长期有机无机肥配施对红壤稻田土壤重金属的影响

以中国科学院桃源农业生态试验站的长期定位试验为依托,分析了施用纯化肥(CK、N、NP、NPK)和有机无机肥配施(C、N+C、NP+C、NPK+C) 8个处理对稻田土壤Zn、Cu、Cd、Pb全量、有效态含量以及有机质(TOC)和活性有机质(热水可提取碳,HWC)的影响,并探讨了其相关性.结果表明:(1)与纯化肥处理相比,配施有机肥对Zn、Cu、Pb全量的影响不明显,但全Cd含量显著降低,Zn、Cu、Cd有效态含量显著提高(P<0.05);(2)化肥配施程度对重金属全量和有效态含量无明显影响;(3)施用有机肥使土壤TOC和HWC显著增加(P<0.05).相关分析表明,TOC和HWC与Zn、Cu、Cd有效态含量呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关,与全Cd含量呈显著负相关.土壤有机质对重金属有明显的"活化作用",因此在重金属本底值较高的稻田中应慎用有机肥.     

长期施肥对稻田土壤镉锌铜积累及其有效性的影响

为明确长期不同施肥方式对稻田土壤Cd、Zn和Cu积累及其有效性的影响,以设立于1986年的长期定位施肥试验为对象,对比分析不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、秸秆还田配施化肥(ST)、低量有机肥配施化肥(LM)、高量有机肥配施化肥(HM)5个处理耕层土壤重金属全量、有效态、形态分布以及水稻各部位重金属含量变化,结合土壤理化性质变化,探讨了长期施肥下重金属累积效应及其有效性变化机理。结果表明,NPK和ST处理对土壤全量及有效态Cd、Zn和Cu均无显著提高效应。而施用低量和高量有机肥30 a后,土壤Cd、Zn和Cu全量显著提高35.00%～80.00%、63.91%～82.55%、118.41%～180.21%,有效态显著提高28.57%～71.43%、407.12%～783.15%、336.59%～573.17%,稻米Cd、Cu则提高100.00%～150.00%、63.30%～85.64%。相关分析结果证实,有机肥中较高的重金属含量是造成稻田土壤Cd、Zn和Cu累积和有效性显著提高的主要原因,同时其改变的土壤理化性质,尤其是P也会影响重金属的有效性,但其作用机理有待深入研究。总体来看,长期施用有机肥具有更好的培肥效应,但会造成土壤Cd、Zn和Cu的富集以及稻米吸收量的增加,虽然目前稻米重金属含量尚未超出国家食品卫生标准限值,其风险仍不可忽视,在采取有机肥培肥土壤的过程中应严格控制其中的Cd、Zn和Cu等重金属含量。     

长期不同施肥对钙质紫色水稻土重金属累积及有效性的影响

为探讨长期不同施肥对石灰性紫色水稻土重金属累积及有效性的影响,以四川省农业科学院土壤肥料研究所长期定位试验为依托,研究了8种不同施肥条件下[不施肥(CK)、氮肥(N)、氮磷肥(NP)、氮磷钾肥(NPK)、有机肥(M)、有机肥+氮肥(M+N)、有机肥+氮磷肥(M+NP)和有机肥+氮磷钾肥(M+NPK)]土壤理化性质、重金属全量及有效量的变化。结果表明:长期施用氮磷、氮磷钾肥会降低土壤pH、CEC含量,提高土壤有机质、碱解氮及速效磷含量,改善土壤肥力,且与有机肥配施效果更优。长期施用化肥,土壤Fe、Mn、Cu、Zn、Pb和Cd含量变化不明显,有机肥及其与化肥配施后土壤Fe、Mn、Pb含量变化也不明显,Cd略有增加,Cu、Zn含量显著提高,但均低于我国农用地土壤环境质量风险筛选值(GB 15618—2018)。化肥对Cu、Zn、Pb和Cd的有效量影响不明显,磷肥可显著提高有效Fe含量,降低有效Mn含量,而有机肥提高Cu、Pb、Cd有效量,对其有活化效应。相关分析结果表明,土壤重金属有效量与理化性质、元素总量间的相关性因元素的不同而异。研究表明,长期施用化肥及有机肥不会造成石灰性紫色水稻土重金属含量超标的风险。     

长期施用污泥对土壤-萝卜系统重金属积累及土壤养分含量的影响

为了探究不同用量污泥长期施用后对土壤-萝卜系统中重金属及土壤养分含量的影响,采用长期定位试验,研究连续10年单施化肥（CK）以及施用不同用量（4.5、9、13.5、18 t·hm^-2）污泥对土壤、萝卜叶（地上部）和萝卜（地下部）中重金属（Pb、Cd、Cr、Ni、Cu、Zn）累积情况及土壤pH、有机质及氮磷钾含量的影响。结果表明：连续施用10年后,单施化肥和不同用量污泥处理对萝卜产量影响不大,土壤、萝卜叶和萝卜中的Pb、Cd、Cr、Ni、Cu和Zn含量均随污泥施用量的增加而增加,且中高量和高量污泥处理中重金属的累积量较大,显著或极显著高于对照、低量和中量处理。中量以上污泥处理土壤的Pb、Cr、Ni和Cu超出了土壤环境质量国家标准;除高量污泥处理Pb超标外,其他处理萝卜的各重金属含量均未超过食品安全国家标准。与CK处理相比,长期施用不同用量污泥能提高土壤pH 0.58~0.71个单位,并显著或极显著地提高有机质、全量氮磷以及速效氮磷含量。研究表明,连续10年施用不同用量污泥,土壤和萝卜中Pb、Cd、Cr、Ni、Cu、Zn的含量随污泥用量的增加而增加,其中Pb、Ni、Cr和Cu出现超标现象,萝卜中的重金属含量除高量污泥处理中Pb超标外,其他处理均未超过食品安全国家标准。随着作物产地土壤中污泥施用年限增长或用量增加,食品安全应得到更多的重视。     

昌化铅锌矿废弃地表层土壤重金属有效态分析与评价

【目的】为了昌化铅锌矿废弃地表层土壤重金属有效态污染特征。【方法】在昌化铅锌矿废弃地的3个研究区(尾矿区、复垦区和外围区)内共采集56个表层土壤样品,以Pb、Zn、Cu、Cd等典型重金属的全量与有效态含量为基础,分析全量与有效态含量的相关性,运用单因子污染指数法、内罗梅综合指数法、地累积指数法及潜在风险指数法相结合的方法对土壤重金属有效态污染进行了评价。【结果】(1)从研究区来看,表层土壤不同程度地受到Pb、Zn、Cu、Cd的污染,这4种重金属含量总体趋势为:PbZnCuCd,土壤中重金属元素全量和有效态含量其平均超标倍数为尾矿区外围区复垦区,其污染程度为尾矿区外围区复垦区;(2)总体上,全量Pb、Zn、Cu、Cd和有效态Pb、Zn、Cu、Cd呈显著线性相关,但是各研究区全量与有效态含量并非呈相关性;(3)从评价来看,研究区的污染程度为尾矿区外围区复垦区,重金属Pb、Cd污染程度较严重,特别是Cd达到重度污染程度,Zn、Cu的污染程度均较轻。生态风险贡献者主要为Cd、Pb以及Cu,其中Cd贡献率达到90%以上,为主要污染源。【结论】研究结果不仅揭示了昌化铅锌矿废弃地表层土壤重金属有效态的污染状况,为该区域土地的合理利用和修复治理提供科学依据。     

施肥对大棚土壤有效态重金属含量及生物效应的影响

采用田间大棚栽培试验,研究了施用有机肥、有机无机肥配施和无机肥等不同施肥处理对大棚土壤有效态重金属含量以及黄瓜重金属含量的影响。结果表明,施肥可增加黄瓜产量,且随无机肥配施量的提高而增加。施用有机肥可降低土壤有效态Pb含量、提高Cd含量,对Cu、Zn和Cr的含量影响作用不显著;有机无机肥配施可提高大棚土壤有效态Cu、Cd和Cr的含量、降低Pb的含量,对Zn的影响较小;施用无机肥可提高土壤有效态Cu和Cr含量,对Zn、Pb和Cd的含量影响作用不显著。不同施肥处理黄瓜中Cu和Zn含量的变化规律基本相同,其含量随无机肥配施量的提高而增加;有机无机肥配施处理黄瓜中Pb、Cd和Cr含量随无机肥配施量的提高而呈逐渐降低的趋势。合理施用有机肥、无机肥或有机无机肥配施对大棚土壤有效态重金属含量的影响作用较小,也不会对黄瓜造成重金属污染。     

广东大宝山地区重金属污染水田土壤的Cu Pb Zn Cd全量与DTPA浸提态含量的相互关系研究

通过现场采样及室内测试，分析了广东大宝山地区酸性金属矿长期污染水稻田的土壤特性，研究了重金属Cu、Pb、Zn、Cd的全量与DTPA浸提态含量的相互关系。结果表明，除Pb外，Cu、Zn和Cd的全量不同程度超标，而4种重金属的DTPA浸提态含量均较高，Pb和Cu的DTPA浸提率高于Zn和Cd。金属全量及其DTPA浸提量之间极显著相关。土壤酸性和有机质对金属Pb、Zn、Cd的DTPA浸出率表现出显著的促进作用，而与Cu的浸出率相关不显著。DTPA态金属可以作为测定该类水稻土壤金属有效态含量的简便指标。金属的全量、种类，土壤pH、有机质等属性，以及农业耕作等因素影响金属的DTPA态含量及有效性。     

石灰及其后效对玉米吸收重金属影响的田间实例研究

通过田间试验方法,研究了在铅锌矿废水污染的土壤上施用石灰1 a后,继续施用石灰和石灰后效处理对后续第1、2季低累积玉米(Zea mays)的产量以及重金属Cd、Pb、Zn 和Cu 含量的影响,并分析了土壤pH、土壤DTPA 提取态重金属含量和土壤重金属全量的变化.结果表明,连续施用石灰和石灰后效均显著提高玉米产量,其中连续施用石灰处理效果最佳,第1 季籽粒产量是对照(无石灰)的6 倍,第2 季是对照的3.8倍.与对照相比,连续施用石灰处理显著降低了2 季玉米籽粒Cd、Pb、Zn 和Cu 含量,石灰后效只能降低第2 季玉米茎叶Cd、Pb 和Cu 含量,而籽粒Cd、Pb 含量与对照相比略有升高,说明石灰后效能维持一年半左右.对照处理土壤Cd和Zn 全量显著低于石灰处理,可能是土壤中Cd 和Zn 随着雨水的淋洗向下层迁移造成的.施用石灰可防止Cd 和Zn对地下水的污染.     

施肥对大棚土壤有效态重金属含量及生物效应的影响

采用田间大棚栽培试验,研究了施用有机肥、有机无机肥配施和无机肥等不同施肥处理对大棚土壤有效态重金属含量以及黄瓜重金属含量的影响。结果表明,施肥可增加黄瓜产量,且随无机肥配施量的提高而增加。施用有机肥可降低土壤有效态Pb含量、提高Cd含量,对Cu、Zn和Cr的含量影响作用不显著;有机无机肥配施可提高大棚土壤有效态Cu、Cd和Cr的含量、降低Pb的含量,对Zn的影响较小;施用无机肥可提高土壤有效态Cu和Cr含量,对Zn、Pb和Cd的含量影响作用不显著。不同施肥处理黄瓜中Cu和Zn含量的变化规律基本相同,其含量随无机肥配施量的提高而增加;有机无机肥配施处理黄瓜中Pb、Cd和Cr含量随无机肥配施量的提高而呈逐渐降低的趋势。合理施用有机肥、无机肥或有机无机肥配施对大棚土壤有效态重金属含量的影响作用较小,也不会对黄瓜造成重金属污染。

     

不同改良剂处理对玉米生长和重金属累积的影响

采用土壤盆栽实验研究不同改良剂对玉米吸收和积累重金属的影响.结果表明,大多数改良剂处理均显著地提高玉米的地上部鲜重和总鲜重.添加改良剂可显著地降低土壤Cd、Pb、Cu和Zn的有效态含量.与CK处理相比,添加不同改良剂导致土壤有效态Cd含量降低4.8％～16.5％,有效态Pb含量降低10.6％～15.5％,有效态Cu含量降低4.5％～26.7％和有效态Zn含量降低2.8％～7.6％,其中骨炭、骨炭+赤泥和Al2(SO4)3改性骨炭处理降低效果最明显.改良剂的添加对玉米吸收和积累Cd、Pb、Cu和Zn产生不同程度的影响.与对照相比,不同改良剂处理均显著地降低玉米叶片中的Cd含量27.5％～62.2％,骨炭+赤泥、海泡石、沸石和天然骨炭处理分别降低玉米茎中Pb含量46.7％、55.6％、59.0％和74.0％.同样,改良剂对玉米植株Cu和Zn含量的影响也表现出相类似的规律.玉米转运重金属也受改良剂添加的影响.