生物炭配施微肥对菜园土壤有效态重金属含量的影响

【目的】研究生物炭配施微肥对土壤有效态重金属含量的影响。【方法】采用室内模拟试验,向重金属污染的菜园土壤中添加皇竹草生物炭、咖啡渣生物炭、花生壳生物炭和微肥(铁肥、锰肥和硅肥),分别在处理14和28 d时测定土壤中5种重金属(Cu、Pb、Zn、Cd和Ni)的有效态含量。【结果】添加了生物炭或微肥土壤中的有效态重金属含量均比对照组低。其中单一钝化剂处理中,皇竹草生物炭和硅肥的钝化效果较好。在复配试验中,皇竹草生物炭+铁肥对土壤重金属Cu、Pb和Cd的钝化效果较好,处理14 d后其有效态含量的降幅分别达32.94%、31.26%和21.21%,对土壤有效态Zn含量的降幅为6.82%,但对土壤Ni的钝化效果不明显;处理14 d后咖啡渣生物炭+铁肥对土壤重金属Ni和Zn有效态含量的降幅也分别达22.64%和10.35%,钝化效果显著;处理28 d后,花生壳生物炭+铁肥对土壤重金属Cu钝化效果最好,有效态Cu含量降幅达49.06%;咖啡渣生物炭+硅肥对土壤Ni和Zn钝化效果最好,有效态含量降幅分别达23.73%和9.72%。【结论】生物炭配施微肥对土壤有效态重金属含量降低的效果优于单施生物炭或单施微肥,其中,皇竹草生物炭配施铁肥可用于土壤重金属Cu、Pb、Zn和Cd复合污染的钝化。     

不同钝化剂对轻度镉污染农田水稻吸附的钝化修复作用

添加钝化剂是修复重金属污染土壤的有效方法之一.通过在成都平原的水稻轻度Cd污染农田进行田间试验,选取石灰、生物炭、生物有机肥3种钝化剂,探讨轻度Cd污染农田土壤原位钝化修复技术效果.结果表明,向农田土壤中施加石灰、生物炭、生物有机肥等钝化剂可以在一定程度上降低作物籽粒中Cd含量.单一石灰处理、生物炭配施石灰处理以及生物有机肥配施石灰处理可以使水稻常规修复试验中水稻籽粒中Cd含量降低8.85％～29.62％.由此可见,向农田土壤中施加钝化剂可以在一定程度上降低作物籽粒中Cd含量.     

生物炭与不同肥料配施对镉胁迫下烟叶和土壤中镉含量的影响

为探索生物炭与肥料配施降低烟叶对重金属镉的吸收和土壤中镉含量的可行性,采用盆栽试验,研究了镉胁迫下生物炭与不同肥料配施对生育期内烟叶生物量、烟草各部位镉含量、植烟土壤中镉含量和土壤p H的影响。结果表明:生物炭与肥料配施能够促进烟叶生物量的增加,烟叶生物量依次为有机肥+无机肥+生物炭无机肥+生物炭有机肥+无机肥无机肥未施肥;生物炭与不同肥料配施时烟叶各叶位镉含量较低,生育期内生物炭与有机肥+无机肥配施下烟叶镉含量较有机肥和无机肥配施降低了52.57%,根茎中降低的镉含量最高达59.69%;各处理土壤中的有效态镉含量均有不同程度降低,降幅顺序为有机肥+无机肥+生物炭无机肥+生物炭有机肥+无机肥无机肥未施肥。上述结果表明生物炭与有机肥和无机肥配施既能促进烟叶生长,也能降低土壤有效态镉的相对含量,减少烟叶中镉的吸收积累,进而降低烟叶中镉含量,适合在重金属污染烟田施用。     

叶面阻隔联合土壤钝化对水稻镉吸收转运的影响

为了探讨叶面阻隔联合钝化对水稻镉吸收转运的影响,实现重金属污染农田稻米安全生产,采用大田试验的方式,选用氨基酸螯合硒营养液肥和活性硅肥作为叶面阻隔剂,硅钙肥和贝壳粉作为土壤钝化剂,在田间共设置7个处理：水稻常规种植（CK）,叶面喷施氨基酸螯合硒营养液肥（Se400）,叶面喷施活性硅肥（Si1000）,叶面喷施氨基酸螯合硒营养液肥的同时分别基施硅钙肥（Se400GG）和贝壳粉（Se400BK）,叶面喷施活性硅肥的同时分别基施硅钙肥（Si1000GG）和贝壳粉（Si1000BK）。水稻成熟后对水稻籽粒、颖壳、秸秆、根四部分的镉含量进行检测。结果表明：与对照处理相比,各处理水稻籽粒中镉含量均不同程度降低,且叶面阻隔联合土壤钝化处理的效果更好。Se400GG处理水稻籽粒镉含量下降最明显,降幅为88.13%,水稻籽粒镉含量为（0.18±0.01）mg·kg^-1,低于大米镉限量值0.2 mg·kg^-1（GB 2762—2017）;其次是Si1000GG处理,水稻籽粒镉含量下降了56.77%;单独叶面阻隔的两个处理Si1000和Se400效果较差,水稻籽粒镉含量仅下降了18.28%和9.03%。水稻籽粒镉含量降低的主要原因是水稻各部位的富集系数和转运系数减小,Se400GG和Si1000GG处理水稻根到秸秆的转运系数下降了84.93%和72.60%,水稻籽粒的富集系数下降了87.88%和56.06%,而Se400和Si1000处理水稻根到秸秆的转运系数仅下降46.58%和38.36%,水稻籽粒的富集系数仅下降12.12%和15.91%。可见,叶面阻隔联合钝化技术,尤其是叶面喷施氨基酸螯合硒营养液肥的同时基施硅钙肥能更有效地阻隔水稻对镉的吸收和转运,降低水稻籽粒镉的含量,是值得在镉低污染稻田推广应用的技术。     

钾硅肥施用对水稻吸收铅、镉的影响

为探讨钾硅肥施用对水稻铅、镉吸收及土壤中铅、镉生物有效性的影响,将施肥和重金属钝化修复良好结合在一起提供依据,采用盆栽试验,研究了钾硅肥施用对水稻生物量、钾素积累量、铅/镉含量和土壤中有效态铅/镉含量及其变化的影响。结果表明,钾硅肥施用可以显著提高水稻植株各部位生物量和钾素累积量,与不施钾处理相比,水稻生物量和钾素积累量分别增加了40.4%~47.0%和170.0%~252.0%;钾硅肥的施用显著降低了水稻茎、叶和籽粒中铅和镉的含量,与施用硫酸钾处理相比,水稻茎、叶、籽粒中铅和镉的含量分别降低了23.6%、35.6%、28.7%和15.6%、29.7%、26.8%,且随着钾硅肥用量的增加,水稻地上各部位铅和镉的含量显著降低,但水稻根部重金属含量并无显著差异。土壤中有效态铅、镉经过一季水稻种植后均有不同程度降低,钾硅肥处理和硫酸钾处理土壤有效铅、镉含量并无明显差异。钾硅肥的施用既满足了水稻对钾素的需求,又降低了水稻地上各部位对土壤重金属的吸收。     

施加钝化剂及叶面肥对大田小麦-玉米轮作Cd吸收转运的影响

为研究施加钝化剂、叶面肥对大田小麦-玉米轮作Cd吸收转运的影响,实现安全利用类耕地农作物的安全生产,通过大田轮作试验的方式,选用小麦秸秆生物炭、钙镁磷肥为土壤钝化剂,叶面硒肥为叶面阻隔剂,在田间共设置6个处理：小麦和玉米常规种植（CK）、基施生物炭（B）、基施钙镁磷肥（P）、叶面喷施硒肥（F）、叶面喷施硒肥的同时基施生物炭（BF）、叶面喷施硒肥的同时基施钙镁磷肥（PF）。小麦和玉米成熟后对其籽粒、秸秆、根系3部分的Cd含量进行检测,并对耕地土壤的pH值、有效态Cd、全量Cd进行测定。结果表明：与CK处理相比,小麦和玉米各处理土壤pH值有不同程度的升高,其中B处理和BF处理会显著提升土壤pH值;小麦和玉米各处理土壤中全量Cd无明显变化; P处理和PF处理可显著降低土壤有效态Cd含量。与CK处理相比,各处理农作物籽粒中Cd含量均有不同程度的降低,且叶面阻隔联合土壤钝化技术（BF、PF）的效果更好。较CK处理,PF处理小麦和玉米籽粒Cd含量下降最明显,降幅分别为39.91%、43.51%,BF处理小麦和玉米籽粒Cd含量分别下降了22.58%、33.53%,F、B处理和P处理变化较小,降低效果表现为B处理相似文献   

生物炭对水稻镉吸收的影响

为明确施用生物炭对水稻镉吸收的影响,研究了不同生物炭施用量(1.5%、3.0%、6.0%)对土壤pH、土壤有效态镉含量、水稻产量、水稻籽粒中镉含量的影响。结果表明:施用生物炭能够显著提高土壤pH,比对照组分别增加0.05,0.11,0.16。施用生物炭能够降低土壤中有效态镉的含量,比对照组分别降低2.4%、3.8%、7.1%。施用生物炭能够增加水稻产量,施用生物炭的3个处理水稻产量均高于对照处理,但差异不显著。施用生物炭能够抑制镉向水稻植株中迁移,显著降低水稻籽粒中镉的含量,比对照组分别降低20.2%、21.5%、25.8%。在镉污染土壤中施用生物炭可显著降低镉的有效性,降低了水稻镉污染的风险,对保障粮食安全具有重要意义。     

化肥减量配施生物炭对镉污染水稻土壤真菌群落的影响

研究施用生物炭以及配施化肥处理对镉污染水稻土壤真菌多样性及群落结构的影响,为修复镉污染水稻土壤以及水稻安全生产提供理论依据。以单施生物炭以及化肥减量配施生物炭6种不同处理模式下的水稻土壤为研究对象,对土壤真菌进行ITS1测序,并综合土壤理化性质,分析土壤真菌群落的变化。与CK相比,随着单施生物炭以及化肥配施生物炭处理下生物炭施加量的上升,土壤pH值、有机质含量以及全氮含量逐渐升高;土壤碳氮比在T2处理显著上升;土壤全钾、全镁、镉含量逐渐降低。测序结果表明,生物炭以及化肥配施处理后的土壤真菌群落多样性及丰富度无显著性差异。土壤真菌的优势菌门为子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota),生物炭配施化肥处理较对照处理显著提升了担子菌门的相对丰度,单施生物炭显著提高了壶菌门的相对丰度。RDA分析和Pearson相关性分析结果显示,土壤pH值、全氮含量及土壤碳氮比是土壤真菌群落结构变化的主要影响因子。     

硝化抑制剂与生物炭配施对水稻土氮素转化及氮肥利用率的影响

以酸性和中性水稻土为供试土壤,通过盆栽试验研究3,4-二甲基吡唑磷酸盐(3, 4-dimethylpyrazole phosphate, DMPP)与玉米秸秆生物炭配施对水稻土氮素转化及氮肥利用率的影响。试验设置4个处理:对照(CK)、DMPP、DMPP+300℃生物炭(DMPP+300BC)、DMPP+500℃生物炭(DMPP+500BC)。结果表明:与单施DMPP处理相比,DMPP配施500℃生物炭使中性水稻土中水稻籽粒产量和氮肥利用率分别提高8.5%和10.6%(P0.05),但对酸性水稻土作用效果不显著。DMPP配施生物炭能够有效延长硝化抑制时长,在水稻培养42 d后,土壤铵态氮(NH_4~+-N)含量高于单施DMPP处理;DMPP配施生物炭能够有效抑制NH_4~+-N向硝态氮(NO_3~--N)转化,且对中性水稻土的效果优于酸性水稻土,500℃生物炭的效果优于300℃生物炭。水稻培养21 d后,与单施DMPP处理相比,DMPP配施300℃和500℃生物炭使酸性水稻土反硝化活性分别降低了45.4%和80.9%(P0.05),并显著高于中性水稻土。水稻培养21 d内,与单施DMPP相比,DMPP配施生物炭对2种水稻土氨氧化古菌(ammonia oxidizing archaea, AOA)丰度没有显著影响,但提高了酸性水稻土中氨氧化细菌(ammonia oxidizing bacteria, AOB)的丰度,而中性水稻土中AOB的丰度显著降低(P0.05)。本研究结果表明,DMPP配施500℃生物炭能够通过延长硝化抑制时长和降低中性水稻土中AOB的丰度来抑制硝化作用,提高水稻籽粒产量和氮肥利用率。     

镉胁迫下钝化剂对菠菜生理特征及镉累积的影响

为了探究不同钝化剂在镉(Cd)胁迫下对蔬菜生理特征及Cd累积的影响,以菠菜为研究对象,设置不施钝化剂(CK)、单施纳米羟基磷灰石(nHAP)、单施巯基生物炭(TMB)、配施纳米羟基磷灰石+巯基生物炭(HPTB)4个处理进行盆栽试验。通过测定分析土壤pH、有效态Cd含量及菠菜抗氧化酶活性,阐明施用不同钝化剂对Cd胁迫下菠菜生长及Cd累积的影响。结果表明:施加钝化剂能有效提高菠菜生物量,降低菠菜Cd含量。与CK相比,nHAP、TMB、HPTB处理下地上部和地下部生物量分别增加了90.27%、7.28%、143.75%和72.50%、4.81%、91.71%,Cd含量分别降低了78.19%、6.94%、65.49%和65.98%、39.34%、52.31%;不同钝化剂均能提高土壤pH,降低土壤有效态Cd含量。nHAP、TMB、HPTB处理下土壤pH较CK分别提高了1.36、0.08个和0.76个单位,有效态Cd含量分别降低了83.22%、22.57%和73.70%。nHAP处理对菠菜的降Cd效果最好;施用nHAP能够有效增加抗氧化酶活性,降低丙二醛含量,缓解脂膜过氧化伤害。综上,nHAP可作...     

坡缕石钝化与喷施叶面硅肥联合对水稻吸收累积镉效应影响研究

采用盆栽试验,研究了坡缕石钝化与喷施叶面硅肥联合处理对水稻吸收累积Cd效应的影响。试验结果表明,单独喷施叶面硅肥能够增加水稻产量,可以不同程度地降低水稻地上部Cd含量及Cd从根系向地上部的转运能力。与空白对照相比,糙米、颖壳和秸秆中Cd含量最大可分别降低34.9%、30.1%和34.0%,且在水稻不同生育期喷施硅肥对Cd在地上部累积的抑制效果依次为分蘖期+齐穗期分蘖期齐穗期。盆栽试验中添加1.0%的坡缕石后能够显著降低土壤中Cd的生物有效性,糙米、颖壳、秸秆以及根系中Cd含量分别比空白对照降低39.5%、28.6%、35.3%和20.9%。坡缕石钝化处理并联合在水稻分蘖期和齐穗期分别喷施0.1%~0.4%叶面硅肥结果表明,钝化处理与叶面阻Cd联合能更加有效地降低水稻地上部对Cd的吸收,其中稻米、颖壳和秸秆中重金属Cd含量最大分别可降低58.1%、63.3%和68.7%,糙米中Cd含量可由对照的0.43 mg·kg-1降到低于稻谷Cd的食品安全国家标准限量值0.20 mg·kg-1以下,但对根系中重金属Cd的含量降低仅为17.8%,与坡缕石单一钝化相比无显著差异。     

调理剂及农艺措施对污染稻田中水稻吸收镉的影响

【目的】探究水分管理、调理剂措施和组合措施对污染稻田稻米降Cd效果,旨在探索出不显著降低水稻产量前提下,能更高效降低土壤Cd生物有效性和稻米中Cd含量的方法。【方法】在湖南省株洲市选择中度Cd污染稻田开展田间小区水稻试验。试验中水稻种植两季,早稻品种为中嘉早17,晚稻为泰优390。试验分为6组,分别为水分管理（T2）处理、施用硅肥（T3）处理、施用竹炭处理（T4）、施用硅肥结合水分管理（T5）处理、施用竹炭结合水分管理（T6）处理和1个试验对照（T1）,重复3次。【结果】试验各处理对稻田土壤有效态Cd含量均有降低,竹炭结合水分管理（T6）处理对两季水稻土壤均有显著降低,硅肥结合水分管理（T5）处理对晚稻土壤有效态Cd降低幅度最大。试验各处理对水稻各部位Cd含量均有降低效果,在糙米Cd含量方面,5个试验处理中对糙米Cd含量降低幅度以组合措施修复技术效果最好,即硅肥结合水分管理（T5）和竹炭结合水分管理（T6）处理。在水分管理修复技术(T2)中降Cd效果最高为29.23%;在施用调理剂修复技术中,硅肥处理（T3）和竹炭处理（T4）对稻壳和糙米中Cd含量均有显著降低（P＜0.05）作用,其中硅肥处理（T3）糙米最高降Cd幅度为49.23%,竹炭处理（T4）糙米最高降Cd幅度为47.69%;在组合措施中均能显著降低水稻糙米Cd含量,其中硅肥结合水分管理（T5）处理糙米降Cd幅度为60.34%—78.46%,竹炭结合水分管理（T6）糙米降Cd幅度为56.90%—67.69%。同时,本文对土壤有效态Cd含量与水稻各部位Cd含量相关性进行分析,发现水稻籽粒（稻壳与糙米）中Cd含量与土壤有效态Cd含量存在极显著正相关（P＜0.01）,且两个水稻品种规律一致。各处理对水稻各部位富集系数亦有降低效果,以硅肥结合水分管理（T5）处理和竹炭结合水分管理（T6）效果最好。对于水稻各部位向籽粒转运系数降低效果各部位规律不一致,但茎鞘和叶片两个部位向籽粒（稻壳和糙米）转运系数均显著降低,水分管理（T2）处理除外。在水稻产量方面,仅水分管理（T2）处理对中嘉早17有显著降低,其他处理降低幅度不显著,各处理对泰优390处理没有显著影响。【结论】组合措施优于单一水分管理或单一调理剂处理,且在水稻产量没有显著降低情况下对稻米Cd污染稻田稻米降Cd幅度最高达到78.46%,可以进一步确保Cd污染农田安全利用。     

三种类型阻控剂对不同品种水稻富集镉的影响

如何降低水稻中镉（Cd）的含量已经成为一个研究热点。在湖南省衡阳县某地受轻度镉污染的农田上种植两季水稻（早稻、晚稻）,随机采购市场上销售的阻控剂（石灰、硅肥和叶面锌肥）,研究这3种类型阻控剂对水稻富集镉及稻谷中镉含量的影响,这3种类型的阻控剂的施用方式是石灰和硅肥作为基肥施于土壤,叶面锌肥通过叶面喷施。结果表明：与没有施加阻控剂相比,除石灰和晚稻锌处理之外,其他处理增产效果显著。在3种类型的阻控剂中,叶面锌肥对籽实富集镉的阻控效果最佳,分别使早稻Y俩优792和晚稻农香130降低了51.28%和50.92%,基施硅肥阻镉效果次之。田间试验结果进一步表明施硅肥和喷施叶面锌肥可作为当地的水稻镉污染阻控剂,但叶面锌肥与稻谷中镉的交互作用需要更深入的探讨。     

不同铁肥及其施用方法对水稻籽粒镉吸收的影响

针对四川省稻田生态系统中镉(Cd)污染突出的问题,以轻度Cd超标稻田治理为目标,开展阻控稻米积累Cd的施肥技术研究。通过大田试验采用裂区设计,研究不同铁肥种类及施用方法对水稻籽粒Cd吸收的影响。结果表明,不同铁肥处理均增加了四个不同类型水稻品种的产量,其中硫酸亚铁追肥喷施显著增加了Y两优的产量(6.67%,P0.05),EDDHA-Fe底肥土施及追肥喷施显著增加了德粳1号的产量(13.33%～14.32%,P0.05)。不同铁肥施用方式中,EDDHA-Fe喷施处理对四个水稻品种的稻米Cd含量降低幅度最大(20.87%,P0.05)。不同时期喷施铁肥结果来看,以孕穗期、扬花期和灌浆期各喷施一次EDDHA-Fe处理的稻米Cd含量最低。四个水稻品种的秸秆Fe含量与稻米Cd含量呈直线性负相关。扬花期喷施铁肥稻米中Fe含量增加最多,稻米/秸秆Fe含量比值远高于稻米/秸秆Cd含量比值,这表明水稻中Fe由植株向稻米转移的速率远高于Cd。水稻稻米Fe含量与稻米Cd含量呈二元函数关系(P0.05),在较低含量时,水稻籽粒中Cd的含量随着Fe含量的上升而上升,当到达一定程度时,水稻籽粒中Cd的含量随着Fe含量的上升而下降。研究表明,水稻籽粒中的Cd受秸秆中Cd和铁肥施用方式和类型的影响,通过合理施用铁肥可以降低镉轻度污染土壤中稻米Cd含量。     

矿物硅肥与微生物菌剂对水稻吸收积累镉的影响

采用室外盆栽试验和田间随机区组试验相结合的方法,研究基施矿物硅肥、微生物菌剂、矿物硅肥与微生物菌剂组配施用,对湖南地区晚稻成熟期内各部位中Cd的含量及产量的影响。结果表明,在盆栽试验中,与CK相比,微生物菌剂处理对水稻根部、茎鞘、谷壳和糙米中Cd含量的抑制效果最佳,降低幅度分别为46.19%、52.46%、38.39%和55.31%,而矿物硅肥处理对叶片中Cd含量的抑制效果最佳,降低幅度为54.39%;在田间随机区组试验中,与CK相比,矿物硅肥处理对水稻根部、茎鞘和叶片中Cd含量的抑制效果最佳,降低幅度分别为73.91%、71.28%和76.77%,而微生物菌剂处理对谷壳和糙米中Cd含量的抑制效果最佳,降低幅度分别为65.52%和69.57%。对于轻度污染土壤,施用三种改良剂后,糙米中Cd含量明显降低,分别为0.09、0.07、0.12 mg·kg~(-1),均能达到国家食品卫生标准(Cd0.2 mg·kg~(-1));水稻产量方面,施用改良剂均能使水稻增产,其中以矿物硅肥+微生物菌剂组配处理的效果最为显著,在盆栽试验和田间随机区组试验中,分别比对照增产28.06%和31.1%。     

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。     

生物炭对水稻根际微域土壤Cd生物有效性及水稻Cd含量的影响

采用根际箱培养的方式,研究了在Cd污染土壤中施用生物炭对根际和非根际土壤pH值、Cd生物有效性及Cd在水稻植株不同部位累积量的影响。结果表明:土壤pH值随着输入生物炭比例增加有上升趋势。在不同用量生物炭添加下,根际和非根际土壤Cd有效态含量均有下降,其中,根际土壤在中用量(50 g·kg~(-1))生物炭处理下降幅最大,达13.9%;非根际第一、二层土壤在高用量(100 g·kg~(-1))生物炭处理下达显著差异(P0.05),分别下降了27.4%和22.9%,而第三层土壤Cd有效态含量在中用量(50 g·kg~(-1))处理下效果最明显,下降了29.2%。施加生物炭均降低水稻各部位Cd含量,且与对照相比,水稻根和糙米中Cd的含量在中用量(50g·kg~(-1))生物炭处理下达显著性差异(P0.05),分别下降了49.8%和81.2%;茎叶和稻壳分别在高用量(100 g·kg~(-1))和中用量(50 g·kg~(-1))处理下降幅最大,分别下降了28.2%和47.1%。由此可见,在Cd污染土壤中添加一定量的生物炭能提高土壤的pH值,降低土壤中Cd的生物有效性并抑制水稻对Cd的吸收。