模拟沼液灌溉对紫色土土壤环境的影响

采用土壤培养方法研究沼液灌溉对紫色土土壤环境的影响.结果表明,沼液灌溉后土壤pH值有所增加,但随灌溉时间增加会基本趋于稳定,沼液灌溉能够有效防治土壤酸化;土壤TN、TP含量在沼液灌溉后均有增加,但土壤TP含量随灌溉时间增加缓慢增加,土壤TN含量增加一段时间后达到最大值,随后呈下降趋势;旱作模式下沼液灌溉会使土壤有机质含量稍微增加,但水稻模式下有机质含量有少量下降;沼液灌溉后土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cd的含量变化均不大,都未超过国家土壤环境二级标准,沼液灌溉在一定时期内不会引起土壤环境重金属污染.     

模拟沼液淋溶灌溉对土壤下渗水的影响

采用动态淋洗试验分析施加不同浓度沼液后土壤下渗水的变化过程,以明确沼液灌溉对土壤下渗水的影响.结果表明,沼液浇灌后,黄壤下渗水pH呈先下降后升高的趋势,紫色土下渗水pH呈缓慢下降趋势,但二者变化均不大;2种土壤下渗水COD、TN、TP含量较沼液明显降低,且与浇灌沼液的浓度呈正相关关系;2种土壤下渗水Cu、Zn含量均在GB/T 14848-9第Ⅲ类标准以下,而Pb、Cd含量均超过GB/T14848-9第Ⅳ类标准.黄壤较紫色土对下渗水COD、TN、TP的污染风险小,而紫色土较黄壤对下渗水重金属的污染风险小.     

新疆绿洲区连续五年施用沼液对农田土壤质量的影响

以施用化肥为对照,通过5年田间小区试验,研究沼液灌溉对绿洲设施蔬菜地土壤质量的影响。试验结果表明:连续施用沼液能够有效调节绿洲农田耕层土壤酸碱度,有利于改良碱性土壤;沼液灌溉能够显著提高设施蔬菜地土壤肥力,尤其是表层土壤中有机质和全氮、全磷、速效氮、有效磷、速效钾、钙、铁、锌和铜等植物必需营养元素含量;然而,连续施用沼液也会导致表层土壤电导率显著升高,土壤中重金属元素显著积累,虽然5年内设施蔬菜地土壤盐分和重金属等有害元素含量均在蔬菜种植允许范围内,但随着沼液灌溉年限的增加,土壤存在次生盐渍化现象和重金属超标风险,尤其以Cd、As和Ni的风险最大。     

再生水灌溉草坪对土壤质量影响的试验研究

采用随机区组设计,研究了再生水(Reclaimed Water)灌溉黑麦草(Lolium perenne L.)、早熟禾(Poapratensis)、高羊茅(Festuca arundinacea)、结缕草(Zoysia japonica)、野牛草(Buchloe dactyloides)、麦冬(Radix liriopes)6种草坪草对土壤质量的影响,结果表明:(1)再生水灌溉能增加土壤养分,但根据养分在土壤中迁移的难易程度及不同草坪的根系分布特征,再生水灌溉输入的养分在土壤剖面分布不同;(2)再生水灌溉后的土壤虽然碱化度处在5%～10%弱碱化范围,但与自来水灌溉相比,其在土壤剖面中的分布有扩大的趋势;(3)在6种供试草坪草中,再生水灌溉后黑麦草和结缕草土壤质量最好,可见黑麦草和结缕草比较适宜进行再生水灌溉。     

沼液替代化肥对稻田土壤节肢动物群落的影响

土壤节肢动物群落对施肥管理响应灵敏,是反映农田生态系统健康与稳定的重要指标。本文以江苏滩涂围垦稻田为例进行田间小区试验,研究沼液替代化肥（0%、33%、66%和100%）对土壤节肢动物群落在0～20 cm土层分布及多样性的影响。结果表明：各施肥处理下稻田土壤节肢动物优势类群均为前气门亚目（Prostigmata）、弹尾纲（Collembola）和甲螨亚目（Oribatida）,其分别占总密度的45.44%、20%、13.38%。沼液替代化肥（即沼液与化肥配施）有利于提高土壤节肢动物密度、多样性指数和丰富度指数。当沼液替代化肥比例为66%时（施N总量为225 kg·hm-2）,土壤节肢动物密度、多样性指数和丰富度指数均显著高于纯化肥（沼液替代化肥比例为0）处理(P<0.05);分别较纯化肥增加129.25%、8.67%和34.78%。相关性分析表明,土壤有机碳（TOC）和全氮（TN）是影响稻田土壤节肢动物密度的主要因子。     

施用沼液对土壤和玉米重金属累积的影响

为研究沼液不同施用量对土壤和植物重金属累积的影响,以玉米为供试材料,设计小区试验,通过施用不同量的沼液,分析不同沼液施用量对玉米产量的影响、土壤和玉米籽粒中的Cd、Cr、Pb、As、Hg等重金属含量的影响。结果表明:(1)施用沼液及常规化肥处理均能显著增加玉米的产量,增幅为5.56%～13.19%,当沼液施用量控制在5 000～7 000kg/(667m2)的范围内时,玉米能获得较高的产量;(2)玉米种植后,土壤中Cd、Cr、Hg含量与清水对照相比略有增加,而Pb和As变化不大,但均符合GB 15618-1995《国家土壤环境质量二级标准》;(3)随着沼液施用量的增加,玉米籽粒中Cd、Cr、Pb的含量略有增加,而As含量变化不大,Hg未检测出,但均符合食品限量标准(GB 2762-2005)。表明适量沼液的添加能有效实现沼液的资源化利用,同时不会对土壤和植物造成重金属污染风险。     

沼液灌溉对紫色土菜地土壤特性的影响

三峡库区山地城镇重肥效的沼液灌溉,既需做到能够充分利用粪污资源,又要不破坏植物的生长与土壤环境。试验采用某大型奶牛养殖场粪污处理站不同阶段的废水进行灌溉,其中包括:沉砂池污水(grit chamber wastewater,GCW)、集水池污水(collection basin wastewater,CBW)、厌氧池沼液(anaerobic tank wastewater,ATW)、好氧池出水(aerobic effluent,AE),并以清水(clean water,CW)作为对照组,5组试验平行同步对紫色土试验样地进行灌溉。土壤剖面铵态氮含量在0～5cm土层ATW为最大860mg/kg,5～10cm土层5个试验组含量略有升高,10～20cm土层试验组GCW、CBW、ATW、AE呈下降趋势。硝态氮含量在0～5cm土层仍是ATW最大为23.95mg/kg。有效磷在0～5cm土层5组试验都低于100mg/kg,5～10cm土层试验组CBW和CW含量上升较大分别为10%和11%,5个试验组总体磷吸收能力都为弱。在沼灌土壤自身承载量的试验中,土壤承载铵态氮最大值为1355mg/kg,硝态氮24.65mg/kg,有效磷为163.66mg/kg,磷吸收系数在第5～9d高于500。通过前期不同阶段污水灌溉研究氮、磷积累吸附及土壤自身承载力的试验,确定沼液灌溉能提供较多有效氮、磷的优良可行性,并为进一步提出合理灌溉量和实际操作提供指导。     

施用沼液对柑桔产量和品质以及土壤环境的影响

利用沼气发酵处理规模畜禽养殖场废水是综合治理畜牧业污染的主要途径之一,但大量沼液出路问题亟待解决。通过柑桔栽培过程中不同沼液灌溉量的多重复随机区组田间小区试验,对沼液不同灌溉量处理与常规施用化肥的对照处理进行了对比,结果表明,施用沼液可促进柑桔生长,对衡量土壤质量的几种重金属含量等基本无不利影响,且土壤中总氮、有机质等有所增加。用300000kg·hm-2沼液浇灌替代化肥,可使柑桔增加产量8.59%,还可增加柑桔果实可溶性固形物含量,沼液处理A的果实中总糖比化肥对照提高0.6个百分点,总酸降低0.262百分点,果实糖酸比明显提高,糖酸比与施用化肥的对照相比差异达显著水平（P〈0.05）,改善了柑桔的部分品质指标。合理施用沼液进行柑桔灌溉不仅可以减少作物化肥施用量,还能缓解规模养殖场污水处理的排放压力。     

沼液淹没土壤抑制根结线虫及对土壤线虫群落的影响

为探索沼液抑制根结线虫的效果,本研究通过盆栽试验,以番茄为试供作物,对比了种植前沼液淹没土壤(BSS)、种植期间浇灌沼液(BS)和加热(HE)3种方法对根结线虫的防控效果。结果表明,与不采取任何措施的对照(CK)处理相比, BSS处理抑制根结线虫效果最为明显,防效高达97.1%,根结指数分别比HE和BS处理降低96.9%和92.9%。HE处理尽管在处理土壤后显著降低了根结线虫数量,但在最后破坏性取样时(结束试验)出现反弹,根结线虫数量甚至高于CK处理。对于土壤线虫群落,CK处理中以植食性线虫为主(81.8%);两个沼液处理中食细菌线虫占优势(平均78.3%),且其中的杂食捕食性线虫在土壤前处理后消失,在试验结束时又重新出现,但所占比例依然非常低。沼液淹水方式的高效防控效果揭示了利用沼液防控根结线虫的关键期在于线虫入侵到植物根部之前的幼虫期。然而,在盆栽系统中,沼液淹水的方式也对作物生长表现出了一定的抑制趋势。高量沼液施用防控病害的同时引发的植物毒害作用以及环境污染风险,需要进一步开展田间研究。     

啤酒厂废水灌溉对土壤性质的影响

通过对利用啤酒厂废水灌溉３、５年和基本不灌溉的农田土壤物理，化学性状的对比分析认为：啤酒厂废水灌溉农田可以减少废水对周围环境的污染，节省水源，有利于农业生产，啤酒厂废水中含有有机物和少量无机盐，灌溉农田可以增加土壤有机质和全氯含量；连续利用废水灌溉３、５年的粮地土壤未发生Ｎａ＾＋、Ｃｌ＾－和ＳＯ４＾２－的累积，唯耕层土壤有Ｃａ＾２＋、Ｍｇ＾２＋轻度淋失。     

污灌时间对土壤肥力及土壤酶活性的影响

通过时空互代、野外调查和采样分析的方法,研究了石家庄栾城县不同污水灌溉时间下（0~52 a）耕地土壤肥力及土壤酶活性特征。结果表明：与对照点相比,污水灌溉区土壤有机质、全氮、全磷含量,蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性均相对较高,而土壤阳离子交换量、过氧化氢酶和脱氢酶活性无明显的变化规律;污水灌溉区土壤全氮、蔗糖酶、磷酸酶与污灌时间之间表现出显著正相关性（P〈0.05）,其他指标与污灌时间之间均无显著相关性;土壤肥力（有机质和全氮）、重金属（总Cr和总Cd）与水解酶（脲酶和磷酸酶）之间表现出显著正相关性,交换态Cr与脱氢酶活性之间呈现出显著负相关性。上述特征反映了污水灌溉时间对土壤肥力及土壤酶活性具有复杂的影响效应,而这些效应是决定污水灌溉区土地生产力能否高产的重要因素。     

农业用水水质安全及用臭氧对污水无害化处理

我国是农业灌溉大国，农业用水缺口大，水体污染严重。解决农业用水的出路，除了充分用好现有水资源，普遍实施节水农业之外，还需要把城镇居民生活污水和由于水体污染而不宜作为农业灌溉的这部分水，进行无害化处理并使之资源化，回收利用，这对舒缓未来农业用水危机有重要作用。该文重点探讨了用臭氧对污水进行无害化处理的原理及可行性。通过污水无害化处理，使农业用水水质安全有了保障，农产品不受污染，提高产品质量。     

Nutrient Monitoring of Sewage Water Irrigation: Impacts for Soil Quality and Crop Nutrition

Abstract

Agriculture in the Middle East region, specifically crop production (mainly cereals and food and forage legumes), is invariably limited by low rainfall and thus soil moisture. Although irrigation is contributing to increased yields, its potential is also limited because of few surface‐water sources (rivers, lakes) and declining groundwater tables. The only source of water that is increasing is urban wastewater. Such waters are rarely treated in the Middle East but are nonetheless used for irrigation in perimeters of urban areas. Despite the potential health hazards of using such waters, crop benefits are evident to farmers. This study involved monitoring of the Quake River, south of Aleppo, Syria, where it irrigates about 10,000 ha of mixed crops (e.g., cotton, cereals, oil crops, and vegetables). The water was sampled at various points along the river in winter and summer (1997–98) and again 6 years later (2003) and analyzed for nitrate, ammonium, phosphate, potassium (K), micronutrients, salinity, and pH. A similar suite of analyses, plus organic matter, was done on soil profiles along the river and progressively away from it. The river water was rich in major and micronutrients and, with normal irrigation amounts, was sufficient to supply the needs of most crops, thus avoiding fertilizer use. These nutrients increased in the soil profiles with time. The nutrient value of such untreated wastewater, as well as being a source of irrigation water, re‐enforces the argument for treatment plants to promote the safe use of this valuable resource in a drought‐prone and nutrient‐deficient region.     

污水灌溉对苜蓿生长下土壤部分理化性质的影响

通过盆栽试验研究了污水、再生水等不同灌溉水质对苜蓿三次刈割后土壤部分理化性质的影响。结果表明:相对于清水灌溉,污水及再生水处理能显著降低土壤pH值,增加EC值。第二次刈割时污水、再生水处理与清水相比土壤无机氮含量分别增加了63.59%和35.02%,第三次刈割时分别增加了82.18%和30.72%。与清水灌溉相比,污灌处理土壤Cd含量在三次刈割中分别增加了33%,117.65%和138.89%,再生水灌溉处理在三次刈割中分别增加了13.33%,64.71%和61.11%。根据《土壤环境质量标准》进行土壤重金属污染评价表明,在本试验期间各灌溉水质处理未引起土壤Pb污染,但未经处理的污灌处理造成了Cd污染。本研究初步说明污水采用混灌与轮灌方式可适当减缓其不利效应;再生水可作为苜蓿的灌溉用水,但其长期效应仍需进一步深入研究。     

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。     

不同灌溉方法对保护地土壤有机质及氮素影响的研究

分层采集连续7年分别用渗灌、滴灌和沟灌灌溉的保护地0～80cm土层土壤样品,测定有机质、全氮及无机态氮和有机态氮含量,研究灌溉方法对土壤氮素形态及其数量剖面分布的影响。结果表明,三种灌溉处理0～80cm剖面土壤有机质含量变化范围为8.47～36.48 g kg-1,渗灌与滴灌有机质剖面分布相似,二者与沟灌差异较大;沟灌除30～40cm层次有机质含量低于渗灌和滴灌外,其它层次有机质含量均高于渗灌和滴灌处理。土壤全氮含量变化范围为0.72～3.97 g kg-1,在0～20cm土层不同灌溉方法之间差异显著,渗灌最大,沟灌次之,滴灌最小。无机硝态氮、铵态氮含量的变化范围分别为19.16～1442.06 mg kg-1和0～15.28 mg kg-1,在0～20cm土层各处理之间差异较为明显,以渗灌最大,沟灌次之,滴灌最小。有机态氮含量的变化范围为683.79～2512.87 mg kg-1,各处理之间的差异主要表现在0～30cm土层,其中0～10cm土层以渗灌处理有机态氮含量最高、沟灌次之,滴灌最低,10～30cm沟灌处理有机态氮含量却高于渗灌和滴灌处理。     

长期污灌农田土壤重金属污染及潜在环境风险评价

以西安市某典型污灌区农田土壤为研究对象,分析长期污水灌溉对表层土壤重金属含量及富集状况的影响,采用内梅罗指数法和Hakanson潜在生态危害指数法对其污染现状及潜在环境风险进行评价。结果表明：长期污灌已导致农田土壤Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn7种重金属相对自然背景有不同程度累积,其富集比例依次为100%、82.69%、100%、100%、80.77%、98.08%和100%,仅有土壤As平均含量低于其背景水平;以国家土壤环境质量标准二级限量值作为污染评价阈值,其中Cd和Hg污染表现突出,按其污染指数平均值排序为Cd〉Hg〉Ni〉Cu〉Zn〉As〉Cr〉Pb;土壤重金属综合潜在环境风险为＂强＂等级,Hg、Cd的环境影响占据主导;随污灌年限增长,离灌渠越近,农田土壤重金属的污染水平和环境风险越高。鉴于该区土壤重金属已呈现较强生态危害性,应及时采取必要防治措施,调整土地利用结构,确保农田环境及农产品安全生产。     

珠江三角洲污灌区土壤中重金属含量特征

通过现场采样及室内测试方法,分析了珠江三角洲污灌区土壤中9种重金属Cd、Cu、Zn、Pb、Mn、Ni、As、Cr、Se的含量分布特征。结果表明,污灌区土壤9种重金属的全量平均含量均已超出广东省土壤背景值,其中Cd的污染程度最重,Se的污染程度最轻;污灌区土壤以Cd元素的有效系数最高,Ni元素的有效系数最低。Zn、Pb、Cu以及Cd元素随采样深度的增加其全量逐渐减少,Cr、Ni、As以及Se元素随采样深度的增加其全量呈上下波动状态或几乎不变,而Mn元素则是随采样深度的增加其全量先略有减少而后骤升。Cu、Cd、Zn等3种元素全量与有效态含量以及这3种元素全量间均呈显著或极显著的正相关关系。     

太原小店污灌区农田土壤多环芳烃的污染特征及其来源

[目的]对太原小店污灌区农田土壤多环芳烃(PAHs)的污染特征及来源进行分析,为该区农田土壤环境质量评价及土壤污染防治对策的制定提供科学依据。[方法]采集太原小店污灌区15个表层土壤样品,利用GC/MS分析16种US EPA优控多环芳烃(PAHs)的含量,并对其来源和生态风险进行探讨。[结果]所有样品的16种PAHs均被检出,其检出率为100%。研究区农田土壤中总PAHs的浓度为0.315~7.661μg/g,平均值为3.568μg/g。在组成上,2,3环含量约占总量的64.2%,4环含量约占总量的14.2%,5,6环含量约占总量的21.6%,低环和中环PAHs含量所占的比例较高。根据特征比值法及调查结果判定,农田土壤中PAHs污染来源一方面与灌溉水质及灌溉历史有很大的关系,另一方面,主要通过燃煤或化石燃料产生的PAHs在大气干湿沉降和风力输送作用下进入到土壤环境中。[结论]与国内外其他地区的相关研究比较,小店污灌区农田土壤PAHs含量处于中高等污染水平。依据Maliszewska-Kordybach建议的分级标准评价,该区域所有采样点PAHs总量均超标;但基于我国《土壤环境质量标准(征求意见稿)(GB15618-2008)》提出的16种多PAHs污染物总量的农业用地标准值,该区域均未超出此标准。