锌对土壤镉有效性的影响及其机制

采用盆栽试验,研究了赤红壤上两种镉污染水平下,施用不同用量锌对小油菜生物量、镉吸收量及土壤溶液中锌、镉浓度等的影响.结果表明,低镉污染水平时,增加锌的施用量,可明显促进小油菜的生长;高镉污染水平时,不同用量的锌间,第一季时小油菜的生长有明显不同.两种镉污染水平下,增加锌的施用量,土壤溶液中锌浓度明显增加,镉浓度变化不大;小油菜体内镉含量明显降低.低、高镉污染水平下,锌用量为64mg·kg-1土时,小油菜体内镉含量较不施锌肥分别降低31.8%、28.4%(两季平均值).在两种镉污染水平的赤红壤上,锌/镉比(质量比)与小油菜体内镉含量呈显著负相关.在同一镉污染水平下,增加锌的用量后,土壤溶液中锌,镉(质量比)的大小可以反映镉有效性的高低.     

改良剂对果园土壤镉有效性及果品中镉积累的影响

笔者在污染的葡萄园和猕猴桃园分别开展了施用石灰石粉(250 kg/亩)、钙镁磷肥(250 kg/亩)、商品有机肥(1 000 kg/亩)、石灰石粉+钙镁磷肥(125 kg/亩+125 kg/亩)和对照(不施任何改良剂)等5个处理的小区试验,观察了施用不同改良剂对土壤镉有效性、镉化学形态及果品中镉积累的影响。结果表明,施用石灰石粉、钙镁磷肥及石灰石粉+钙镁磷肥处理的土壤pH均有明显的提高。施用4种改良剂后,土壤中有效镉均呈现下降的趋势,以施用石灰石粉的效果最明显,其次为石灰石粉+钙镁磷肥。土壤镉化学形态分析表明,改良剂的施用促进了交换性镉向其他较为稳定态镉的转变。除个别情况外,施用4类改良剂明显降低了葡萄和猕猴桃果品中镉的积累,效果以石灰石粉最为明显,其次为石灰石粉+钙镁磷肥,商品有机肥的效果较弱。     

淹水还原作用对红壤镉生物有效性的影响

用添加20mg·k~(-1)镉(Cd)的红壤(pH4.46)室温淹水培养41 d,研究淹水还原作用对Cd溶解性的影响,同时设置水稻培养试验.在红壤淹水初期(1-11 d)和后期(淹水31-41 d)植入水稻秧苗,以比较不同淹水时段红壤Cd对水稻的有效性.结果表明,红壤淹水后1-25 d水溶性Cd浓度由0.210 mg·L~(-1)上升到0.254 mg·L~(-1),淹水28-40 d水溶性Cd浓度由0.221 mg·L~(-1)下降到0.092mg·L~(-1),在淹水1～11 d和31-41 d水稻茎叶Cd含量分别为48.37和16.25 mg·kg~(-1).说明淹水初期红壤Cd活性和生物有效性高于淹水后期.通过红壤淹水过程Fe、Cd溶解性及CEC、阳离子饱和度等的研究,表明红壤淹水后氧化铁的还原溶解作用导致pe+pH下降和pH上升,由此控制着Cd活性和生物有效性的升降.     

改良剂对Pb污染土壤中Pb形态及植物有效性的影响

通过盆栽试验和土壤连续浸提-原子吸收法探讨了过磷酸钙、石灰、硫化钠对Pb污染土壤中Pb存在的6种化学形态(水溶态、可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态和残渣态)及植物有效性的影响.结果表明,改良剂对水溶态Pb修复的效果:硫化钠＞石灰＞过磷酸钙;对交换态Pb的修复效果:石灰＞过磷酸钙＞硫化钠;对碳酸盐结合态Pb修复效果:石灰＞硫化钠＞过磷酸钙;对铁锰氧化态Pb的修复效果:过磷酸钙＞硫化钠＞石灰;对有机结合态与残渣态Pb的修复效果:硫化钠＞石灰＞过磷酸钙.改良剂的施加可使土壤Pb的有效态含量降低、活性下降,抑制了Pb在土壤-植物体系的迁移,从而有利于植物安全生产.     

红壤锌污染对青菜生长和青菜锌积累的影响

当今农业生产中,蔬菜的重金属污染问题已成为食品安全的一个热点。通过盆栽试验对青菜产量和锌含量的测定,结果表明,低浓度的锌施入量（〈28.0毫克/千克）对青菜生长起到促进作用,高浓度的锌（〉28.0毫克/千克）对青菜生长起到抑制作用;随着土壤中锌含量的提高,青菜锌的积累也增加,呈现极显著相关。当土壤锌施入量达到280.5毫克/千克时,青菜地上部锌为22.6毫克/千克,超过食品卫生国家标准。     

矿物改良剂对污染土壤中重金属多目标有效性的影响

通过培养试验比较研究磷灰石、农用石灰、坡缕石、钙镁磷肥、沸石和氢氧化铁等6种矿物改良剂对酸性和石灰性等2种污染土壤中重金属的稳定性及其可溶性、植物有效性和生物可接受性的影响。吸附和解吸试验表明,6种矿物改良剂本身对Cd、Cu、Zn和Pb等4种重金属均有强烈的吸持作用,吸持率在97.2%以上;2次解吸后被保留在矿物上的重金属比例仍在96.8%以上。施用改良剂后,土壤中交换态重金属逐渐向碳酸盐结合态、氧化物结合态和残留态转化,但不同改良剂的转化方式和程度有较大差异。施用改良剂对降低土壤中水溶性重金属的效果最为明显,其次为植物有效态重金属,但降低生物可接受态重金属的效果较弱。酸性土壤上施用改良剂的效果明显高于石灰性土壤。总体上,各类改良剂在降低水溶性重金属的效果上较为相似,以施用钙镁磷肥、坡缕石或磷灰石为佳;在降低植物有效性重金属的效果上因重金属种类不同有所差异,Cd以施用钙镁磷肥为佳,Cu以施用坡缕石为佳,Zn以施用钙镁磷肥或坡缕石为佳,Pb以施用农用石灰、磷灰石或坡缕石为佳。施用氢氧化铁、沸石和钙镁磷肥对生物可接受态重金属有一定的降低作用。     

共存阳离子（Ca、Zn、K）对土壤镉有效性的影响

采用盆栽与吸附试验,研究了镉污染赤红壤上.施用相同摩尔浓度的钙、钾与锌对小油菜生物量、镉吸收量及土壤镉吸附的影响.结果表明,低和高镉污染赤红壤上,施用锌明显增加小油菜地上部生物量,较对照分别增产21.1%和7.82%.不同阳离子(钠、钙、钾和锌离子)共存改变土壤吸附镉能力的程度不同,与钠体系相比.钙、钾和锌体系中土壤镉吸附量分别降低65.6%、72.0%和96.9%,共存离子降低土壤镉吸附量的次序为锌离子>钾离子和钙离子,锌离子的影响最为明显.高镉污染赤红壤上,钙和钾使小油菜吸镉量分别增加5.5%和14.4%,低于低镉污染赤红壤上钙和钾使小油菜吸镉的增加量(分别为16.6%和19.6%);锌明显降低小油菜吸镉量,高和低镉污染赤红壤上,较对照分别减少45.8%和35.0%.3种阳离子与镉共存时,对土壤镉生物有效性的影响差异取决于竞争吸附与竞争吸收的大小,其机制有待进一步探讨.     

改良剂对镉胁迫蔬菜根际土壤养分有效性的影响

通过根袋法盆栽试验,研究了石灰、猪粪、过磷酸钙3种改良剂高、低浓度处理对镉胁迫萝卜、莴苣、豇豆根际土壤养分有效性的影响.结果表明,不同的改良剂对蔬菜根际土壤pH的影响不同.与对照相比,3种改良剂均能提高3种蔬菜根际土壤有效养分的含量.萝卜、莴苣和豇豆根际土壤碱解氮含量在猪粪高浓度处理时最高,分别为43.28、36.72、48.24 mg/kg;根际土壤速效磷含量在过磷酸钙高浓度处理时最大,分别为3.58、3.32、3.20 mg/kg;根际土壤速效钾含量也在猪粪高浓度处理时最大,分别为53.15、55.94、61.85 mg/kg.说明猪粪对改善镉胁迫蔬菜土壤复合养分条件最有利.     

改良剂对锌铬复合胁迫水稻植株养分吸收的影响

通过盆栽试验,研究了兔粪、油菜秆、麦秆、过磷酸钙、石灰5种改良剂对锌铬复合胁迫水稻不同生育时期植株养分吸收的影响.结果表明,5种改良剂均提高了水稻分孽期、抽穗期及灌浆结实期植株对氮的吸收.麦秆(高浓度)处理的水稻植株氮含量最大,分别为1.96%、2.85%和1.40%;兔粪(低浓度)处理的最小,分别为1.33%、2.14%和0.96%.5种改良剂均降低了水稻3个生育期植株对磷的吸收,兔粪(低浓度)处理的水稻植株磷含量最大,分别为5.649 、6.045 、3.856 g/kg;麦秆(高浓度)处理的最小,分别为4.526、4.039、2.087 g/kg.5种改良剂均提高了水稻3个生育期植株对钾的吸收,麦秆(高浓度)处理的水稻植株钾含量最大,分别为27.280、16.793、15.791g/kg;兔粪(低浓度)处理则最小,分别为19.265 、11.271 、8.580g/kg.     

改良剂对锌铬复合胁迫水稻根系养分吸收的影响

通过盆栽试验,研究了改良剂对锌铬复合胁迫水稻根系养分吸收的影响。结果表明:在水稻分蘖期、抽穗期和灌浆结实期,五种改良剂(石灰、过磷酸钙、麦秆、兔粪、油菜秆)均显著降低了水稻根系氮和磷含量。在五种改良剂中,兔粪低浓度处理水稻根系氮含量和磷含量均最大,其氮含量在水稻三个生育期分别为0.76%、1.03%和0.76%,磷含量分别为3.174 g/kg3、.516 g/kg和2.687 g/kg。五种改良剂均提高了水稻根系钾含量,其中,麦秆高浓度处理水稻根系钾含量最大,其值在水稻三个生育期分别为15.442 g/kg、10.592g/kg和14.817 g/kg。五种改良剂均显著提高了水稻根系及地上部分干质量和水稻单株产量。     

潮土中锌对油菜吸收镉的影响

通过油菜盆栽试验锌，镉吸收的相互作用，结果表明，镉能加重锌对油菜的毒害症状，同时发现，当土壤加锌量小于２５ｍｇ·ｋｇ＾－１时，锌的投入促进了油菜对镉的吸收，锌对镉吸收具有协同作用，但当土壤加锌量超过２５ｍｇ·ｋｇ＾－１时，投入锌却抑制了油菜对镉的吸收，此时锌对镉的吸收则有拮抗作用。     

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。     

组配药剂对镉砷复合污染土壤的修复效果

为了研究自主研发药剂对镉砷复合污染土壤的修复效果,采集湖南长沙市浏阳蕉溪乡的污染农田土壤,通过盆栽试验的方式,研究了5种自主研发药剂对镉砷复合污染土壤有效态镉和有效态砷含量的影响。结果表明:5种药剂对土壤pH值的影响较小,但是可以显著增加土壤有机质含量;土壤有效态镉的含量与土壤pH值呈负相关,及随着土壤pH值的降低,土壤有效态镉呈增加趋势,试验选择的5种药剂对土壤有效态镉和砷均降低效果显著,与对照相比,分别降低了22.13%、16.33%、21.61%、24.89%、24.85%和29.44%、25.75%、20.45%、10.12%、13.27%;对于水稻中重金属的含量,5种药剂均显著降低了稻米中镉的含量,降镉率分别为35.77%、27.72%、33.22%、28.19%和32.38%;同时,除了药剂5,其他4种药剂均显著降低了稻米砷含量,降砷率分别为15.61%、29.99%、33.14%和27.59%。从试验结果可以看出,在该试验条件下,5种药剂对镉砷复合污染土壤均有修复效果,且对于砷污染土壤,药剂1效果最好。     

组配药剂对镉砷复合污染土壤的修复效果

为了研究自主研发药剂对镉砷复合污染土壤的修复效果,采集湖南长沙市浏阳蕉溪乡的污染农田土壤,通过盆栽试验的方式,研究了5种自主研发药剂对镉砷复合污染土壤有效态镉和有效态砷含量的影响。结果表明:5种药剂对土壤pH值的影响较小,但是可以显著增加土壤有机质含量;土壤有效态镉的含量与土壤pH值呈负相关,及随着土壤pH值的降低,土壤有效态镉呈增加趋势,试验选择的5种药剂对土壤有效态镉和砷均降低效果显著,与对照相比,分别降低了22.13%、16.33%、21.61%、24.89%、24.85%和29.44%、25.75%、20.45%、10.12%、13.27%;对于水稻中重金属的含量,5种药剂均显著降低了稻米中镉的含量,降镉率分别为35.77%、27.72%、33.22%、28.19%和32.38%;同时,除了药剂5,其他4种药剂均显著降低了稻米砷含量,降砷率分别为15.61%、29.99%、33.14%和27.59%。从试验结果可以看出,在该试验条件下,5种药剂对镉砷复合污染土壤均有修复效果,且对于砷污染土壤,药剂1效果最好。     

复合淋洗剂对镉污染土壤的淋洗效果

[目的]探讨复合淋洗剂对重金属的淋洗效果。[方法]以镉污染土壤为材料,采用振荡淋洗法研究了CA+CaCl_2、CA+FeCl_3及CA+CaCl_2+FeCl_3组合试剂对土壤中镉的去除效果。[结果]几种试剂在组合条件下对镉的去除率均要高于单一试剂淋洗的去除率,且CA+FeCl_3对土壤中镉的去除效果最好,去除率为86.31%~89.61%。从淋洗前后的镉有效态含量来看,CA+FeCl_3(3∶1)中镉有效态含量最高,达1.794μg/L。形态分析结果表明,经淋洗剂淋洗后,土壤中的可交换态镉大部分被淋洗出来,其所占比例大大降低,可氧化态和残渣态含量比例增加,土壤中活性态镉减少,生物毒性大大降低。[结论]CA+FeCl_3(3∶1)对土壤中镉的去除效果最好,去除率达89.61%。     

生物炭与肥料复配对土壤重金属镉污染钝化修复效应

通过田间实验,研究了生物炭与有机肥及氮磷钾复合肥复配施用对菜地土壤重金属镉污染钝化修复效应,并探讨了作用机制。结果表明,菜地土壤添加不同钝化材料可显著降低油麦菜地上可食部位Cd的累积量,降幅可达32.6%~54.8%,各钝化处理的菜地土壤有效态Cd含量均出现显著降低,降幅可达7.04%~21.85%,施用生物炭可以显著提高菜地土壤pH值,有利于促进对土壤重金属Cd活性的钝化作用;而施用鸡粪却明显降低菜地土壤pH值,不利于菜地土壤重金属Cd的钝化作用。土壤pH值与油麦菜根部Cd累积量间呈显著的正相关性,但与油麦菜地上可食部位Cd累积量间的相关性并未达到显著性水平。该项研究可为生物炭与有机肥及氮磷钾复合肥复配修复污灌菜地土壤重金属镉污染提供一定的理论基础。     

6种固化剂对土壤Pb Cd Cu Zn的固化效果

通过在重金属污染土壤中分别施加沸石、石灰石、硅藻土、羟基磷灰石、膨润土和海泡石6种固化剂,研究了这6种固化剂对土壤中Pb、Cd、Cu、Zn的固化效果,筛选出几种效果较好的固化剂。实验结果表明:沸石、石灰石和羟基磷灰石均能够有效地降低土壤中交换态Pb、Cd的含量,并且明显减少了土壤中Pb、Cd的毒性浸出量,其中沸石最多降低土壤中交换态Pb、Cd含量分别达到48.7%和56.2%,减少土壤中Pb、Cd的毒性浸出量达到37.1%和30.1%;沸石、石灰石均能够有效降低土壤中交换态Cu的含量,降低量分别高达68.1%和85.2%,膨润土能有效减少土壤中Cu的毒性浸出量,减少量最高达到66.51%;石灰石对土壤中Zn有着良好的固化效果。     

几种改良剂对Cd和Pb污染土壤小白菜生长的影响

采用盆栽试验研究了稀土镧、熟石灰、钙镁磷肥和柠檬酸4种改良剂对小白菜在重金属Cd和Pb污染土壤上生长的影响。结果表明:受Cd和Pb污染的土壤明显使小白菜受到毒害,但经稀土镧、熟石灰、钙镁磷肥和柠檬酸处理后,小白菜生物学产量增加,幼苗体内超氧化物歧化酶活性降低,丙二醛含量减少。其中,稀土镧对缓解Cd和Pb胁迫有较好效果。     

3种改良剂对不同土壤-水稻系统中Cd行为的影响

通过水稻盆栽试验,研究了钙镁磷肥、石灰和硅肥作为土壤改良剂对几种中度污染水稻土中Cd的赋存形态以及对水稻生长的影响和改善糙米品质安全性的作用。结果表明,由于各种改良剂的性质和改良机理上存在差异,改良效果各不相同,其中硅肥的改良效果最好,其次是钙镁磷肥,然后是石灰。虽然3种改良剂均能降低土壤中有效态Cd以及糙米和秸秆中Cd的含量,使稻米质量符合国家食品卫生安全标准,但土壤性质的不同会影响改良剂的效果。同一改良剂施用在红壤上的效果最为明显,其次是黄泥土,而呈碱性的潮黄土由于土壤有效态Cd的含量明显低于前两种土壤,施用改良剂后糙米和秸秆中的Cd含量虽有所降低,但改善效果不太明显。     

不同时期喷施Zn肥抑制水稻Cd吸收转运的效果

选择湖南典型镉(Cd)污染稻田,分别在苗期、分蘖初期、分蘖盛期和孕穗期喷施锌(Zn)肥,研究Zn对水稻Cd吸收转运的影响。结果表明:喷施Zn肥可显著提高水稻地上部的Zn含量,并显著抑制水稻对Cd的吸收,分蘖盛期和孕穗期喷施Zn肥,稻米中Cd含量分别降低了45.85%(P0.05)和47.52%(P0.05)。试验结果还表明,水稻米、茎、叶间Zn-Cd交互作用显著,施Zn可显著抑制水稻对Cd的吸收转运,米Cd含量主要由茎Cd含量决定,但受Zn-Cd拮抗作用的调控。