铅在土壤-青菜系统中迁移分配及对微生物生态的影响

通过温室盆栽试验,研究了长江三角洲地区3种典型土壤类型中Pb在土壤-青菜系统中的转运及Pb污染对青菜Pb含量、土壤硝化细菌和微生物多样性的影响。结果表明,Pb在土壤-青菜系统中的转运是非线性的。青菜地上部Pb含量与0.43mol/LHNO3和0.05mol/LEDTA提取态Pb显著相关,青菜Pb含量与0.01mol/LCaCl2提取态Pb相关性不显著。研究认为,0.43mol/LHNO3和0.05mol/LEDTA提取态Pb可成为土壤Pb植物有效性的评价指标。青紫泥和滩潮土中添加Pb浓度为125~625mg/kg,对土壤硝化细菌数量和土壤微生物多样性影响不明显。以基于人体健康风险、国家食品卫生标准和植物毒性为依据,计算得出的总Pb临界浓度分别为:黄泥砂土140、59和12263mg/kg,青紫泥790、292和13902mg/kg,滩潮土1266、418和30422mg/kg。     

3,4-二甲基吡唑磷酸盐对菜地土壤氮素形态转化的影响

采用小粉土和青紫泥两种典型土壤种植青菜,研究了尿素添加3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)硝化抑制剂对土壤氮素迁移转化和青菜生长效应的影响。结果表明,DMPP抑制剂施入土壤具有显著的氨氧化抑制作用,60 d内使小粉土和青紫泥土壤中铵态氮平均含量分别提高52.7%和57.5%,硝态氮平均含量分别降低58.3%和65.9%。土壤铵态氮浓度增加,硝态氮浓度降低,有效延缓蔬菜地土壤铵态氮向硝态氮的转化,提高氮素的利用率。同时,尿素添加DMPP抑制剂能促进青菜生长,使小粉土和青紫泥土壤中青菜产量分别增加26.1%和29.8%,硝酸盐含量分别降低22.2%和26.9%,明显改善蔬菜品质。     

山西小麦主产区土壤中钴含量状况及影响因素研究

试验分析研究了山西省小麦主产区之一——运城市土壤中钴的含量状况及其影响因素。研究结果表明。运城市4县区土壤全钴含量为1.65～17．85mg／kg，平均6．00mg／kg，略高于缺钴临界值5．0mg／kg，而低于全国平均值11．2mg／kg;土壤有效钴含量为0．060～2．235mg／kg,平均0．694mg／kg。在34个土样中，大约有60％的样品有效钴含量低于均值．而含量高于均值的土样仅占总样品数的40％。试验区主要土类褐土和潮土全钴含量分别为6．17mg／kg和4．73mg／kg，有效钴含量分别为0．708mg／kg和0．589mg／kg。影响土壤中全钴含量的因素主要是成土母质、成土过程和铁锰含量，影响有效钴含量的因素主要是成土母质、成土过程和有机质。     

长江三角洲地区典型土壤对铅的吸附及其与有机质、pH和温度的关系

采用批平衡方法实验研究了长江三角洲地区4种典型土壤对Pb的吸附、解吸行为及有机质和温度对Pb吸附的影响,并运用热力学参数K°、ΔG°、ΔH°和ΔS°解释了土壤Pb的吸附机理。结果表明,在本实验条件下,Pb在土壤上的吸附过程表现出明显的非线性,符合Freundlich模型。土壤Pb吸附Kf值大小为:滩潮土(石质淡色潮湿雏形土)(3816dm3kg-1)>乌黄土(底潜铁聚水耕人为土)(1984dm3kg-1)>青紫泥(普通潜育水耕人为土)(1030dm3kg-1)>黄泥砂土(铁聚潜育水耕人为土)(348dm3kg-1)。去除有机质后的土壤对Pb的吸附量降低,解吸率升高。吸附反应热力学表明,K°和ΔS°随温度升高而增大,ΔG°随温度升高而降低。ΔG°为负值,表明Pb吸附反应为自发反应,ΔH°为正值表明土壤Pb吸附为吸热反应。乌黄土、青紫泥和滩潮土对铅吸附的主要作用力为化学键力,黄泥砂土为范德华力和偶极间力。Pb在土壤上的解吸过程存在明显的滞后现象。pH、碳酸钙含量和平衡浓度越高,滞后系数越大,这可能与在高pH和高碳酸钙含量时,Pb与土壤形成难解吸内圈配位物有关。     

化学调控剂对土壤和莴笋中Hg,Cd,Pb含量的影响研究

通过盆栽试验和解吸试验，研究了石灰，腐殖酸、硫化钠、亚硒酸钠等化学调控剂对土壤重金属Hg，CA，Pb含量及在植物体内积累的影响机理。研究表明：适用荆量的石灰、腐殖酸能显著抑制莴笋对Hg的吸收，增加土壤中Hg的含量；而Na2S则能显著抑制莴笋对Pb的吸收，增加土壤中Pb的含量。从农产品安全要求出发。在试验条件下。抑制土壤Hg、Cd、Pb进入莴笋体内的最佳化学物质及剂量分别为：石灰施用量为10．0g／kg、腐殖酸施用量为2．67g／kg，亚硒酸钠施用量为2．19mg／kg时，抑制Hg进入莴笋体内的效果最好；石灰施用量为10．0g／kg时抑制Cd进入莴笋体内的效果最好；石灰、腐殖酸，硫化钠施用量分别为10．0g／kg。2．67g／kg和0．47mg／kg时抑制Pb进入莴笋体内的效果最好。     

DMPP对菜地土壤氮素淋失的影响研究

采用小粉土和青紫泥原状土柱种植青菜，研究了尿素添加DMPP（3．4-二甲基吡啶磷酸盐）硝化抑制剂对土壤氮素淋失的影响。结果表明．在60天内，与常规尿素相比，小粉土和青紫泥DMPP处理硝态氮的累积淋失量分别降低66．8％和69．4％，氨氮淋失量提高9．7％和6．7％，无机氮降低59．1％和63．0％；蔬菜收获后，土壤0～15cm层无机氮增高34．1％和28．2％，土壤中氮素纵向迁移降低。可见，DMPP抑制剂施入土壤具有显著的氨氧化抑制作用，延缓蔬菜地土壤氨氮向硝态氮的转化，减轻氮素向水体迁移的风险。使用硝化抑制剂DMPP，由于土壤对氨氮的强吸附特性．迁移总量低，不会对地下水造成污染的风险。     

再生水灌溉对4类土壤Cd生物有效性的影响

根据国家土壤环境质量标准,选取重金属Cd含量为二级水平的4类土壤（红壤、 潮土、 土、 黑土）进行土培试验,研究再生水灌溉与小白菜生物量及Cd含量、 土壤有效态Cd含量、 pH、 微生物群落的关系,以及不同类型土壤间的差异性。结果表明, 再生水灌溉在不同类型土壤上对小白菜生物量及Cd含量、 土壤有效态Cd含量、 土壤pH和微生物数量的影响不同: 1）红壤、 潮土、 土上小白菜生物量增加显著,分别增加9.09%、 16.08%、 9.92%,黑土上增加不显著; 2）小白菜Cd含量在红壤上显著降低,由对照的0.29 mg/kg降低到0.22 mg/kg,在黑土上比对照增加了18.75%,在潮土和土上影响不大; 3）有效态Cd含量在红壤没有变化,但在潮土、 土、 黑土上增加显著; 4） 4类土壤微生物数量增加显著; 5）潮土、 土、 黑土的pH值有所降低。     

污灌对潮土重金属含量及分布的影响——以开封市化肥河污灌区为例

以开封市化肥河污灌区为例,研究了污水灌溉对潮土中重金属(Cd、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni和 As)含量及分布的影响。结果表明,污水灌溉已经导致了该区潮土较明显的重金属累积,其中Cd和As平均含量分别达1．70 mg/kg和26．28 mg/kg,远远超出了土壤环境二级标准值。进入潮土的重金属主要累积在潮土的耕作层,随着土壤深度的增加,重金属含量逐渐减少;相对其他重金属而言,As更易于在潮土表层滞留。污灌区潮土 Cu、As与Cd含量与距污染源距离呈线性相关。相关分析表明,污灌区土壤Cu、Zn、Pb、Ni和As含量与土壤理化性质及其他重金属含量有关,而土壤Cd和Cr含量则与其他重金属含量及土壤性质的相关性不明显。     

不同污染方式下铅对茶园土壤氮素转化及其相关微生物和酶活性的影响

为探讨不同污染方式的Pb对茶园土壤氮素转化的影响，采用盆栽试验对累积和一次性添加不同浓度Pb条件下茶园土壤中氮素含量、相关微生物和酶活性进行了研究。结果表明：累积污染处理的土壤中Pb全量和有效态含量高于一次污染处理。Pb污染对土壤、茶苗植株的氮含量影响表现为：增加土壤中全氮和¹⁵N含量，减少茶苗地上部全氮和¹⁵N含量。添加Pb浓度为900 mg/kg时，累积污染处理促进根系全氮和¹⁵N含量，一次污染则显著抑制；累积污染处理的茶苗根和地上部中的氮含量显著高于一次污染(P<0.05)。Pb污染对氮循环相关微生物的影响表现为：氨化细菌、自生固氮菌、亚硝酸细菌和硝酸细菌的数量减少，反硝化细菌的数量增加。Pb的不同污染方式对茶园土壤与氮循环相关微生物数量的影响不显著(P>0.05)。Pb污染抑制脲酶、亚硝化还原酶和硝酸还原酶活性，对蛋白酶活性存在“低促高抑”现象；高浓度Pb(900 mg/kg)污染时，累积处理显著增加土壤羟胺还原酶活性，一次处理则显著抑制。两种污染方式对土壤脲酶、硝酸还原酶和羟胺还原酶活性的影响因Pb...     

缓/控释氮素肥料玉米苗期养分释放特点

采用盆栽试验．模拟田间生态环境．研究施用不同种缓／控释氮素肥料玉米苗期土壤尿素态氮、硝态氮、铵态氮和速效态氮含量，分析比较其在玉米苗期氮素养分释放特点。研究表明，在玉米苗期，施用醋酸酯淀粉包膜脲酶抑制剂nBPT涂层尿素肥料。土壤中尿素态氮和铵态氮的积累量最多．分别为21．72mg／kg和48．31mg／kg；醋酸酯淀粉包膜尿素肥料，硝态氮和速效氮含量最多．分别为102．90mg／kg和135．25mg／kg；丙烯酸树脂包膜脲酶抑制剂nBPT涂层尿素肥料，尿素自膜内迁移到土壤中的量较少，硝态氮和速效态氮含量最少。分别为53．74mg／kg和93．70mg／kg。包膜与脲酶抑制剂nBPT相结合的缓／控释肥料，对减少土壤石硝态氮的生成效果最为明显．明显优于其他缓／控释肥料．丙烯酸树脂包膜nBPT涂层尿素肥料控释效果最好。     

广西岩溶地区水稻土发生特性及其在中国土壤系统分类中的归属

为明确广西岩溶地区水稻土在中国土壤系统分类中的归属，以该区域不同母质发育的水稻土为研究对象，挖掘20个典型剖面，通过野外观测、分层取样与分析，依据《中国土壤系统分类检索（第三版）》进行分类检索。结果表明，大多剖面出现明显的复钙现象。供试剖面的系统分类高级单元归属为人为土土纲，水耕人为土亚纲，潜育、铁聚和简育水耕人为土3个土类，复钙、铁聚和普通潜育水耕人为土、复钙和普通铁聚水耕人为土、复钙和普通简育.水耕人为土7个亚类，在系统分类基层单元归属上，可划归出17个土族和续分为20个土系。考虑广西地区水耕人为土耕作层Ap1碳酸钙相当物含量往往低于犁底层Ap2的现象，而现行水耕人为土复钙亚类的检索中“表层土壤”的“表层”不尽明确而可能导致的亚类误判，建议将其修改为“水耕表层（耕作层或犁底层）土壤”；另外，由于实际调查发现广西地区的一些铁聚水耕人为土也具有复钙特征，建议在检索中增设复钙铁聚水耕人为土亚类。     

贵州铅锌冶炼区农田土壤镉铅有效性评价与预测模型研究

农田土壤重金属的不同活性库分布和土壤-溶液分配模型能够提供重金属的生物有效性和浸出能力等信息,因而在风险评价和修复实践中非常重要。本研究采集毕节铅锌冶炼区30个历史污染农田土壤,同时在贵州省范围内采集5种类型背景土壤制成不同浓度Pb/Cd单一污染土壤;经3个月老化,分别测定由0.43 mol/L HNO_3、0.1 mol/L HCl和0.005 mol/L DTPA提取态表征的重金属反应活性库以及由0.01 mol/L CaCl_2提取态表征的直接有效库;分析铅锌冶炼区农田土壤Cd、Pb不同有效库的分布特征,建立土壤-溶液分配模型,并讨论土壤理化性质的影响。结果表明:历史污染土壤中Cd和Pb的直接有效库占全量比例分别比人工污染土壤低4倍和223倍,然而历史污染土壤Cd和Pb的反应活性库(0.43 mol/L HNO_3提取态)占全量比例要高于相应人工污染土壤中的比例。拓展Freundlich形式吸附方程能够准确描述各提取态表征的Cd和Pb活性库与土壤全量Cd和Pb的关系,尤其0.43 mol/L HNO_3提取方法能够克服土壤理化性质对土壤Cd和Pb提取的影响而与总量建立极显著的相关关系。pH依附性Freundlich吸附方程准确描述了Cd和Pb的总反应活性库分别与土壤溶液Cd和Pb的关系,对于Pb而言,还要考虑土壤有机质和有效磷的影响。本研究可为矿区农田土壤重金属污染评价、修复以及农田有效态标准的推导提供参考。     

Schwermetallanreicherungen in Salzmarschen der südlichen Nordseeküste

Heavy metal accumulations in Salic Fluvisols of the southern North Sea coast The total contents of Cd, Pb, Cu and Zn (HNO₃ bomb digestion) and their EDTA extractable fractions in Salic Fluvisols were investigated. The mean total content of Cd was 0,09 mg/kg, of Pb 44,1 mg/kg, of Cu 11,4 mg/kg and of Zn 105,6 mg/kg. Mostly the highly developed soils showed higher contents than poorly developed ones. The EDTA extractable fractions were comparatively small: they were 59% (Cd), 44% (Pb), 15% (Cu) and 10% (Zn) of the total content. The heavy metal contents of the soils in Elisabeth-Außengroden were higher than of those in Jadebusen. The vertical heavy metal distribution showed a different sedimentation pattern over the last hundred years. Compared with the geological background values Cd was 2- to 3-fold enriched, Pb 7-fold, Cu 3- to 4-fold and Zn 3-fold in soils with high sedimentation rates. Even higher values are likely in soils with smaller sedimentation rates.     

Composition of clay minerals and their pedogenetic and taxonomic implications for Stagnic Anthrosols derived from different parent materials in Hunan Province,China

Purpose

The aims of this study were to investigate the composition of clay minerals in soils derived from different parent materials and to elucidate how parent materials and pedogenic environment affect the distribution of clay minerals and reveal the implications for pedogenetics and taxonomy in Stagnic Anthrosols.

Materials and methods

Clay mineralogy and physicochemical properties of the Hydragric horizon of Stagnic Anthrosols derived from granite (GR), plate shale (PS), quaternary red clays (QRC), limestone (LS), purple sandy shale (PSS) and fluvial-lacustrine deposit (FLD) located in Hunan Province of China were analysed to explore the relationships between the conditions influencing the formation of the soil and the composition of clay minerals.

Results and discussion

Results indicated that the composition of clay minerals is closely related to both parent material and type of Stagnic Anthrosols: the soils derived from GR, PS and QRC, which are mostly classified as Fe-accumulic-Stagnic Anthrosols, are dominantly 1:1 type kaolinite and vermiculite and illite/vermiculite mixed layer minerals of widespread distribution. However, soils derived from LS, PSS and FLD were mainly classified as Hapli-Stagnic Anthrosols and are mainly composed of 2:1 type illite/smectite mixed layer minerals, where chlorite is commonly found. Illite is widely distributed and its content varies the least among different parent materials. An extremely significant relationship between pH and kaolinite, chlorite and mixed layer minerals was noted, and the two kinds of mixed layer minerals showed highly significant negative correlation.

Conclusions

This study revealed that the types and quantities of clay minerals in the soil are closely related to the types of parent material. This reflected better direction and degree of development in Stagnic Anthrosols, which is related to the physicochemical properties of parent material and can be used as one of the bases for the classification of soil groups and subgroups within the soil family for Stagnic Anthrosols in Chinese Soil Taxonomy.

     

诊断油菜缺硼的土壤硼素临界范围

Relationships between seed yields of oilseed rape(Brassica napus L.) and extractable boron concen-trations in three soil layers(A,P and W) were investigated through ten experiments on three types of soils(Alluvic Entisols,Udic Ferrisols and Sagnic Anthrosols) in northern,Western and middle Zhejing Province.Among several mathematical models used to described the relationships,the polynomial equation,y=a bx cx^2 dx^3,where y is the yield of oilseed rape seed and x the extractable boron concentration in P layer of soil,was the best one.The critical range of the concentrations corresponding to 90% of the maximum oilseed rape yield was 0.40-0.52 mg kg^-1,The extractable boron concentration of the P layers of the soils was the most stable,The critical range determined was verified through the production practices of oilseed rape in Zhejiang and Anhui provinces.     

螯合剂对大叶井口边草Pb、Cd、As吸收性影响研究

用室内土培试验方法,研究在采自田间的Pb、Cd、As、Zn和Cu复合污染土壤上种植大叶井口边草条件下,外源分别添加0、1.5、3、6、12 mmol/kg乙二胺二琥珀酸（EDDS）、氨三乙酸（NTA）和乙二胺四乙酸（EDTA）对大叶井口边草吸收Pb、Cd和As的影响。结果表明,3种螯合剂处理对大叶井口边草生物量没有显著影响,说明大叶井口边草对3种螯合剂耐性较强;6、12 mmol/kg EDTA处理能极显著提高土壤Pb有效态浓度,进而促进大叶井口边草对Pb的吸收。大叶井口边草地上部Pb吸收量最高达（47.4 ± 1.7）mg/kg,是对照的3.66倍。6、12 mmol/kg EDTA处理能极显著地提高土壤中Cd的有效性,但未促进大叶井口边草地上部对Cd吸收。6 mmol/kg EDDS和3 mmol/kg NTA显著提高了土壤中As有效态浓度,进而提高大叶井口边草地上部对As的吸收,大叶井口边草地上部吸收As最高达（276 ± 10） mg/kg。6 mmol/kg EDTA和6 mmol/kg EDDS处理下大叶井口边草提取的Pb、As量最大,分别为（317 ± 53） μg/盆和（873 ± 41）μg/盆,说明6 mmol/kg EDDS处理下大叶井口边草对复合污染土壤中As的修复具有较大的潜力。     

磁性黏土颗粒对污染土壤中镉去除作用的初步研究

农田土壤中镉（Cd）污染备受关注，亟需开发出可以在土壤中快速去除Cd的修复材料与方法。磁性黏土矿物吸附材料因具有重金属吸附容量高和便于回收再利用等特点已成为当前土壤修复净化方面的研究热点。本研究使用了一种毫米级磁性黏土颗粒吸附材料测试其对土壤Cd的去除性能，材料记为巯基改性凹凸棒@沸石（MSAZ）。通过对不同类型人工模拟Cd污染土实验表明，材料最佳施用量为MSAZ:土壤质量比1:5，此时在人工模拟污染红壤中0.43 mol/L HNO3提取态Cd的单次材料施用去除率高达95%，在人工模拟的棕壤和黑土也可达75%-80%。通过对实际的Cd高背景旱地土壤和Cd污染水稻土的去除实验表明，MSAZ对这两种土壤中0.43 mol/L HNO3提取态Cd的首次施用去除率均约40%；经过五次重复利用后，MSZA对污染水稻土中0.43 mol/L HNO3提取态Cd的累积去除率可达98%，并且该材料依然保持着85%的吸附能力，回收率仍高于80%。本研究的磁性黏土颗粒具有较强的土壤Cd去除性能和应用潜力，可为农田土壤Cd污染的原位修复提供材料及技术支持。     

EDTA对铅污染土壤上芥菜生长及铅积累特性的影响

采用盆栽实验研究了EDTA对Pb污染土壤上芥菜生长及Pb积累特性的影响。结果表明,单独Pb处理对芥菜生物量没有明显的影响,但高Pb处理(2000mg kg-1 Pb)芥菜地上部含水量显著降低;Pb处理芥菜体内Pb含量随土壤Pb浓度的增加而明显增加,根系Pb含量高于地上部Pb含量;3mmol kg-1 EDTA处理能促进土壤Pb溶解,增加土壤有效Pb含量,影响芥菜的正常生长,芥菜地上部生物量下降,高Pb浓度处理比低Pb浓度处理更明显;EDTA处理14天芥菜地上部和根系Pb积累量都比不加EDTA的对照明显增加,地上部Pb总量增加到对照的13.1～80倍;EDTA处理芥菜地上部与根系Pb含量的比值上升,表明EDTA处理促进Pb向地上部运输,这种促进作用因土壤Pb浓度的不同而略有差异。     

湘北地区典型水稻土的发生特性及其在中国土壤系统分类中的归属

选取湘北地区7个发育于2种母质的水稻土剖面样点,通过对其成土环境、剖面形态特征以及土壤理化性质进行野外观测和室内分析,按中国土壤系统分类方案,检索出诊断层和诊断特性,确定其在中国土壤系统分类中的归属,并评述土系的生产性能。结果表明:供试水稻土归属于水耕人为土亚纲下的简育和铁聚水耕人为土2个土类,底潜简育水耕人为土、普通简育水耕人为土、普通铁聚水耕人为土、漂白铁聚水耕人为土4个亚类;进一步按照土族和土系划分标准,划分出7个土族和7个土系。在相同成土环境下,同种母质发育的水耕人为土,土壤系统分类比土壤发生分类具有更强的划分能力。其划分的基层土壤单元(土族和土系),对农业生产、土地资源利用更具有指导意义。     

Phytoextraction of heavy metal contaminated soils with Thlaspi goesingense and Amaranthus hybridus: Rhizosphere manipulation using EDTA and ammonium sulfate

Selection of appropriate plant species and rhizosphere manipulation to enhance metal uptake are considered key factors in the development of phytoextraction technologies. A pot trial was conducted with two contaminated soils to investigate the effect of EDTA and ammonium sulfate on the accumulation of heavy metals into shoots of the low‐biomass hyperaccumlator Thlaspi goesingense Hálácsy (Brassicaceae) and the high‐biomass non‐hyperaccumulating plant Amaranthus hybridus (Amaranthaceae). Upon application of 1 g EDTA (kg soil)^—1 metal extractability with 1 M NH₄NO₃ increased substantially, whereas the application of (NH₄)₂SO₄ was less effective. The EDTA treatment increased the heavy metal concentrations in both plant species, however, the difference to the control was larger for A. hybridus. EDTA enhanced shoot concentrations in A. hybridus grown on soil Arnoldstein from 32.7 mg kg^—1 to 1140 mg kg^—1 for Pb and from 3.80 mg kg^—1 to 10.3 mg kg^—1 for Cd. Cd concentrations in shoots of T. goesingense were also increased by EDTA application, however, a slight decrease was observed for Pb. T. goesingense accumulated 2840 mg Pb kg^—1 without any treatment. This is the first report of Pb hyperacumulation by T. goesingense. A decrease of shoot Pb concentration was observed in T. goesingense upon treatment with ammonium sulfate. Although metal concentrations in the shoots were rather large and significantly increased upon application of EDTA, plant growth and heavy metal removal were still too small to obtain reasonable extraction rates in soils heavily polluted by metals. It should be also noted that metal lability largely increased in EDTA‐treated soils and this lability persisted for several weeks after the application of the chelating agent, which is likely to be associated with the risk of groundwater contamination.