绿肥作物对云南旱地土壤镉有效性的影响

研究不同绿肥作物对云南旱地中度镉(Cd)污染土壤(平均全Cd含量1.21 mg·kg~(-1))中Cd有效性和植物对Cd吸收、转运的影响,为当地基于绿肥的农作物安全生产措施提供理论支撑。采用盆栽试验,设8个处理:种植紫云英、毛叶苕子、光叶苕子、箭筈豌豆、二月兰、油菜、黑麦草等7种冬季绿肥作物和冬闲对照,于绿肥盛花期及同期测试土壤理化性状、Cd有效性、绿肥作物地上部与地下部Cd含量和富集系数、转运系数。结果表明:与冬闲相比,种植紫云英和黑麦草土壤可溶性有机碳(DOC)含量分别增加29.3%和33.7%。7种绿肥作物均显著降低土壤有效Cd和全量Cd含量,其中箭筈豌豆、光叶苕子、黑麦草处理的土壤有效Cd相比冬闲分别下降了32.1%、29.2%和33.0%;紫云英、毛叶苕子、光叶苕子和箭筈豌豆土壤全量Cd分别下降45.4%、34.9%、34.5%和33.2%。4种豆科绿肥Cd主要积累在地下部,且富集系数和转运系数较小;禾本科与十字花科绿肥Cd主要集中在地上部,富集系数和转运系数均显著高于豆科绿肥,其中二月兰富集系数最高,为0.813,油菜转运系数最高,为0.772。土壤养分对土壤有效Cd有显著正影响;土壤DOC对植株地上部Cd含量有显著负影响,说明DOC含量的升高可以降低植株Cd含量。种植豆科绿肥在显著改善土壤养分、提高土壤质量的同时,能够降低土壤有效Cd含量,且富集系数和转运系数较低。     

豆科绿肥作物对云南碱性土壤镉砷有效性的影响及其对镉砷富集能力

为研究在镉（Cd）、砷（As）复合污染的碱性土壤中，种植不同豆科绿肥作物对土壤Cd、As有效性的影响及其对Cd、As的富集能力，采用大田试验，种植箭筈豌豆（箭筈豌豆、西牧333、陇箭1号）、光叶苕子（东川光苕、宣威光苕、云苕8号、东川苕子）、毛叶苕子（蒙苕1号、鲁苕1号）、其他绿肥（褐皮山黧豆、绛三叶）等11种冬季豆科绿肥作物，并以冬闲为对照，于豆科绿肥盛花期及同期测定土壤理化性状，Cd、As有效性，绿肥作物地上部Cd、As含量和富集系数。结果表明：与冬闲相比，种植西牧333的土壤全氮、有效磷含量分别增加91.67%、36.60%，鲜草产量最高，为31 016 kg·hm^-2，土壤有效态Cd、有效态As无显著变化，对Cd、As富集能力较低，富集系数为0.096和0.038。种植褐皮山黧豆的土壤全氮增加98.61%，土壤有效磷降低31.07%，鲜草产量较低，为10 339 kg·hm^-2，土壤有效态Cd无显著变化，土壤有效态As降低32.82%，对Cd、As富集能力较高，富集系数为0.136和0.071。相关性分析表明，土壤全氮与土壤有效态Cd呈极显著正相关、与有效态As呈极显著负相关，土壤有效磷与土壤有效态As呈极显著正相关，碳氮比与鲜草产量呈极显著负相关，与地上部分Cd、As含量呈极显著正相关。在所有豆科绿肥作物中，种植碳氮比较低的西牧333对Cd、As有效性无显著影响，对Cd、As富集能力较低，种植碳氮比较高的褐皮山黧豆对Cd有效性无显著影响，但可显著降低土壤As有效性，对Cd、As富集能力较高。     

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.     

不同磷酸盐对污染土壤中镉生物有效性的影响

采用盆栽试验,在镉二级和三级污染的红壤和褐土上添加不同磷酸盐(磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢钙)后种植小油菜40d,测定植株生物量、镉吸收量、土壤有效态镉含量、pH值,分析不同磷酸盐对污染土壤中镉生物有效性的影响.结果表明,3种磷酸盐使污染红壤和褐土上小油菜生物量分别提高了18.7%～291.1%和31.5%～991.2%,在红壤上提高顺序为磷酸二氢钙>磷酸二氢钾>磷酸二氢铵,而在褐土上则表现为磷酸二氢钙一磷酸二氢钾>磷酸二氢铵.3种磷酸盐影响下小油菜吸收镉量,在镉二级污染水平的红壤上表现为显著提高8.3%～60.6%.而在镉三级污染水平的红壤上则表现为显著降低了4.6%～58.4%.污染红壤有效态镉含量在加入3种磷酸盐后提高了 17.0%～122.7%,提高顺序为磷酸二氢钙>磷酸二氢钾>磷酸二氢铵;而磷酸二氢铵使污染褐土有效态镉含量降低了2.4%～13.4%.3种磷酸盐使红壤pH值提高了0.24～0.99.可见,不同土壤类型、不同镉污染水平下,3种磷酸盐对土壤镉的生物有效性的影响存在差异,其机制有待进一步研究.     

土壤—水稻镉生物有效性预测模型研究进展

重金属镉(Cd)在土壤—水稻中的迁移转化过程极其复杂且影响因素较多,稻米中Cd的累积会对人体健康造成严重的影响,而稻米Cd的危害取决于Cd的生物有效性,因此,运用数学模型对土壤—水稻镉生物有效性进行模拟预测,已经成为该领域比较热门的研究内容。建立土壤—水稻镉生物有效性预测模型可为环境风险评价、土壤环境质量标准及农产品安全阈值制定提供有效的工具,并为生产安全稻米提供参考。本文对现有的经验(统计)模型、机理模型和半机理模型以及它们的适用范围和优缺点进行综述,并概括土壤类型及其性质对稻米Cd积累的影响,同时探讨当前预测模型的局限性,提出建立注重学科交叉且更为全面、整合度更高的土壤—水稻镉生物有效性预测模型将是今后的发展趋势。     

施用蔗渣对土壤镉赋存形态和生物有效性的影响研究

采用化学反应的合成方法向蔗渣中引入巯基官能团,并进行电镜扫描和红外光谱分析。在此基础上,通过土壤培养试验和生物盆栽试验,研究了蔗渣和改性蔗渣对模拟镉(Cd)污染农田土壤中镉的赋存形态和生物有效性的影响。结果表明,采用该合成方法,成功地向蔗渣中引入了巯基官能团。在土壤培养试验中,有机物对土壤Cd赋存形态的转化与土壤pH的相关性不明显,但与土壤中胡敏酸(HA)和富里酸(FA)含量的变化具有一定的相关性:土壤中HA含量随培养时间的延长而逐渐升高,各处理土壤弱酸提取态Cd含量相应减少,而土壤残余态Cd含量则逐渐增加,且巯基蔗渣的作用效果均强于未改性蔗渣。在生物盆栽试验研究中,外加5 mg·kg-1Cd显著降低了小白菜的生物量,而施用有机物料对小白菜均有显著的增产效果,研究结果同时表明蔗渣和巯基蔗渣都不同程度降低了土壤有效态Cd的含量以及小白菜地上部分的镉含量,且巯基蔗渣的作用效果较为显著。另外,小白菜地上部分镉含量与小白菜生物量呈现显著负相关,与土壤有效镉含量呈显著正相关。     

土壤中镉的形态转化、影响因素及生物有效性研究进展

土壤污染日益受到人们的关注,尤其是重金属引起的污染,其中重金属镉有很大的生物毒性,而镉的生物有效性与镉的存在形态密切相关.综述了近年来土壤中镉的植物和生物毒性,土壤中镉的各种形态分布及其土壤pH值、根际效应等影响因素,镉的存在形态与生物有效性的关系及其影响因素等方面的研究进展.同时,对土壤中镉的形态分析方法及生物有效性的发展趋势进行了展望.     

秸秆还田对镉污染农田土壤中镉生物有效性的影响

通过温室盆栽试验和土壤培养试验,研究了重金属镉污染水稻土和人为模拟镉污染土壤上不同种类和不同量的作物秸秆还田后,土壤中可提取态镉的动态变化规律以及对白菜生长和吸收重金属镉的影响.结果表明,秸秆还田显著提高了2 种镉污染土壤的pH值.镉污染水稻土上还田玉米和菜豆秸秆显著提高了土壤中醋酸铵提取态镉和DTPA 提取态镉含量,秸秆还田后2 周时醋酸铵提取态镉含量增加了17%～33%,随时间延长,土壤中可提取态镉增加变的不明显.模拟镉污染土壤上还田玉米和菜豆秸秆对土壤中醋酸铵提取态镉和DTPA 提取态镉含量影响不明显.镉污染水稻土上秸秆还田量2%时显著降低了白菜体内镉含量,还田菜豆秸秆和玉米秸秆白菜体内镉含量分别降低了18%和27%.还田玉米秸秆影响了白菜生长,降低了白菜的产量;模拟镉污染土壤上还田菜豆秸秆对白菜生长和镉含量影响不明显,但还田2%玉米秸秆降低了白菜生物量,增加了白菜镉含量.     

分次施用碱性肥料对土壤pH及土壤镉有效性的影

为探究碱性肥料治酸改土的效果,以碱性肥料为供试肥料,以湖南松柏村典型镉污染农田土为供试土壤,以镉高累积菜心"特青四号"及镉低累积菜心"绿宝"为供试作物,设置不施氮对照CK、碱性肥料及尿素三个处理,研究盆栽条件下,分次施用碱性肥料对土壤pH及土壤镉生物有效性的影响。结果表明:分次施用碱性肥料能在移栽后65 d内使土壤pH维持在较高的水平,特青四号盆栽施用碱性肥料处理土壤的pH分别比尿素及CK处理的高出0.61个及0.20个单位,绿宝盆栽施用碱性肥料处理土壤的pH分别比尿素及CK的高出0.36个及0.12个单位;分次施肥65 d内,各取样时期施用碱性肥料处理土壤的有效镉含量均显著低于CK。而65 d时,特青四号及绿宝盆栽碱性肥料处理的有效镉含量与施用尿素处理相比分别降低了0.11 mg·kg^-1和0.08 mg·kg^-1;与CK相比,尿素及碱性肥料均能显著提高菜心氮量;分次施肥条件下,施用尿素及碱性肥料均能显著降低菜心镉含量。研究表明,在镉污染农田土壤中施用碱性肥料,不仅能提高菜心生物量,保证土壤供氮,还能长效提高土壤pH并降低土壤有效镉含量。     

长期施肥旱地土壤易分解与耐分解氮的矿化特性

【目的】土壤易分解氮库和耐分解氮库是土壤有机质的重要组分,其矿化能力的大小可反映土壤有机氮的周转性能。论文旨在研究长期不同施肥制度下土壤易分解氮库与耐分解氮库的矿化特性,为了解不同培肥措施及其氮素供应提供依据。【方法】以中国长期不同施肥处理的2种旱地土壤（黑土和潮土）为例,选取不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、化肥配施秸秆(NPKS)和化肥配施有机肥(NPKM)4个处理,采用颗粒密度法,将土壤有机氮分为易分解氮和耐分解氮2个组分,室内培养分析不同组分氮的矿化特性。【结果】筛分及培养结果显示,黑土和潮土的平均质量回收率和氮回收率均超过97%,易分解和耐分解氮组分矿化量之和占原土矿化量的平均比例为99.91%（99.89%-99.93%）,是一种研究土壤易分解和耐分解氮组分矿化特性的可行方法。2种旱地土壤NPK、NPKS和NPKM处理易分解氮组分净氮矿化潜势（除黑土NPK处理差异不显著）较CK处理显著提高26.82%-137.10%;不同施肥处理对旱地黑土、潮土易分解氮组分净氮矿化潜势影响显著,其中,黑土NPKM处理易分解氮组分净氮矿化潜势为1.48 mg?kg^-1?d^-1,显著优于NPKS（1.02 mg?kg^-1?d^-1）与NPK（0.75 mg?kg^-1?d^-1）处理;潮土NPKM处理易分解氮组分净氮矿化潜势为1.17 mg?kg^-1?d^-1,显著优于NPKS（0.89 mg?kg^-1?d^-1）与NPK（0.76 mg?kg^-1?d^-1）处理;旱地土壤各处理耐分解氮组分净氮矿化潜势之间差异不显著,其中,黑土各处理耐分解氮组分平均净氮矿化潜势为0.58 mg?kg^-1?d^-1（0.52-0.63 mg?kg^-1?d^-1）,潮土为0.51 mg?kg^-1?d^-1（0.40-0.62 mg?kg^-1?d^-1）。不同施肥处理旱地黑土、潮土易分解氮组分净氮矿化潜势均显著大于同处理耐分解氮组分净氮矿化潜势,NPKM处理两者显现出最大差异,其中,黑土易分解氮组分净氮矿化潜势是同处理（按CK、NPK、NPKS、NPKM顺序）耐分解氮组分的1.41、1.39、1.75和2.35倍,潮土易分解氮组分净氮矿化潜势是同处理（按CK、NPK、NPKS、NPKM顺序）耐分解氮组分的1.22、1.33、1.56和1.87倍。土壤矿化过程中易分解组分对原土矿化贡献率受施肥措施显著影响,其大小按CK、NPK相似文献   

镉钝化剂筛选及其对中微量元素有效性的影响

为明确不同钝化剂对重金属Cd的钝化率及其对中微量元素有效性的影响,筛选对Cd具有较高钝化率且对中微量元素具有较低活性影响的钝化剂,以重庆市典型农田土壤紫色土为供试土壤,采用室内培养实验,同步比较文献报道的18种常见钝化剂对Cd的钝化率,进而分析其中的高效率钝化剂不同剂量水平对Fe、Mn、Cu、Zn有效性的影响。结果表明,供试钝化剂按照其文献推荐用量,对本底土壤中Cd钝化率高低顺序依次为:生物质炭、氧化钙、氢氧化钙、蚕沙、腐植酸、沸石,其钝化率>47%;在高Cd污染土壤中依次为:氧化钙、蚕沙、生物质炭、氢氧化钙、腐植酸、沸石,其钝化率>72%。多数无机钝化剂在钝化Cd的同时降低了中微量元素有效性,而腐植酸、蚕沙可实现钝化Cd的同时维持或提高Fe、Mn、Cu、Zn的有效性。综合钝化剂的钝化率及其对中微量元素有效性的影响,几种钝化剂推荐施加量分别为:沸石3.2%,腐植酸1.5%,生物质炭2%,氧化钙0.4%,氢氧化钙4%,蚕沙4%。实际应用时应综合考虑土壤的基本性质、中微量元素有效态含量,适当补充中微量元素或配合其他钝化剂施用。     

有机肥料对土壤有机磷组分及生物有效性的影响

通过培养五盆栽试验,研究了有机肥料对土壤有机磷组分及其生物有效性的影响。结果表明,猪粪和紫云英中有机磷的有效性比稻草高,施用有机肥料能显著提高土壤４种有机磷组分含量,其中活性和中等活性有机磷与土壤速效磷,小麦吸磷量及籽粒重均呈显著正相关、表明二者是小麦最有效的有机磷源。     

旱地不同绿肥品种及种植密度的肥饲效应研究

【目的】研究不同绿肥品种及其种植密度对绿肥鲜产量、饲用价值和土壤水分、养分含量的影响,为黄土高原旱地绿肥作物的高效种植及利用提供科学依据。【方法】采用裂区设计,以5种绿肥(长武怀豆、绿豆、大豆、毛叶苕子和油菜)为主处理,4种绿肥种植密度(用播量控制,分别为当地推荐播量的75%,100%,125%和150%)为副处理进行试验,于绿肥盛花期收获、计产,采集部分植物样品测定相关养分含量,然后翻压还田。绿肥翻压前采集土壤样品测定水分含量及速效养分含量。【结果】夏季种植绿豆、长武怀豆、毛叶苕子,推荐播量150%的处理绿肥生物量最高,大豆推荐播量125%处理的生物量也高于100%处理,油菜在推荐播量的75%时生物量最高。绿豆处理的粗蛋白、粗脂肪、无氮浸出物产量较高,粗纤维含量较低;油菜和长武怀豆的饲用价值也较高。绿豆、长武怀豆和油菜生物量较高,翻压时还田的养分量也较高。种植油菜和长武怀豆的处理翻压前土壤贮水量较低,种植毛叶苕子的土壤水分含量与休闲处理相当。种植长武怀豆、绿豆、大豆和毛叶苕子等豆科绿肥显著增加了土壤的硝态氮含量,而种植油菜显著降低了土壤硝态氮含量。与休闲处理相比,不同绿肥品种均显著增加了土壤速效磷含量,其中油菜处理增幅最大,而长武怀豆处理增幅最小。种植长武怀豆、大豆、毛叶苕子和油菜显著降低了土壤速效钾含量。绿肥种植密度对土壤水分、硝态氮、有效磷含量均没有显著影响。【结论】可以通过适当提高豆科绿肥播量、适当降低油菜播量来提高夏季绿肥生物量;不论用作饲料还是翻压还田,绿豆是最佳的夏绿肥品种,油菜和长武怀豆也有较好的效果。     

稳定发展绿肥生产初探

绿肥是数量大,肥效好,质量高的有机肥料。稳定发展绿肥是解决粮食生产上有机肥源不足和培肥地力、增强农业后劲,提高农田综合生产能力,实现粮食增产的一项有效措施。本文根据项目试验结果分析绿肥提高农田综合生产能力的机理,介绍发展绿肥生产应用的先进技术,指出当前绿肥生产中存在的突出问题并提出解决措施。     

绿肥对甘蔗产量及品质的效应

进行了绿肥对甘蔗产量及品质效应的试验,探讨绿肥压青对甘蔗增产增糖的作用和机理。试验结果表明:在本试验条件下,绿肥压青能够增产增糖,其中以大豆压青的增产增糖效果最好。     

油菜绿肥翻压还田对新疆盐碱土壤的改良效果研究

为探讨油菜绿肥翻压对盐碱土的改良效果,在中度盐碱荒地上设置油菜绿肥翻压还田1年（T1）、翻压还田2年（T2）和无绿肥还田（CK）三个处理,研究油菜绿肥对盐碱土壤理化性状、盐组分及棉花产量的影响。结果表明：油菜绿肥翻压的效果表现为T2 > T1 > CK,与CK相比,T2和T1处理分别使棉花籽棉产量增加27.5%和13.5%（P<0.05）;T2处理土壤pH值和电导率比CK分别降低1.0个单位和0.7 mS·cm^-1,T2处理全氮、全磷、全钾和有机质比CK分别增加44.8%、9.1%、6.5%和115.2%;油菜绿肥粉碎还田显著降低盐碱离子含量,其中,与CK相比,T2处理土壤盐基阳离子Ca²⁺、K⁺、Mg²⁺和Na⁺含量显著（P<0.05）降低30.3%、42.7%、41.0%和30.5%,土壤盐基阴离子Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-和HCO₃^-含量显著（P<0.05）降低39.2%、33.0%、32.2%和32.1%。研究表明,油菜绿肥能改善土壤理化性状、增加养分含量、降低盐碱离子含量,对新疆绿洲干旱区盐碱土壤具有较好的改良效果。     

橘园绿肥种植对土壤氨氧化微生物的影响

本研究以当阳凤凰山长期定位施肥柑橘试验基地为平台,进行了自然生草（NG）、人工种植光叶苕子（LP）以及光叶苕子混播于自然生草（NL）等三种绿肥处理,通过植物群落调查、土壤理化性质测定,以及 qPCR和 Illumina Miseq高通量测序的方法,阐明橘园土壤氨氧化微生物AOA和AOB的功能基因丰度和群落结构对不同绿肥种植处理的响应特征,并探讨植物群落和土壤理化因子对它们的影响。研究结果表明：相比于NG,人工种植绿肥（LP和NL）对AOA和AOB数量的影响不一,LP降低了AOA和AOB的 amoA 基因拷贝数,NL 降低了 AOA-amoA 但增加了 AOB-amoA 基因拷贝数;LP 和 NL 中 AOA 的 Ace 指数和 Chao指数显著高于NG,LP中AOB的Shannon指数显著高于NG,三个处理的β多样性差异显著;三种绿肥种植处理下AOA共获得119个OTU,优势门和属分别是泉古菌门和 norank—Crenarchaeota,其中 norank—Crenarchaeota 在 NG 中的相对丰度显著高于 LP 和 NL;AOB 共获得142 个 OTU,优势门和属分别是变形菌门和亚硝化螺菌属,其中亚硝化螺菌属的相对丰度在不同处理中有显著差异,其 LP 中最高,为45.87%;Mantel检验和冗余-层次分割分析结果表明,氨氧化微生物的丰度、多样性和组成受到绿肥种植后的植物因子（如群落高度、盖度、多样性、地上生物量和地下生物量、根系碳氮含量等）和土壤因子（如pH、土壤含水量、总碳、总氮、铵态氮、硝态氮和速效磷含量等）的共同影响。该研究说明在橘园种植绿肥可改变地上植物群落特征和土壤理化性质,从而使土壤中氨氧化微生物的数量和群落结构发生变化,其中光叶苕子混播于自然生草的生草模式可明显增加土壤氨氧化微生物量,促进土壤的硝化作用和改善果园生态环境,因此,实际应用中可优先考虑此模式。     

绿肥配施减量化肥对土壤固氮菌群落的影响

为了探讨绿肥配施减量化肥对土壤固氮菌的影响,以开展八年的紫云英配施减量化肥的长期定位试验站为平台,选取不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、紫云英配施80%化肥(MF80)、紫云英配施60%化肥(MF60)和紫云英配施40%化肥(MF40)共5个处理,于水稻分蘖期采集土样,采用荧光定量PCR和Illumina Miseq高通量测序技术,分析了不同施肥制度下土壤固氮菌nif H基因丰度和多样性的变化规律。结果表明:与单施化肥相比,翻压紫云英的减量施肥处理水稻产量与其无显著差异,从化肥用量和产量综合考虑,MF60处理是一种适宜的施肥制度。翻压绿肥处理土壤全氮明显增加;碱解氮含量(除MF60处理)与NPK处理无显著差异。翻压紫云英配施减量化肥的施肥处理(除MF40处理)土壤固氮菌丰度明显高于NPK处理,且固氮菌丰度与土壤碱解氮、硝态氮和p H呈显著正相关。翻压紫云英后土壤固氮菌Shannon指数明显低于NPK处理,各施肥处理间OTU指数差异不明显。各施肥处理的土壤固氮菌均以变形菌门为绝对优势菌门,翻压紫云英的减量施肥处理变形菌门丰度显著低于单施化肥处理。主坐标分析表明,翻压紫云英配施减量化肥的3个施肥处理与CK、NPK处理的土壤固氮菌的群落结构差异较明显。研究表明,紫云英配施减量化肥有利于提升土壤肥力和固氮菌的数量,紫云英的施用和化肥用量都是影响土壤固氮菌群落结构的重要因素。