热改性坡缕石对土壤Cd污染的钝化修复研究

为探讨不同热解温度下的坡缕石对土壤中重金属Cd的钝化效果,将坡缕石颗粒分别在250、300、350、400、450℃条件下热解2.5 h,将其施用于重金属Cd污染土壤中,进行钝化试验和盆栽试验来判断对Cd污染土壤的钝化效果。结果表明:添加不同温度的热改性坡缕石均不同程度地提高了土壤pH、EC和CEC,使DTPA和TCLP提取态Cd含量显著降低,在添加350℃的热改性坡缕石钝化土壤时,两种提取态Cd含量降幅最大,分别为39.7%和32.6%。添加350℃的热改性坡缕石可以促进Cd由活性高的酸溶态向活性低的残渣态转化,从而有效降低Cd的迁移能力。添加热改性坡缕石有助于玉米植株的生长,与对照相比,玉米植株的根长、株高、鲜质量和干质量都有显著的增高,同时Cd从土壤到地上部分的富集和地下部分到地上部分的转运有了明显的降低。因此,热改性坡缕石可作为钝化修复重金属污染土壤的环保材料。     

石灰和硅肥对非污染土壤Cd有效性和花生Cd含量的影响

本文研究了花生盆栽过程中,不同用量石灰及石灰、硅肥配施对非污染土壤有效态Cd和花生籽仁Cd含量的影响。结果表明:(1)在常规施肥条件下,施用石灰及石灰、硅肥配施均能显著提高土壤pH值,同时使得花生叶片细胞膜透性具有降低的趋势;石灰施用量为0.67g·kg-1土时的土壤有效态Cd含量降低了12.6%(显著低于CK),而石灰、硅肥配施组合对降低土壤有效Cd含量的作用不显著,可能与硅肥中Cd含量较高有关。(2)不同石灰施用量均有降低花生籽仁中Cd含量的趋势,其中石灰施用量为0.67g·kg-1土时花生籽仁Cd含量比CK降低26.1%;但石灰、硅肥配施对降低花生籽仁Cd含量的作用不显著。(3)花生籽仁Cd含量与土壤有效态Cd含量达正相关显著水平,表明土壤Cd有效性是影响花生籽仁Cd含量的主要原因。     

土壤调理剂对稻谷和重金属中度污染耕地的降镉效果

以晚稻五丰优15为供试品种,在浏阳市北星社区重金属镉中度污染耕地进行大田修复示范,研究了湖南绿景环保有限公司土壤调理剂对稻谷和重金属污染土壤的降镉效果.结果表明:使用该土壤调理剂100和150 kg/667m2之后,稻谷镉含量较对照降低76.3％和80.4％,土壤有效态镉含量较对照降低63.4％和65.2％,土壤pH值...     

上海市闵行区稻田土壤-水稻系统中重金属含量水平及富集特征

采集上海市闵行区5个乡镇(浦江镇、颛桥镇、吴泾镇、马桥镇、梅陇镇)水稻种植合作社的土壤和稻谷样本各71个,利用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对土壤中Cu、Zn、Cd、As、Hg 5种重金属的含量水平进行了综合评价,并通过富集因子(PUF)法对其在稻谷中的富集水平进行了评价。结果表明:闵行区稻田土壤和稻谷中5种重金属元素的平均含量均在标准限量范围内,个别土壤(N31°04′24.3,″E121°26′01.7″)中Cd含量接近标准限量临界值;稻田土壤中Cd的单因子污染水平(0.64)较其他元素高,梅陇镇稻田土壤的各项单因子污染水平(除Hg外)及综合污染指数均较高,其次为吴泾镇;稻谷富集Cu、Zn、Cd的能力较强,As次之,Hg最弱。综合来看,研究区域土壤-水稻系统中重金属累积程度低,但个别区域稻田土壤中重金属含量接近临界值,应该引起足够的重视并采取相应的措施。     

土壤中重金属Cd含量与叶类蔬菜中Cd含量的相关性

以3种叶菜类蔬菜(生菜、油菜、菠菜)为研究对象,采用盆栽试验、向土壤中添加不同含量Cd的方法,研究土壤中Cd含量与蔬菜中Cd含量的相关性,旨在为叶类蔬菜种植提供技术支持。结果表明,向土壤中添加低含量的Cd,对3种蔬菜的生长及产量均呈极显著的促进作用,高含量Cd则对蔬菜的产量及生长有毒害作用;3种蔬菜对重金属Cd的吸收能力表现为菠菜生菜油菜,表明菠菜对Cd的富集能力最强,油菜最弱;随着土壤中添加Cd含量的增加,菠菜、油菜、生菜中Cd含量均呈极显著增加。相关性分析表明,土壤中Cd含量与蔬菜中Cd含量存在极显著的正相关(P0.000 1),相关系数分别为:菠菜0.999 2,生菜0.997 7,油菜0.997 7。     

通州市土壤有效硅含量调查及水稻施硅临界值研究

随氮、磷、钾三要素肥料投入,农作物产量提高,其他微量元素归还成为亟待解决的问题,而硅素营养就是其中最突出的一个问题. 硅肥自1955年在日本被政府批准正式作为肥料应用以来,已逐渐在韩国、朝鲜、印度、菲律宾及我国台湾等地应用.     

山东省土壤有效硅含量及分布

通过对全省不同土壤类型１８１８ 个耕层土壤样本的调查分析,明确了全省土壤有效硅含量平均为２３４ｍｇ／ｋｇ 土,最低１５ ．４ｍｇ／ｋｇ 土,最高７７９ ．５ｍｇ／ｋｇ 土,不同土类有效硅含量高低顺序为褐土＞ 砂姜黑土＞ 盐土＞ 潮土＞ 棕壤＞ 粗骨土。分析了不同地貌类型区土壤有效硅含量及分布规律     

不同钝化处理与叶面阻控剂对Cd污染稻田的修复效果

在湖北省荆州市松滋市纸厂河镇受Cd污染地区开展大田试验,分析不同钝化处理与叶面阻控剂对土壤中pH、有效Cd及糙米中Cd含量的影响。结果表明,不同处理能够在一定程度上提高土壤pH(0.16%～6.06%),降低土壤中有效Cd含量,与对照相比,土壤有效Cd含量降低了3.57%～33.33%。叶面阻控剂对土壤pH和有效Cd含量无显著影响,但能有效抑制Cd在水稻植株内的转运,降低糙米中Cd含量。土壤调理剂、重金属钝化剂能够适当调节土壤pH,降低土壤有效Cd含量,进而降低水稻对Cd的吸收。3 750 mL/hm²叶面阻控剂+1 200 kg/hm²土壤调理剂+1 200 kg/hm²重金属钝化剂处理效果最好,糙米中Cd含量最低,土壤中有效Cd和糙米中Cd含量分别下降了33.33%、44.95%。     

江西省耕地土壤有效硅含量调查研究

对江西省１０ 种主要母质的４９７ 个农田土样进行分析,结果表明,耕层土壤有效硅（ Ｓｉ Ｏ２） 平均含量为６０ ．０ ｍｇ／ｋｇ ,含量低于１００ ｍｇ／ｋｇ 的土样占８３ ．５ ％ ,低于５０ ｍｇ／ｋｇ 的土样占６４ ．４ ％ 。水稻土缺硅面积占９１ ．５ ％ 。地区分布特点是南低北高,东低西高。土壤有效硅含量与成土母质和复种制度有密切的关系,与土壤ｐ Ｈ 值和土壤有机质含量呈显著正相关,但与土壤全 Ｎ、速效 Ｎ、 Ｐ、 Ｋ 含量无相关性     

广西稻田镉污染状况及硅对稻米镉的消减作用

[目的]调查广西稻田土壤镉污染现状,开展硅对稻米镉的消减作用研究,为治理广西稻田土壤镉污染提供科学依据.[方法]在广西境内,采集水稻主产区的稻田耕层(0～20 cm)土样157个,分析其镉含量,并采用单因子指数法和Hakanson的潜在生态风险指数法对稻田土壤环境质量和潜在生态风险进行评价;另外,在镉超标稻田上进行不同硅肥处理对稻米镉的消减试验,试验设不施硅肥作对照、土壤中施用硅肥750 kg/ha、叶面喷施0.2％纳米硅1500L/ha和土壤中施用硅肥750 kg/ha+叶面喷施纳米硅1500 L/ha4个处理,测定各处理的稻米中的镉含量.[结果]采样调查结果表明,广西稻田耕层土壤中全量镉含量为0.02～7.33 mg/kg,平均0.53 mg/kg,其中35.03％土壤样品的镉含量超过国家土壤环境质量标准的Ⅱ级标准,以中、轻度污染为主.硅肥试验结果表明,不同硅肥处理均显著降低了稻米中镉的含量(P＜0.05),其中土施硅肥750 kg/ha+叶面喷施纳米硅1500L/ha处理效果最好,稻米镉含量比对照处理下降73.45％;喷施纳米硅1500L/ha处理稻米镉含量下降62.07％,土施硅肥750 kg/ha处理下降34.48％.[结论]广西稻田土壤中镉的生态风险为中等至高的风险,合理施用硅肥可有效降低稻米镉的含量.     

土壤酸碱度对水稻生长及稻米镉含量的影响

以5个早稻品种、4个晚稻品种为研究材料,通过盆栽试验研究了不同酸碱度土壤水稻生长发育及稻米镉积累规律。结果表明:品种、土壤pH值及二者交互作用对水稻农艺性状及产量的影响均达到显著水平(P0.05),土壤pH值影响最大;单株产量下降的主要原因为每穗实粒数和结实率下降。早稻品种、土壤pH值及二者交互作用对精米镉含量的影响均达到极显著水平(P0.01),土壤pH值的影响最大;精米镉含量在晚稻品种间存在极显著差异(P0.01),并受土壤pH值的影响,但土壤pH值和品种交互作用的影响未达到显著水平(P0.05)。精米镉富集系数在水稻品种类型之间存在显著差异(P0.05),由高到低为超级杂交稻、常规稻、杂交稻,生育类型不存在主效应(P0.05)。精米镉含量与株高、单株产量极显著相关(P0.01),相关系数分别为0.412、0.371,与穗长、每穗实粒数、千粒重和结实率相关性不显著(P0.05)。在土壤pH值4.0~8.0范围内,精米镉含量与移栽前土壤有效镉含量极显著相关(P0.01),相关系数为0.710。     

硅素分期施用对土壤镉形态和水稻镉累积的影响

为了探明硅素运筹对土壤-水稻(Oryza sativa L.)体系中Cd迁移的影响,探索缓解Cd污染土壤中水稻吸收和积累Cd的最佳施硅时期和施硅比例,采用盆栽实验,以稻田土壤为供试土壤,外源添加氯化镉模拟Cd含量为100 mg·kg~(-1)的污染土壤,在施硅总量(56 mg·kg~(-1)土壤)不变的基础上设置基施硅素(C1)、基肥和拔节期硅素1∶1分期施用(C2)和拔节期施硅素(C3)3种处理,以不施硅(CK)为对照,研究硅素分期施用对土壤Cd的形态以及水稻对Cd的吸收、转运和累积的影响。结果表明:与CK相比,C2和C3处理水稻成熟期土壤中Cd含量增加19.4%(P0.05)、18.9%(P0.05),C2和C3土壤可交换态Cd含量降低27.3%(P0.05)、27.1%(P0.05),而土壤残渣态Cd含量分别增加97.7%(P0.05)、111.3%(P0.05)。成熟期各施硅处理水稻的根和糊粉层中Cd含量显著增加,而茎、叶和精米中Cd含量明显降低,其中C1、C2和C3精米的Cd含量分别比CK降低13.8%(P0.05)、35.1%(P0.05)和27.9%(P0.05),茎、叶、精米的Cd转移系数和富集系数也显著降低,而根的Cd富集系数显著升高。此外,本研究还发现土壤各形态Cd含量与水稻根和精米中Cd累积量有着显著的相关关系。综上表明,C2和C3成熟期土壤Cd的有效性显著降低,残渣态Cd显著增加,Cd从土壤向稻株中的转移受到抑制,水稻吸收的Cd大部分累积在根部,降低Cd向地上部各器官的迁移,从而导致精米Cd含量和累积量明显降低,其中C2处理更利于整个生育期土壤可还原态Cd含量的减少和抽穗期土壤中可氧化态Cd含量的增加,利于抽穗前水稻生长发育。C2处理施硅效果好,值得推荐。     

不同污染源对水稻土及水稻籽粒的重金属污染研究

为了解不同来源的重金属对土壤的污染程度及其在水稻中的累积特点,利用3种典型的提取剂对四个不同污染源地区水稻土中As、Cd、Cu、Zn的有效态进行提取,分析不同来源重金属的生物有效性差异及其主要影响因素,进而以土壤参数和重金属有效态含量为自变量,建立各地区水稻籽实中重金属含量的最优预测方程。结果表明,工业废水和污水灌溉源地区土壤中As和Cd的有效态含量较高,矿山废渣源地区土壤中Cu、Zn有效态含量较高。水稻籽实中重金属可以用重金属有效态及土壤参数进行预测,籽实Cd含量可以用Ca Cl2溶液提取态含量进行有效预测,而籽实As和Cu的含量可以用EDTA提取态含量进行有效预测,但籽实Zn的预测性较差。四个污染源地区中,污水灌溉源和矿山废渣源地区重金属的生物累积预测性较好。     

三种有机物料组成性质及其对土壤Cd形态与水稻Cd含量的影响

为探讨有机物料对土壤Cd形态和水稻Cd含量的影响,于2017年5月至2017年9月在温室大棚进行水稻盆栽试验,在不同外源Cd浓度处理下,通过分析对照组(CK)及施加猪粪堆肥(PM)、腐殖土(HM)、污泥堆肥(CS)对水稻Cd含量的影响,探究有机物料活性组分差异与水稻Cd含量的关联性。结果表明:三种有机物料含氧官能团含量和极性大小顺序均为HMCSPM。施加三种有机物料都有利于缓解土壤Cd污染对水稻的生长毒害作用。外源Cd浓度为2 mg·kg~(-1)时,施用PM、HM和CS后的水稻籽粒Cd浓度较对照分别降低17.24%、32.41%和17.93%。且施用HM后,水稻籽粒Cd最高浓度为0.19 mg·kg~(-1),满足《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762—2017)要求。而在外源Cd浓度达到10 mg·kg~(-1)时,仅施加PM可使水稻籽粒Cd浓度降低,但仍不能达到食品安全标准要求。水稻籽粒Cd含量与土壤可交换态Cd及铁锰氧化物结合态Cd含量呈显著正相关关系,与水稻根Cd含量呈极显著正相关,含氧官能团丰富、极性大的HM降低土壤可交换态镉含量效果最好。有机物料主要通过改变土壤Cd赋存形态,降低水稻根系对土壤Cd的吸收富集,抑制Cd向籽粒转运,进而影响Cd在水稻体内含量。     

全生育期淹水联合钝化材料对重度Cd污染下水稻生长和镉富集的影响

为解决中重度污染农田利用问题,本研究采集Cd含量为3.41 mg·kg~(-1)的污染土壤,应用盆栽试验方法,研究了全生育期淹水条件下,赤泥、海泡石、凹凸棒石和腐植酸四种钝化材料16个单一及复合配方对水稻产量、净光合速率、精米和米糠中Cd含量、铁膜Fe和Mn含量、土壤pH值和土壤有效态Cd含量的影响,以期为联合调控的效果提供数据支持。结果表明,四种钝化材料单施及复配均能不同程度增加稻米的产量和叶片的净光合速率,稻米产量与净光合速率呈显著正相关。所有钝化处理均显著降低了精米和米糠中Cd含量,0.5%赤泥、1.0%赤泥、1.0%海泡石、0.5%海泡石+0.5%赤泥、1.0%海泡石+1.0%赤泥、1.0%凹凸棒石+1%赤泥、0.5%海泡石+0.5%赤泥+0.5%腐植酸、1.0%海泡石+1.0%赤泥+1.0%腐植酸等9个处理均能使精米中Cd含量达食品中污染物限量标准(GB 2762—2017)(0.2 mg·kg~(-1)),其中0.5%海泡石+0.5%赤泥处理不仅对稻米Cd含量的降幅最大,而且投入量和经济成本较低。除单施腐植酸外,其他14个钝化处理均提高了土壤的pH值,显著降低了土壤有效态Cd的含量。土壤有效态Cd含量与土壤pH呈显著负相关。精米Cd含量与土壤pH呈负相关,与土壤有效态Cd含量呈正相关。所有钝化材料显著降低了水稻根系铁膜上Fe、Mn和Cd的含量,且精米Cd含量与铁膜Fe、Mn和Cd含量呈正相关,铁膜Cd含量与Fe含量呈显著正相关。这说明,16种钝化处理均能促进水稻的光合作用,进而增加水稻的产量;均能通过提高pH,降低土壤Cd有效态含量来减少水稻籽粒对Cd的富集(除单施腐植酸外);均能通过减少铁膜上Fe和Mn的含量,阻止铁膜对Cd的吸收,进而减少水稻对Cd的吸收和富集。0.5%海泡石+0.5%赤泥处理最佳。     

甜高粱对土壤重金属Cd的吸收规律

【目的】探讨甜高粱对土壤重金属Cd的吸收规律,筛选对重金属Cd具有富集能力的品种,为重金属Cd污染地区的环境修复提供理论依据。【方法】以辽甜1号和新高粱3号2种甜高粱幼苗为材料,采用盆栽试验研究土壤不同含量Cd(0,3,6,9,12mg/kg,以CdCl2.2.5H2O的形式外源加入)对甜高粱根、茎、叶等不同部位Cd含量及生长状况的影响。【结果】随着土壤中Cd含量的增加及Cd处理时间的延长,甜高粱根、茎、叶中的Cd含量总体呈增加趋势,不同处理之间Cd含量差异明显。2个甜高粱品种不同部位Cd含量由大到小均表现为:根>茎>叶,且2个甜高粱品种不同部位Cd含量之间也有明显差异。当用0～12mg/kg Cd处理相同时间时,辽甜1号体内积累的Cd含量较新高粱3号高。【结论】2种甜高粱品种对Cd的吸收能力存在着一定的差异,辽甜1号对土壤重金属Cd的吸收能力较新高粱3号强。     

磷对镉污染土壤中水稻吸收积累镉的影响

采用盆栽试验,研究水稻土中施磷对水稻吸收积累镉的影响。结果表明,施磷能够缓解镉对水稻的毒害作用,提高水稻的生物量。当镉浓度相同条件下,随着施磷浓度的增加,水稻根、茎叶和糙米中镉含量均呈显著下降趋势,其中施磷量为450mg·kg-1时效果最显著。植株体内镉主要集中在根部,其次是茎叶部。此外植株中镉含量与土壤环境中镉浓度呈极显著正相关。     

稻虾共作模式下稻田pH对土壤和水稻重金属含量的影响

为探究稻虾共作模式对稻田土壤和水稻中重金属含量的影响,以湘晚籼12号、黄华占、玉针香为试验材料,常规稻作模式为对照,在不同土壤背景条件下（试验地点分别位于湖北省荆门市掇刀区和黄冈市浠水县）开展大田试验。结果显示：在弱碱性土壤背景下,稻虾共作模式中稻田土壤中Cr、As、Cd、Pb和Hg的含量降低,水稻根、茎、穗以及糙米中Cd、Pb含量降低;在弱酸性土壤背景下,稻虾共作模式中稻田土壤中Cr、As、Cd、Pb和Hg的含量升高,水稻根中Cd、Pb含量升高,水稻茎叶穗中Cd含量升高,Pb含量降低,水稻糙米中Cd、Pb含量均降低。本研究结果表明,不同pH土壤背景下稻虾模式对土壤和水稻重金属含量的影响表现不一致,但稻虾模式均可明显降低稻米中Cd和Pb的含量。     

Soil conditioners improve Cd-contaminated farmland soil microbial communities to inhibit Cd accumulation in rice

The addition of silicon (Si) and organic fertilizers to soil conditioners can inhibit the transfer of heavy metal ions from soil to crops. However, it is not clear how Si and organic fertilizers affect soil properties and the micro-ecological environment and thereby reduce cadmium (Cd) accumulation in rice. In this study, the effects of L-type soil conditioners containing Si and organic fertilizers on bacterial and fungal community diversity, soil pH, organic matter, and available Si were analyzed with field experiments at two sites in Liuzhou City and Hezhou City, respectively, in Guangxi, China. With the increase of Si and organic fertilizer content in soil conditioner, rice yield respectively increased by 16.8–25.8 and 6.8–13.1%, and rice Cd content decreased significantly by 8.2–21.1 and 10.8–40.6%, respectively, at the two experimental sites. Soil microbiome analysis showed that the increase in abundance of Firmicutes and Actinobacteriota bacteria associated with Cd adsorption and sequestration, and Basidiomycota fungal populations associated with degradation of macromolecules favored the inhibition of soil Cd activity (soil exchangeable Cd decreased by 14.4–14.8 and 18.1–20.6%). This was associated with an increase in organic matter and Si content caused by applying soil conditioners. In conclusion, L-type soil conditioners, rich in Si and organic fertilizer, can reduce soil Cd bioavailability by regulating the dominant Cd passivating flora in the soil and ultimately reduce Cd accumulation in rice.