3种有机物料配肥下的宅基地复垦土壤重金属污染风险评估

【目的】为确立宅基地复垦土地的绿色安全培肥方案。【方法】以成都平原宅基地复垦土壤为研究对象,设置空白对照(CK)、常规化肥(CF)、秸秆全量还田(S1)、秸秆1.5倍还田(S2)、菌渣等碳量还田(R1)、菌渣1.5倍碳量还田(R2)、猪粪等碳量还田(M1)、猪粪1.5倍碳量还田(M2)共8个施肥处理,研究3种不同有机物料培肥处理的复垦土壤中Cu、Cd、Cr、Pb、Zn和As的重金属含量及其变化特征,并利用内梅罗综合指数法及潜在生态风险评价法对复垦土壤重金属进行风险评估。【结果】复垦土壤重金属含量的高低次序为ZnCrCuPbAsCd,随着时间推移及秸秆、菌渣和猪粪3种有机物料增加,土壤重金属含量呈上升趋势;3种物料处理内梅罗指数和潜在生态风险系数均处于轻微风险范围,其中猪粪1.5倍碳量还田(M2)处理均大于其他施肥处理,而秸秆全量还田(S1)处理均小于其他施肥处理。【结论】推荐S1处理为最佳绿色安全培肥方案,即小麦季使用55 911 kg/hm~2的秸秆与276 kg/hm~2的尿素、575 kg/hm~2的过磷酸钙、15 kg/hm~2的氯化钾混施还田,玉米季使用46 449 kg/hm~2的秸秆与350 kg/hm~2的尿素、792 kg/hm~2的过磷酸钙、108 kg/hm~2的氯化钾混施还田。     

不同有机物料对滩涂土壤重金属含量及有效性的影响

沿海滩涂是重要后备耕地资源,但新围垦滩涂并非农用耕地,须投入大量有机物料加以熟化改良。实施大面积滩涂土壤改良过程中,廉价有机物料的来源及其重金属含量成为新围垦滩涂土壤改良的限制因素。采用生活污泥、牛粪及中药渣3类有机物料改良新围垦滩涂土壤,对改良过程中滩涂土壤的重金属含量及黑麦草对重金属的吸收进行比较研究。结果表明,施用牛粪、中药渣对滩涂土壤全量Mn、Zn、Cu、Ni、Cd、Pb均无显著影响。施用牛粪增加了滩涂土壤有效态Cu、Zn、Ni、Cd的含量,施用中药渣使得滩涂土壤有效态Ni、Cd含量稍有上升。施用生活污泥增加了滩涂土壤全量Cu、Zn;随着污泥施用量的增加,滩涂土壤有效态Mn、Zn、Cu、Ni、Cd、Pb的含量均呈上升趋势,其中有效态Mn含量上升幅度较小,其余重金属有效态含量上升幅度均较大。施用牛粪、中药渣对黑麦草地上部和根系重金属含量均无明显影响。施用生活污泥增加了黑麦草地上部重金属(Mn、Zn、Cu、Ni、Cd和Pb)含量;随污泥施用量的增加,根系Mn、Zn、Cu、Ni含量呈先上升后下降趋势,Cd和Pb含量呈上升趋势。施用生活污泥后在滩涂土壤上种植的黑麦草植株各重金属的含量均未超标,但应用生活污泥改良滩涂土壤过程中的重金属环境安全性问题,仍值得深入研究。     

重金属复合污染对小白菜生长及生理生化的影响

通过盆栽试验,研究了重金属Pb、Zn、Cu、Cd复合污染对小白菜生长及生理生化特性的影响.结果表明,低浓度的重金属对小白菜生长稍有促进作用,而高浓度的重金属对小白菜生长有明显抑制作用.随着重金属复合污染浓度的增加,CAT活性逐渐上升,游离脯氨酸含量先升高后下降,维生素C含量先降低后升高.     

不同有机物料对设施黄瓜生长及土壤性状的影响

为了减少设施菜田中由于超量施用有机肥导致的N、P累积,通过选取泥炭、腐植酸、菌渣、生物炭4种有机物料及其配施对传统鸡粪进行等C替代,开展了两茬田间试验,研究了有机物料等C替代鸡粪对土壤理化性质和黄瓜产量、品质的影响。连续两茬的试验结果表明,有机物料等C替代鸡粪对黄瓜产量无显著影响;但同鸡粪处理相比,泥炭、腐植酸和生物炭3种有机物料配施可显著提高黄瓜果实中维生素C的含量;除单施生物炭外,施用不同有机物料表层土壤(0~20cm)的pH值均显著高于施用鸡粪的处理,同时有机物料处理较鸡粪处理降低了表层土壤有效P含量51.6%~62.9%,提高了表层土壤C/N,其中,腐植酸处理土壤有效P的降低幅度最大,且其表层土壤C/N与鸡粪相比显著提高了92.2%,腐植酸处理土壤(0~60cm)的C储量也最大;各有机物料处理N盈余量均小于鸡粪处理,其中生物炭处理的养分盈余量最小,与鸡粪相比减少了73.1%,各有机物料处理的P盈余量与鸡粪处理相比显著降低了65.3%~92.3%,P削减效果腐植酸>泥炭+腐植酸>泥炭+腐植酸+生物炭>生物炭>泥炭>泥炭+菌渣>菌渣。因此,有机物料等C替代鸡粪后,在保证黄瓜产量的同时可以提升黄瓜果实营养品质,大幅度削减土壤中N、P盈余,其中,腐植酸对提高土壤有机质以及P盈余削减效果较好,泥炭+腐植酸+菌渣配施对改善黄瓜品质的效果较好。     

土壤重金属污染复合效应对小白菜生长及重金属累积的影响

采用小白菜盆栽试验,研究了植物对土壤中重金属Cd、Pb、Cu的吸收效应。结果表明,元素间的复合效应对小白菜生长的影响不同于单元素污染。与单元素污染相比,复合污染处理小白菜地上部分长度下降1～6cm,产量下降4%～35%。Cd Cu,Cd Pb和Pb Cu复合污染条件下,小白菜在不同重金属处理下分别存在着协同效应和拮抗效应。试验结果显示,Cd比Pb、Cu易向地上部分迁移,Pb元素大部分累积于小白菜根部,小白菜地上部分对几种重金属的吸收系数大小顺序为Cd>Cu>Pb。     

土壤重金属污染复合效应对小白菜生长及重金属累积的影响

采用小白菜盆栽试验,研究了植物对土壤中重金属Cd、Pb、Cu的吸收效应。结果表明,元素间的复合效应对小白菜生长的影响不同于单元素污染。与单元素污染相比,复合污染处理小白菜地上部分长度下降1～6cm,产量下降4%～35%。Cd+Cu,Cd+Pb和Pb+Cu复合污染条件下,小白菜在不同重金属处理下分别存在着协同效应和拮抗效应。试验结果显示,Cd比Pb、Cu易向地上部分迁移,Pb元素大部分累积于小白菜根部,小白菜地上部分对几种重金属的吸收系数大小顺序为Cd>Cu>Pb。     

石灰与泥炭配施对重金属污染土壤上小白菜生长和营养元素吸收的影响

采用盆栽方法研究了在Cd、Pb、Zn污染的土壤上,石灰和泥炭配施对小白菜生长状况及对营养元素(N、P、K)吸收的影响。结果表明,石灰(L)、石灰加低量泥炭(LP1)、石灰加高量泥炭(LP2)处理都消除了重金属的毒害症状,显著促进小白菜的生长,生物量较对照提高2—5倍。茎叶鲜重总体上看LP1>LP2>L。L、LP1、LP2处理显著降低小白菜N、K的含量,而P的含量则没有显著降低。小白菜N、P、K含量的降低主要是生长稀释效应引起的。     

重金属污染对小麦幼苗生长的生理影响研究

本文通过检测某地区污灌区小麦幼苗的根长,茎长,根、茎的干、鲜重,重金属的含量,叶绿素a,、叶绿素b、总叶绿素的含量,a淀粉酶、b淀粉酶、总淀粉酶的活性,以及过氧化氢酶的活性等指标,开展重金属污染对小麦幼苗生长的生理影响的研究。实验结果表明Cd,Cr,Mn,Fe对小麦的过氧化氢酶起抑制作用,Ni,Zn,Cu对小麦的过氧化氢酶起促进作用.Fe对a淀粉酶的活性起促进作用,而Cd,Ni,Zn,Cu,Cr,Mn对a淀粉酶的活性起抑制作用;植物的必需元素Fe,Mn,Zn对b淀粉酶、总淀粉酶的活性均起促进作用,而Cd,Ni,Cu,Cr,对b淀粉酶、总淀粉酶的活性均起抑制作用.Cu,Cr,Mn,Fe对叶绿素a起促进作用,而Cd,Ni,Zn对叶绿素a起抑制作用;Cd,Ni,Cu,Cr对叶绿素b促进作用,Zn,Mn,Fe对叶绿素b抑制作用;Zn,Mn,Fe对总叶绿素的活性起抑制作用。     

有机物料覆盖对土壤微环境、树体生长及光合速率的影响

以烟富3/M9T337为试材,研究麦秸、花生秸、玉米秸等有机物料覆盖对土壤微环境、树体生长及光合速率的影响。结果表明,有机物料覆盖后明显提高土壤温、湿度,依次表现为麦秸花生秸玉米秸CK,土壤温度分别比对照提高1.29～5.15℃、0.34～3.76℃、0.18～3.03℃,土壤相对湿度分别比对照提高3%～11%,1.2%～6.9%,0.2%～4.1%,并且土壤温、湿度波动幅度要小于对照;有机物料覆盖能够促进苹果新梢的生长,利于冠径以及干径的伸展,依次表现为麦秸花生秸玉米秸CK,其中麦秸覆盖处理的新梢长度、冠径以及干径分别比对照提高20.3%,15.9%和21.9%;有机物料覆盖能够促进叶片的生长并提高叶片的光合速率,依次表现为麦秸花生秸玉米秸CK,其中麦秸覆盖处理的叶面积、比叶干质量、SPAD、Pn分别比对照提高7.21%,19.60%,6.33%和10.71%。     

有机物料输入对土壤及玉米籽粒重金属来源解析及风险评估

在黄泛冲积区添加不同有机物料可以提升土壤肥力,但是否对土壤环境及作物带来潜在的重金属污染风险尚未知。本研究开展了连续2 a的大田环境监测试验,在玉麦轮作条件下采用随机区组设计,分别为CK(对照,不施有机物料)、M1(有机肥用量6 t·hm~(-2))、M2(有机肥用量12 t·hm~(-2))、M3(有机肥用量18 t·hm~(-2))、S1(秸秆质菇渣用量6 t·hm~(-2))、S2(秸秆质菇渣用量12 t·hm~(-2))、S3(秸秆质菇渣用量18 t·hm~(-2))、B1(木质菇渣用量6 t·hm~(-2))、B2(木质菇渣用量12 t·hm~(-2))、B3(木质菇渣用量18 t·hm~(-2))。通过测定各处理0～20 cm土层土壤以及玉米籽粒重金属含量变化,运用Pearson相关分析和聚类分析探究土壤重金属来源和作物品质与不同有机物料的关系,应用潜在生态风险评价法以及污染负荷指数法对土壤进行污染评价。结果表明:以上不同有机物料投入的综合潜在生态风险危害程度均为中等风险,重金属Cd为主要生态危害贡献因子。等量不同有机物中,施用有机肥处理对玉米产量的影响最显著,但对土壤重金属含量的影响也最大;施用木质菇渣处理提升土壤有机质含量的效果最好,且对籽粒重金属含量影响效果最小。同种物料添加下,土壤及籽粒重金属的含量随着施用量的增加而增加,其中M2、M3、S3处理下玉米籽粒中重金属Pb含量超标(0.2～0.295 mg·kg-1),其超标率为35%。应用污染负荷指数法分析结果表明所有处理土壤单因子Cd污染等级属于重污染等级,但除Cd以外的其他重金属含量都远低于我国农用地土壤污染风险管控最低标准,因此土壤重金属含量整体而言仍属于安全等级。研究表明,目前所有处理的土壤重金属含量属于安全等级,但存在潜在的中等生态风险,部分处理玉米籽粒出现轻微Pb超标现象,从快速提高土壤肥力及最大限度减少土壤重金属和农产品污染风险角度,应减少商品有机肥及秸秆质菇渣的高量施入,提倡施用木质菇渣更有利于土壤环境和农产品健康的可持续发展。     

不同有机物料配施对日光温室内CO2浓度及黄瓜生理效应的影响

试验研究了不同有机物料配施对日光温室内CO2浓度变化以及黄瓜的生长发育、生理效应、产量和品质的影响。结果表明：稻草和膨化鸡粪按适当比例配合撒施可以促进黄瓜植株生长,提高叶绿素含量,增强光合,抑制呼吸,加快羧化,从而显著地提高产量。同时证实了由于稻草的持续分解,使得温室内的CO2在生育后期仍然能保持较高浓度,完全可以满足长季节栽培条件下黄瓜生长发育对CO2的需求。     

有机无机肥配施对番茄生长及土壤性状的影响

为探讨在设施栽培条件下，不同比例有机无机肥配施对番茄生长及土壤性状的影响，试验设计了5个施肥处理，测定土壤速效养分、pH值、EC值、紧实度及番茄生物量的变化。结果表明：微生物有机肥具有显著提高土壤有效磷、速效钾含量、降低土壤紧实度，并促进植株生长，达到平衡养分，改善土壤理化性质等效果；化肥减量30%对植株生长无显著影响；通过试验可见，微生物有机肥具有改良土壤环境，促进植株生长等作用。     

AM对重金属和有机污染土壤的修复及机理

随着现代农业科技的发展,土壤中污染物的种类和数量也迅速增加,这直接导致了我国可利用耕地土壤面积的减少,造成土地减产和大量的经济损失。如何恢复或修复遭受污染的土地成为21世纪环境生态治理的热点。菌根(Mycorrhiza)是土壤中某些真菌与植物根系形成的一种共生体,在自然界中普遍存在,最常见的类型是丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhiza,AM)。AM的自身代谢作用能将一些土壤污染物分解为无毒物质,其分泌的球囊霉素可以络合土壤中的重金属,并且AM与宿主植物建立共生关系后,不仅能改善植物的生长状况,还可引起植物根际微域环境的变化,如pH值、酶以及微生物的数量和种类等,这些都有助于降低土壤中污染物的含量。本文主要综述了AM在污染土壤方面的最新研究进展,重点阐述了其对重金属和有机污染土壤的修复效应及机理,并对目前研究中存在的问题以及未来研究方向做出探讨。     

不同有机物料对污染土壤中Cu和Zn总量及形态的影响

[目的]研究不同类型有机物料施入土壤后,对重金属Cu和Zn的影响情况,为有机物料在重金属污染土壤中的应用提供理论支撑。[方法]以室外培养试验为基础,用硫酸铜、硫酸锌溶液浇灌,模拟制备Cu、Zn污染土壤,添加牛粪、菌渣、牧草、树叶、秸秆物料,研究Cu、Zn总量变化。[结果]就Cu、Zn总量而言,Zn总量要高于Cu,且禽畜粪便类高于其他类,鸡粪处理中Cu、Zn总量增幅最大,增幅分别为22.51%和47.01%;就不同形态而言,动物类禽畜粪便对污染土壤Cu、Zn增加效果最显著,天然有机物料对酸可提取态和可还原态Cu有明显降低作用。[结论]牛粪有机物料对各形态Cu、Zn含量均有增加效果,天然类有机物料对Cu的有效态含量有降低作用。     

重金属复合污染对青菜生长和生理生化指标的影响

通过盆栽试验,研究了不同浓度的重金属复合污染对青菜生长及其生理生化指标的影响,结果表明:(1)随着污染浓度的增加,青菜的叶面积呈逐渐下降的趋势,2倍国标处理显著低于其他处理;2倍国标处理的株高显著低于其他处理;对照的地上部分鲜重显著高于其他处理,0.5倍国标和1倍国标处理显著高于1.5倍国标和2倍国标处理。(2)在重金属复合污染下,青菜维生素C含量有一定的下降,但随着污染浓度的增加而呈逐渐升高的趋势,且各处理之间差异不显著。(3)随着污染浓度的增加,青菜的过氧化氢酶活性呈逐渐下降的趋势,对照组显著高于复合污染处理组,0.5倍国标处理显著高于1.5倍国标处理。(4)青菜的脯氨酸含量随着污染浓度的增加而呈先增加后下降的趋势,但是各处理之间的差异不显著。     

有机物料对植烟土壤影响的研究进展

有机物料是农业生产中重要的物质基础和肥源。综述了有机物料在改善土壤理化性质、增加土壤微生物数量、提高土壤酶活性和净化植烟土壤环境等方面的作用,并总结了有机物料对植烟土壤影响机理方面最新的研究进展,为烟叶生产中科学、合理、高效使用有机物料,最大限度的发挥有机物料改善土壤环境的作用提供了依据,有利于现代烟草农业绿色可持续发展指明方向。     

土壤萘污染对玉米苗期生长和生理的影响

以玉米幼苗为实验材料,研究了不同浓度的土壤萘污染对其生理指标和生长发育的影响.结果表明,土壤萘污染浓度小于50 nag·kg-1时对玉米地上部分的生长发育有促进作用,对根部的影响是污染初期有促进作用.但随着处理时间的增则抑制根部的生理活动.土壤萘污染浓度为100-150 mg·kg-1时,第1周时对玉米的生长发育也有促进作用,第2周开始抑制玉米的生长发育.当土壤萘污染浓度大于200mg·kg-1时,污染胁迫作用对玉米幼苗生长发育的影响明显.研究证实,高浓度污染的胁迫能使幼苗体内蓄积大量的活性氧和超氧自由基,破坏了其脂膜和代谢所需的蛋白酶,导致生理指标活动发生变化和代谢系统的紊乱.各项生理指标的变化表明,玉米苗期第2周是对萘污染进行生理调节和适应的关键时期.