土壤镉增加2025 mg/hm2,其次依次为复合肥（使土壤镉增加576 mg/hm2）,磷酸二铵（增加432 mg/hm2）,有机肥（增加360 mg/hm2）。【结论】以小尺度空间分布和全量统计研究的诺木洪农场土壤镉含量这一单一指标衡量,可以看出诺木洪原生地土壤是清洁的,能够满足无公害、绿色食品的生产;但是研究选择的多年耕种田已经遭到重金属镉的污染,只能达到无公害食品标准,而达不到绿色食品标准。现行生产中的施肥措施是导致诺木洪土壤重金属镉污染的一个重要因素,其中鸡粪对镉污染的贡献最大,其次是复合肥、磷酸二铵和有机肥。如果继续现在这种耕种方式,以现有的原生地镉含量均值为0.30 mg/kg进行计算,76.3年后该土地镉含量将超过0.40 mg/kg的绿色标准上限。     

垄膜沟灌对旱区农田土壤盐分及硝态氮运移特征的影响

引黄水量的执行性削减加剧了河套灌区农业水资源的紧缺程度及土壤次生盐渍化问题。采取合理的节水灌溉模式对缓解河套灌区农业用水紧张、改良盐渍化土壤、营造适宜作物生长的土壤环境具有重要意义。为明晰垄膜沟灌对河套灌区土壤盐分及硝态氮运移特征的影响及调控效果,通过4次田间沟灌试验,对比研究了高水、中水、低水及高肥、低肥6个组合处理条件下土壤盐分以及土壤硝态氮的变化特征。结果表明:垄膜沟灌条件下灌水量对土壤全盐量的影响高于施肥量,中水处理土壤全盐量始终维持在一个适宜且稳定的水平。灌水量和施肥量对土壤硝态氮含量均有不同程度的影响,中、低水处理后期硝态氮的淋溶显著低于高水处理。垄膜沟灌种植模式下中水低肥处理增加了土壤水分的有效性,抑制了土壤反盐,减少了垄上硝态氮的淋溶,在节水节肥的基础上为作物的生长发育提供了一个适宜的土壤环境,利于生物量的累积及最终产量的形成,在一定程度上解决了河套灌区引黄灌溉配额减少与漫灌洗盐方式严重浪费水资源之间的矛盾,为当地垄膜沟灌技术的推广提供了一定的理论依据与技术支撑。     

水肥配合对太行山山前平原高产区土壤矿质氮分布及作物产量的影响

在中国科学院栾城农业生态系统试验站的潮褐土上,通过水、肥2因子3水平的完全方案,研究冬小麦-夏玉米轮作下,水、肥对土壤矿质氮分布及作物产量的影响。试验表明,NO3--N在土壤剖面中的分布除受水、肥作用外,还与土壤质地,作物及雨季降水有关;NO3--N在土壤剖面中的累积则受水肥二因素的共同制约。高水高肥处理,在收获2季作物后,土壤剖面中NO3--N明显积累;当水分或肥料不足,NO3--N的积累量减少;冬小麦全生育期旱作,不仅影响当季NO3--N的形成转化和冬小麦对N素吸收,而且直接影响后季夏玉米的产量以及土壤NO3--N的积累。土壤NO3--N的累积量与土壤水分含量存在明显的耦合作用。NH4+-N在土壤中所占比例很小,不同水、肥组合处理对其分布和累积无明显影响。肥料和水分都是冬小麦产量的限制因素,尤其水分不足,对当季和后季作物都有直接影响。针对该区地下水紧缺的矛盾,在有限水分供应时,应首先保证冬小麦季灌足底墒水和拔节水,每水至少灌60mm,施肥量不宜太高,否则会造成NO3--N在土壤中积累或淋失。本试验条件下该区适宜的水肥处理应为W2MF。     

Relationship of soil phosphorus with uranium in grassland mineral soils in Ireland using soils from a long‐term phosphorus experiment and a National Soil Database

Phosphorus fertilizer contains contaminants that may increase the content in the soil and in plants. The relationship between soil P and soil uranium (U) was investigated to determine potential effects of P‐fertilizer use. This study is based on a long‐term experiment (38 years with 0, 15, and 30 kg fertilizer P ha^–1 y^–1) for beef production on grassland at Teagasc, Johnstown Castle, Wexford, Ireland and also on soils from a National Soil Database (NSD). The NSD soils were taken at fixed locations on a predetermined grid system at the density of one sample every 50 km². Of the 1310 samples in the NSD, the 760 grassland mineral soils were selected for this study. The aim was to determine to what extent P fertilizer increases the content of U in the soil. The results showed that there was a small but significant increase in soil U in the high‐P treatments, which contained high levels of soil P, in the long‐term field experiment. The results from the NSD showed that there was not a significant relationship between extractable (Morgan's) soil test P (STP) and U. It is concluded that the use of chemical P fertilizer at normal rates used in agriculture in Ireland is not a major threat to U content of soil based on the results of this study. There was a significant relationship between total P and STP, in the NSD, with the latter making up approx. 1% of the former. Soil available P increased with soil pH, probably reflecting the use of chemical P fertilizer and lime on agricultural soils.     

农用聚磷酸铵在土壤中的有效性研究进展及在农业上的应用

近年来,农用聚磷酸铵作为一种新型肥料逐渐进入我国化肥领域,常用作高浓度液体复合肥料的基础磷肥。聚磷酸铵pH值近中性,结晶温度低,具有螯合性、缓释性,有着很大发展空间。本文综述了聚磷酸铵在土壤中有效性(溶解性与移动性)的影响因素,重点分析水解速率、土壤矿物、土壤质地与水分对聚磷酸铵在土壤中的有效性,并分析聚磷酸铵在农业上的应用与发展前景。     

Nutrient concentrations and acidity in ferralitic soil under perennial cropping, fallow and primary forest in central Amazonia

The long‐term productivity on the acidic, nutrient‐poor upland soils of central Amazonia depends to a large extent on the chemical soil fertility as influenced by vegetation type and management. We compared soil and soil solution data from permanent cropping, fallow and primary forest on a Xanthic Ferralsol in central Amazonia to evaluate changes of soil fertility following forest conversion, agricultural use at different intensities and setting aside agricultural land. The agricultural systems included a perennial polyculture at two fertilizer inputs and a monoculture plantation. Soil and soil solution were collected to 2 m depth, and the soil solution was monitored over 2 years. Both soil and soil solution data showed decreasing soil fertility in the sequence: monoculture and polyculture at large input, polyculture at small input, forest and fallow. The soil solution data were more sensitive to effects of systems and fertilizer inputs on subsoil fertility. Fractionation of the N in the soil solution showed a larger proportion of dissolved organic N in the N‐poor fallow soil than in the soil under forest and agriculture. The soil under fallow, forest and low‐input agriculture had larger exchangeable acidity than that under high‐input agriculture, but the Al concentrations in the soil solution were very small because there were few cations with which to exchange and less nitrification. In high‐input agriculture, pronounced acidification peaks in the topsoil solution followed fertilization. The comparison of soil and soil solution data explained why the spontaneous vegetation thrives at very large exchangeable acidity in these soils, whereas agricultural systems often depend on liming to reduce the concentration of toxic Al in the soil.     

秸秆还田对土壤有机质和氮素有效性影响及机制研究进展

秸秆还田作为全球有机农业的重要环节, 对维持农田肥力, 减少化肥使用, 提高陆地土壤碳汇能力具有积极作用。秸秆还田主要通过增加土壤有机质和提高氮肥利用率来改善农田生产环境, 获得高农业生产能力。有效的秸秆还田能为土壤中的微生物提供丰富的碳源, 刺激微生物活性, 提高土壤肥力; 同时矿化的秸秆组分能促进土壤氮循环和矿化, 提高氮素有效性。秸秆还田能够促使集约化高氮输入的农田生态系统维持正常的碳氮比例, 减少氮素淋洗损失, 改善土壤结构板结和连作障碍等现象。目前我国农田秸秆还田率不足50%, 与欧美国家高达90%多的秸秆还田率相比, 还具有很大的发展潜力。因此加强我国秸秆还田率能够逐渐改变我国耕地土壤存在的有机质含量和品质下降、氮素损失严重等现象。目前应进一步深入研究秸秆还田对有机质及氮素有效性的影响机制, 并结合长期监测试验, 以及多种秸秆还田技术进行比较研究, 发展适合当地秸秆还田模式, 促进我国农业生态系统的可持续性。     

含DMPP抑制剂尿素的氨挥发特性及阻控对策研究

采用原状土柱模拟方法,探讨了施肥水平、添加不同碳氮比（C／N）有机物、不同类型土壤、土壤水分含量及温度对含3,4-二甲基吡唑磷酸盐（3,4－dimethyl pyrazole phosphate,DMPP）硝化抑制剂的尿素（DMPP尿素）氨挥发损失的影响。结果表明,施肥水平对DMPP尿素的氨挥发损失有显著影响,随着DMPP尿素施用量的增加,土壤氨挥发损失量呈显著上升的趋势;DMPP尿素配施低C／N比的有机物鸡粪,氨挥发损失增加6．0％;而配施高C／N比的生物秸秆,则表现为可抑制78．2％的氨挥发损失;DMPP尿素的氨挥发损失受土壤理化性质影响很大,在肥力高的碱性土壤中氨挥发损失严重,而在酸性红壤和阳离子交换量高的青紫泥中挥发损失量较低;在土壤含水量为田间饱和持水量时,氨挥发损失表现为急剧增加;随着土壤温度的升高,氨挥发损失的量快速递增。合理控制施肥量、选择配施高C／N比的生物秸秆和适宜的水分管理方式是减少农田氨挥发损失的重要对策。     

油枯对镉污染土壤的钝化研究

为了研究油枯对镉(Cd)污染土壤的钝化效果,以油枯为外源添加物(质量比:1%、2%、3%、4%、5%),模拟田间条件在塑料桶中进行为期45 d的培养,对镉污染土壤中Cd形态分布特征、DTPA提取态Cd(DTPA-Cd)含量、pH、有机质含量进行分析。结果表明,添加油枯可显著降低镉污染土壤中可交换态镉(Ex-Cd)的比例,提高碳酸盐结合态镉(Cb-Cd)、铁锰氧化物结合态镉(Fe-Mnb-Cd)以及有机质及硫化物晶格态镉(OMb-Cd)的比例,而残渣晶格结合态镉(RLb-Cd)变化不明显。添加油枯显著降低镉污染土壤中DTPA-Cd含量,降幅最高可达49%。镉污染土壤p H值维持在6.0左右,1%~4%添加处理中土壤pH波动幅度较大;而5%添加处理的土壤pH波动幅度小。添加油枯均能显著提高镉污染土壤中有机质含量。由此可见,油枯对镉污染土壤有较好的钝化效果,这为重金属污染土壤的修复和农业废弃物的循环利用提供了参考。     

土壤调理剂对红壤pH值及空心菜产量和品质的影响

土壤酸化是制约土壤高产稳产的重要因素,严重影响了我国农业的可持续发展。通过大田试验研究了以碳酸钙为主要原料生产的土壤调理剂对酸性土壤p H值、硅铝率及空心菜产量和品质的影响。结果表明,土壤调理剂可以增加土壤p H值和硅铝率,提高空心菜的产量,改善空心菜的品质;与对照相比,土壤调理剂用量为600~1 800 kg/hm2时,可使土壤p H值增加3.60%~21.65%,空心菜产量增加5.81%~44.45%,维生素C含量增加2.48%~23.97%,可溶性糖含量增加4.18%~26.48%;土壤调理剂对空心菜硝酸盐含量没有显著影响。研究发现,土壤调理剂用量为1 500 kg/hm2时较为经济合理,表面撒施后旋耕是非常合理且有效的施用方法。