模拟酸雨对菜园土壤施用猪粪后重金属释放的影响

    采用平衡培养方法,研究模拟酸雨对菜园土壤施用富含重金属猪粪后重金属释放的影响结果表明,pH 36的模拟酸雨培养10 d可导致菜园土壤明显酸化,土壤溶液中Cu、Zn、Cd、Pb等重金属浓度和累积释放量显著高于pH 56的对照溶液,其中Zn和Cd的差异尤为明显,As的情况则相反尽管施用富含重金属的猪粪能缓解土壤的酸化,但菜园土壤培养液中重金属浓度显著高于对照,尤其是Zn和Cd可见,在酸雨沉降频繁的地区大量施用富含重金属的畜禽粪便,将会增加重金属对蔬菜和生态环境污染的风险     

长期施用猪粪源有机肥对蔬菜-土壤系统重金属积累的影响

为了解长期施用由集约化养殖场畜禽粪堆制的有机肥对蔬菜地土壤与蔬菜中重金属积累的影响,设计了对照（化肥）、化肥+猪粪堆肥、猪粪堆肥和2 倍猪粪堆肥等4 种施肥方法,进行了为期3 年的田间小区蔬菜试验。结果表明：施用猪粪堆肥可促进蔬菜地土壤养分的提高,减弱土壤酸化。但试验也表明虽然施用的猪粪堆肥符合中国有机肥的行业标准(NY 525—2012),当猪粪堆肥被单独作为肥源用于蔬菜地时,其可显著增加土壤和蔬菜中重金属的积累,重金属含量随猪粪堆肥用量和施用年限的增加而增加。连续施用猪粪堆肥3 年后土壤中Cu、Zn 和Cd 含量分别比试验前提高了31.2%、27.3%和14.0%,蔬菜中Cu、Zn、Pb 和Cd含量也均显著高于对照处理;连续施用2 倍猪粪堆肥3 年后,土壤中Cu、Zn、Pb、Cd、Hg和As 含量分别比试验前增加了67.4%、53.0%、13.1%、24.4%、25.9%和13.8%,蔬菜中Cu、Zn、Pb、Cd、Hg和As 含量均显著高于对照处理;但化肥+猪粪堆肥配合施用的蔬菜产品中重金属含量与对照处理无显著差异。研究建议重视化肥与有机肥配施;在蔬菜地中应用富含有Cu和Zn 等重金属的畜禽粪时应严格控制用量,避免长期、连续施用富含有Cu和Zn等重金属的畜禽粪。     

不同施肥处理对番茄产量品质及土壤有效态重金属含量的影响

以露地番茄(Solanum lycopersicom L)为试材,进行了施用有机肥、无机肥及有机无机肥配施对番茄产量、品质和土壤有效态重金属含量的影响研究.结果表明,在施氮量相同条件下,有机肥与无机肥配施番茄产量增幅较大,以6:4养分配施比例产量最高,总产量比对照提高了15.6%.施用无机肥番茄果实可溶性糖含量和可滴定酸含量较高,维生素C含量以施用有机肥处理的最高;番茄果实的营养品质和口感以施用有机肥处理的最佳.番茄果实中可溶性糖、酸和维生素C含量的变化规律与肥料施用无相关性,可能是受番茄产量高低的影响.施用有机肥番茄果实硝酸盐含量明显低于施用无机肥和有机无机肥配施处理,亚硝酸盐含量则以施用无机肥和低有机肥配施量处理的含量较低.施肥有明显降低番茄果实Hg含量的作用,但却提高了Ph和As含量,对Cu、Zn和Cd含量的影响较小;施用有机肥可显著降低番茄果实Cr含量.施肥提高了土壤有效态Zn和Cd含量,降低了土壤有效态Pb含量.对土壤有效态Cr和As含量的影响较小;施用有机肥使土壤有效态Cu含量显著降低,而使土壤有效态Hg的含量提高;施用无机肥可提高土壤有效态Cu的含量.不同施肥处理番茄果实重金属含量变化与土壤有效态重金属含量变化不一致的主要原因,可能是由于施肥改变了番茄的生物产量,从而产生对植株吸收重金属元素的生物稀释作用造成.各试验处理番茄果实硝酸盐和亚硝酸盐及重金属含量均远低于国家蔬菜或食品中污染物限量标准,说明合理施用有机肥、无机肥和有机无机肥配施不会造成番茄果实硝酸盐、亚硝酸盐以及重金属污染.     

施肥对大棚土壤有效态重金属含量及生物效应的影响

采用田间大棚栽培试验,研究了施用有机肥、有机无机肥配施和无机肥等不同施肥处理对大棚土壤有效态重金属含量以及黄瓜重金属含量的影响。结果表明,施肥可增加黄瓜产量,且随无机肥配施量的提高而增加。施用有机肥可降低土壤有效态Pb含量、提高Cd含量,对Cu、Zn和Cr的含量影响作用不显著;有机无机肥配施可提高大棚土壤有效态Cu、Cd和Cr的含量、降低Pb的含量,对Zn的影响较小;施用无机肥可提高土壤有效态Cu和Cr含量,对Zn、Pb和Cd的含量影响作用不显著。不同施肥处理黄瓜中Cu和Zn含量的变化规律基本相同,其含量随无机肥配施量的提高而增加;有机无机肥配施处理黄瓜中Pb、Cd和Cr含量随无机肥配施量的提高而呈逐渐降低的趋势。合理施用有机肥、无机肥或有机无机肥配施对大棚土壤有效态重金属含量的影响作用较小,也不会对黄瓜造成重金属污染。     

施肥对大棚土壤有效态重金属含量及生物效应的影响

采用田间大棚栽培试验,研究了施用有机肥、有机无机肥配施和无机肥等不同施肥处理对大棚土壤有效态重金属含量以及黄瓜重金属含量的影响。结果表明,施肥可增加黄瓜产量,且随无机肥配施量的提高而增加。施用有机肥可降低土壤有效态Pb含量、提高Cd含量,对Cu、Zn和Cr的含量影响作用不显著;有机无机肥配施可提高大棚土壤有效态Cu、Cd和Cr的含量、降低Pb的含量,对Zn的影响较小;施用无机肥可提高土壤有效态Cu和Cr含量,对Zn、Pb和Cd的含量影响作用不显著。不同施肥处理黄瓜中Cu和Zn含量的变化规律基本相同,其含量随无机肥配施量的提高而增加;有机无机肥配施处理黄瓜中Pb、Cd和Cr含量随无机肥配施量的提高而呈逐渐降低的趋势。合理施用有机肥、无机肥或有机无机肥配施对大棚土壤有效态重金属含量的影响作用较小,也不会对黄瓜造成重金属污染。

     

长期定位施肥对潮土剖面养分分布的影响

【目的】 基于长期定位试验平台,研究3种施肥制度（化肥、有机肥、有机/无机配合施肥）对潮土培肥效果及养分空间分布特征影响,为华北平原潮土农田进行合理培肥和科学施肥提供依据。【方法】 依托始于1986年长期定位试验,选取不施肥的对照（CK）,等氮量投入化肥（F）、有机肥（M）及有机/无机配合施肥（MF）共 4个处理,采集0—200cm剖面土壤样品（按每20cm一层分开）,测定并分析土壤pH、有机质、氮磷钾及硝态氮空间分布特征。【结果】 连续施肥31年后,土壤有机质、全氮、碱解氮、硝态氮、有效磷、速效钾等指标的含量均随土层深度增加而呈递减趋势,除硝态氮和有效磷外,3种施肥制度主要影响0—40 cm 土体养分含量;等氮量（N 180—225 kg·hm^-2）投入下,化肥、有机肥及有机/无机配合（50%化肥+50%有机肥）施肥,土壤剖面（0—40cm）有机质含量分别为14.2、25.6和18.2 g·kg^-1,有机肥和有机/无机配施比化肥增加80.3%、28.2%;土壤剖面（0—40cm）全氮含量分别为0.93、1.67和1.21 g·kg^-1,有机肥和有机/无机配施比化肥增加79.6%、30.1%;土壤剖面（0—40 cm）碱解氮含量分别为80.2、120.7和83.3 mg·kg^-1,有机肥和有机/无机配施比化肥增加50.5%、3.9%;土壤剖面（0—200 cm）硝态氮含量分别为21.1、6.2和11.9 mg·kg^-1,化肥处理分别是有机肥和有机/无机配合施肥的3.4倍和1.8倍;土壤剖面（0—60 cm）有效磷含量分别为18.6、134.3和60.5 mg·kg^-1,有机肥和有机/无机配施是化肥的7.2倍和3.3倍;土壤剖面（0—40 cm）速效钾含量分别为90、163和89 mg·kg^-1,施有机肥是施化肥的1.8倍;与单施化肥处理相比,长期施用有机肥或有机/无机配施处理,0—200 cm土层pH未表现出显著性差异。【结论】 长期施用化肥氮素淋溶风险高：长期施用化肥0—200 cm土体硝态氮含量平均值为21.1 mg·kg^-1,硝态氮淋溶风险增加;长期施用有机肥磷素淋溶风险高：长期施用牛粪有机肥以及有机/无机配施处理土壤磷素虽集中在60 cm以上土层,其20—40 cm土壤有效磷含量高达为115和70 mg·kg^-1,土壤磷素累积渗漏导致潜在风险应予以重视;有机/无机配合施肥能够保证作物高产优质,并且能有效降低氮、磷素环境污染风险。     

不同种类有机物对污染农田土壤重金属活性的影响

为了解施用不同种类有机物对污染农田土壤重金属行为的影响,布设了田间小区试验,观察研究施用6种不同类型有机物对土壤水溶性重金属和农作物对重金属吸收等的影响。试验设7个处理,分别为对照（不施有机肥）、施新鲜水稻秸秆、新鲜鸡粪、鸡粪堆肥、新鲜猪粪、猪粪堆肥和商品有机肥,动态检测土壤中水溶性重金属含量、田面水中重金属浓度及收获水稻籽粒中重金属含量的变化。结果表明,与不施有机物的对照处理比较,施用各类有机物在试验前期均可明显提高土壤中水溶性重金属和田面水中重金属的含量,总体上以施用新鲜猪粪的最高,其次为新鲜鸡粪,施用商品有机肥的最低。土壤中水溶性重金属含量随试验时间增长逐渐下降。施用各类有机物对水稻籽粒中重金属的积累影响不明显。土壤中水溶性重金属及田面水中重金属含量均与相应的水溶性碳（DOC）浓度呈显著相关性,表明因有机物施用增加土壤中DOC浓度可能是土壤中水溶性重金属含量增加的主要原因;而不同有机物对土壤重金属活性影响的差异可能与有机物本身的分解程度及可释放DOC大小有关。但施用有机物引起的农田土壤水溶性重金属含量的增加是暂时的,对水稻生长后期籽粒中重金属积累的影响不明显。     

红壤稻田长期施用猪粪的生态效益及承载力评估

【目的】有机粪肥还田是实现废弃物资源循环利用的重要途径之一,大量研究证实,猪粪还田施用可以显著提高土壤肥力和作物产量,但是,由于饲料添加剂含有较高的Cu、Zn、As等重金属元素,再加上养猪业中饲料添加剂的广泛应用,猪粪长期还田也可能导致土壤中重金属元素大量累积,从而威胁土壤质量和粮食安全。因此,利用长期定位探讨和综合评价长期施用猪粪下红壤稻田的生态效益就显得十分重要。【方法】以始于1981年的红壤性水稻土有机肥定位试验为载体,分析了长期施用猪粪30年间红壤稻田的水稻产量和土壤有机碳含量影响,以期明确猪粪对水稻产量的增产幅度和对土壤有机碳的贡献潜力,同时分析不同猪粪施用年限（包括试验前、试验5年、16年、22年和30年）的土壤重金属Cu、Zn、Cr和As等含量变化,基于国家土壤质量二级标准（GB 15618-1995）的土壤重金属含量的临界值,利用本研究中土壤重金属的累积速率对红壤稻田施用猪粪的超标时间进行估算,并进一步探讨猪粪的安全用量。【结果】施用猪粪显著提高了水稻产量和土壤有机碳含量,与施化肥处理（NPK）相比,产量增加了10.3%-12.0%,土壤有机碳含量增加了18.8%-23.7%,但是猪粪施用对红壤稻田的酸化阻控作用较小。在试验30年后,分别在早稻和晚稻施用猪粪的处理（OM1和OM2）的土壤pH值与未施肥对照无显著差异。此外,施用猪粪的土壤Cu、Zn、Cr和As含量亦显著增加,与施用化肥处理相比,OM1和OM2的Cu、Zn、Cr和As含量分别增加了72.0%-82.6%、29.1%-55.2%、194.8%-262.6%和90.5%-192.7%,但是未超过国家土壤环境质量二级标准（GB15618-1995）。按照现行猪粪施用量（22.5 t•hm-2•a-1）推算,土壤Cu、Zn、Cr和As含量确保安全水平的施用时间分别还有22、67、44和14年。若确保连续施用猪粪50年土壤Cu、Zn、Cr和As含量不超标,则红壤稻田每公顷最多猪粪施用量应不超过6.40 t•hm-2•a-1。【结论】在红壤稻田上,猪粪长期还田虽然能够显著提高稻米产量和土壤肥力（尤其是土壤有机碳含量）,但也同时导致土壤Cu、Zn、Cr和As含量大幅增加,从而可能引起土壤出现重金属污染风险,进而威胁稻米质量和人类安全。因此,权衡稻田长期施用猪粪对作物产量、土壤肥力和重金属累积的生态效益,确定土壤对猪粪的最大环境承载力将为科学合理的利用猪粪以实现区域农业的可持续发展提供依据。     

不同施肥方式对土壤重金属累积的影响

通过长期定位试验,研究不同施肥方式(不施肥、常规施肥、配方肥、配方肥+有机肥)、无机肥与不同用量有机肥混施及不同用量有机肥施用对土壤重金属含量的影响。结果表明,不同的施肥方式对土壤重金属累积的影响不同,农民习惯施肥增加了土壤重金属污染的风险,而施用配方肥整体上可降低土壤重金属污染风险,但砷污染的风险有升高趋势。从短期来看,施用商品有机肥有降低土壤重金属污染的作用;但由于肥料中含有一定的重金属(Cd、As、Cu、Zn),尤其是As,从长期来看,土壤重金属污染风险有增加的趋势。     

长期施肥紫色水稻土磷素累积与迁移特征

【目的】探讨长期不同施肥对钙质紫色水稻土磷素累积与迁移的影响。【方法】以长期肥料定位试验不同施肥处理的土壤为研究对象,试验处理包括不施肥（CK）、氮肥（N）、氮磷肥（NP）、氮磷钾肥（NPK）、有机肥（M,鲜猪粪）、有机肥+氮肥（MN）、有机肥+氮磷肥（MNP）和有机肥+氮磷钾肥（MNPK）8种施肥方式,研究不同施肥处理条件下钙质紫色水稻土磷素平衡、累积和去向状况,以及不同施肥方式对耕层（0-20 cm）土壤全磷、有效磷演变规律及土壤剖面（0-100 cm）全磷、有效磷迁移特征。【结果】钙质紫色水稻土33年不施用磷肥（CK和N）作物籽粒和秸秆磷素携出总量为613.12 kg·hm^-2,种苗、根茬、雨水及灌溉水带入土壤总磷量为106.61 kg·hm^-2,长期不施用磷肥土壤磷素表现出亏缺状况,年亏缺量为15.35 kg·hm^-2,且土壤磷含量随种植年限延续而下降,土壤全磷含量年均减少量为0.0011 g·kg^-1、有效磷含量年均减少量为0.029 mg·kg^-1;33年单施无机磷肥（NP和NPK）土壤磷素投入总量为1 880.03 kg·hm^-2、作物携出磷量为1 275.40 kg·hm^-2,有机肥处理（M和MN）土壤投入磷量为2 532.68 kg·hm^-2、携出磷量为757.50 kg·hm^-2;有机无机磷肥配施（MNP和MNPK）土壤投入和携出磷量分别为4 305.11和1 436.64 kg·hm^-2;不同施肥处理土壤磷素投入量都明显高于作物携出量,导致单施无机磷肥、单施有机磷肥和有机无机磷肥配施处理土壤磷素年盈余量分别为18.32、53.79和86.92 kg·hm^-2,年未知去向磷量分别为4.99、34.96和59.39 kg·hm^-2,土壤全磷含量年增加量分别为0.015、0.0018和0.018 g·kg^-1,有效磷含量年增加量分别为1.13、0.032和1.17 mg·kg^-1。长期不施用磷肥钙质紫色水稻土全磷含量随土层深度增加而降低,土壤有效磷含量则相反;长期施用磷肥土壤全磷和有效磷含量在土壤剖面都呈现出上下层高、中间低的空间分布格局。施用无机磷肥土壤磷素可迁移至60-80 cm土层,施用有机磷肥或有机无机磷肥配施土壤磷素可迁移至100 cm以下;随着磷肥施用年限持续,土壤磷素迁移深度和迁移量将会更大,有机肥的施用促使磷素向土壤下层迁移。【结论】连续数年施用磷肥后,土壤磷含量达到一定水平时应考虑减少磷肥用量,减少因有机肥过量施用导致的磷素快速积累和淋失。     

有机肥中重金属对菜田土壤微生物群落代谢的影响

基于慈溪掌起镇的蔬菜施肥试验,结合常规理化分析和Micro RESPTM方法,在2年4次施肥后,分析不施肥(CK)、重金属达标商品有机肥(T1)和Pb-As-Cu-Zn添加有机肥(T2)施用土壤的基本理化性质、重金属累积以及微生物群落代谢特征,探讨重金属对施用有机肥土壤微生物群落代谢特征的影响。结果表明,T1和T2显著提高了旱地蔬菜轮作土壤有机质和部分养分含量,且二者无显著差异。但从重金属含量上看,T2土壤Cu、Zn全量以及有效态Cu、Zn、As含量显著高于T1和CK土壤。基于Micro RESPTM的微生物群落代谢特征分析指出,与CK相比,T1显著促进了土壤基础呼吸作用和微生物代谢功能多样性,T2却无类似的促进效果,可见T2土壤Cu、Zn和有效态As含量的大幅增加削弱了有机肥中有机质等养分对土壤微生物的促进作用。主成分和聚类分析进一步表明,T1与T2土壤的微生物群落水平生理指纹图谱(CLPP)存在明显差异,T2土壤中重金属及其有效性的增加诱导柠檬酸、苹果酸和草酸等羧酸代谢利用增强。综上,畜禽粪便有机肥对菜田土壤微生物群落代谢的作用同时受到有机肥本身及其残留重金属的影响,有机肥中过高的重金属残留会改变有机肥养分对土壤微生物代谢的影响。     

畜禽粪便有机肥中重金属在不同农田土壤中生物有效性动态变化

通过石灰性和酸性土壤施用鸡粪和猪粪并预培养不同时间,采用生物盆栽试验方法研究了不同畜禽粪便有机肥中重金属的生物有效性差异及其随培养时间的动态变化。试验结果表明,石灰性和酸性土壤上施用鸡粪和猪粪后6个月内,鸡粪和猪粪中Cu、Zn、Cd的生物有效性显著低于等量重金属无机盐或与之相当。鸡粪中Pb的生物有效性也显著低于等量Pb无机盐,猪粪中Pb的生物有效性前5个月显著低于等量Pb无机盐,6个月时则显著高于等量Pb无机盐。2种土壤施用鸡粪和猪粪后的不同时间段,畜禽粪便有机肥中Cu、Zn、Cd、Pb的生物有效性也存在显著性差异;在施用后6个月内呈现先下降后上升的规律,施用后2个月时生物有效性最低,为等量相应重金属无机盐的3.4%~47%。     

中国蔬菜土壤重金属含量及来源分析

 【目的】为系统了解并客观评价中国菜地土壤的重金属含量状况，促进中国蔬菜生产向优质高效方向发展。【方法】系统收集了1989年以来中国蔬菜土壤重金属研究的相关资料，并利用相关方法对所收集到的数据进行了统计分析。【结果】中国菜地土壤重金属中以Zn含量最高，其次是Cr，再次是Cu；而毒性较大的元素As、Hg、Cd的含量相对较低，其平均含量分别为8.03、0.12、0.28 mg•kg-1。与国家土壤质量II级标准GB15618-1995（6.5＜pH＜7.5）相比，Cd含量超标的问题较为突出，全国约24.1%的菜地样本超标；Hg含量其次，样本超标率为10.3%；As的超标率为9.2%。各种重金属按含量超标率排序为：Cd＞Hg＞As＞Zn＞Cu＞Cr＞Pb。若按地区比较，则东部地区Cd含量超标较为严重， 其次是Hg和Zn；中部地区以As和Cd含量超标为主，亦存在少量的Hg、Zn、Cu超标；西部地区亦以As、Cd超标为主，并伴随有少量的Cu、Cr和Hg超标。不同类型菜地比较，工矿/污灌区菜地的As、Cd、Hg、Zn含量均最高，尤其是其Hg含量平均高达2.36 mg•kg-1，超出其它类型菜地含量的10.5～21.1倍；设施菜地的Cu、Cr含量在所有类型中是最高的，而城市郊区菜地则Pb含量相对较高。对全国各地的蔬菜基地进行单独分析，发现除Pb含量稍高外，其它几种重金属的含量均较低，全国普通菜地的整体质量状况较好。【结论】在中国当前菜地利用方式下，除工矿/污灌菜地、市郊菜地土壤中个别重金属含量超标外，中国菜地土壤、特别是蔬菜基地土壤的重金属含量基本上未超过国家标准，整体质量状况较好。     

Effects of Land Use on Heavy Metal Accumulation in Soils and Sources Analysis

Heavy metal accumulation and its influential factors were studied in the different land use soils, which would provide a theoretical basis for controlling the content of heavy metals in soils. To identify the effects of land use on the accumulation of heavy metals in soils, 148 soil samples were collected from four land use patterns including greenhouse field, uncovered vegetable field, maize field, and forest field in Siping area of Jilin Province, China, and Cr, Ni, Cu, As, Cd, Pb, and Zn contents of those samples were determined with ICP and ICP-Mass. The result showed that there was a rather large difference in effects of the accumulation of Cr, Ni, Cu, As, Cd, and Zn in soils under different land use patterns, except Pb. Based on the assessment which compared with background concentrations in soil, the higher accumulation of heavy metals was found in greenhouse and uncovered vegetable field, much less in maize field and forest field. The mean contents of heavy metals in soils from high to low were arranged in order of greenhouse field, uncovered vegetable field, maize field, and forest field. Cd and Cu had relatively serious accumulation in soils compared to Cr, Ni, As, and Zn. The mean content of Cd in greenhouse field was 0.467 mg kg-x,which exceeded the grade II of the Chinese Soil Quality Criterion GB15618-1995 （6.5 〈pH〈7.5） for Cd standard of 0.3 mg kg^-1, while it was 5.2 times of Cd standard in the forest fields. The mean contents ofCr, Ni, Cu, As, Pb, and Zn in soils under four land use patterns were lower than the grade II of the Chinese Soil Quality Criterion. Compared with the soil cultivated years, the agricultural chemical compounds and manures application, especially the quality and quantity of applied fertilizer was one of the main reasons for leading to different accumulation of heavy metals in soils under the studied land use patterns. The accumulation of heavy metals, such as Cr, Ni, Cu, As, Cd, and Zn in soils was significantly affected by land use patterns, among them the accumulation of heavy metals in greenhouse soils was higher than others. It is suggested that the application of chemical fertilizer, organic fertilizer, and pesticides with high contents of heavy metals should be avoided to prevent the accumulation of heavy metal and keep high quality soils for sustainable use.     

Heavy Metal Content in Chinese Vegetable Plantation Land Soils and Related Source Analysis

According to the previous literature published since 1989, statistical analysis for reported data on the heavy metals in Chinese vegetable plantation soils was carried out systematically in this article. The purpose of this investigation was to study the status of heavy metal content in vegetable land soils systematically through objective assessment to promote the development of vegetable production with high quality and efficiency. It is concluded that Zn, Cr, Cu had relatively high concentrations while the mean concentrations of toxic metals, As, Hg, Cd were 8.03, 0.12, 0.28 mg·kg^-1, respectively with comparatively low concentrations in Chinese vegetable land. Comparing to Clainese Soil Quality Criterion GB 15618- 1995 （6.5 〈 pH 〈 7.5）, about 24.1, 10.3, and 9.2% of the total samples was contaminated by Cd, Hg, and As, respectively, and the descending order of heavy metals was Cd 〉 Hg 〉 As 〉 Zn 〉 Cu 〉 Cr 〉 Pb. When compared among different regions, the more serious heavy metal contamination was found in the vegetable land of eastern China and the main contamination elements were Cd, Hg, and Zn. In the mid region, vegetable plantation land soil was mainly polluted by As and Cd, as well as by Hg, Zn, and Cu, to some extent. In the west region of China, Cd and As contamination was also observed to some degree, along with few soil samples exceeding the grade Ⅱ level of GB 15618-1995 （6.5 〈 pH 〈 7.5） for Cu, Cr, and Hg content. Compared to the five vegetable plantation land patterns, the highest concentration of As, Cd, Hg, and Zn occurred in the industrial/sewage irrigation vegetable land, especially for Hg with 2.36 mg·kg^-1 content averagely, which is 10.5-21.1 times higher than the other four types of vegetable lands. The highest concentration of Cn and Cr occurred in the greenhouse vegetable land soils, and urban vegetable land soil had the highest Pb content in comparison with the other types of vegetable plantation land patterns. By analyzing heavy metal content under differe     

Analysis of Heavy Metal Sources for Vegetable Soils from Shandong Province,China

Heavy metal pollution in agricultural soils has serious negative influence on human health.Concentrations of Cd,Hg,As,Pb,Cr,Cu,Zn,and Ni in top soils(0-20 cm)of greenhouses and farmlands from four main vegetable production areas Shouguang,Laiyang,Jinxiang,and Zhangqiu in Shandong Province,one of the most rapidly developing regions in China,were measured in this study.Shouguang is mainly occupied by greenhouse vegetables and the other three areas are mainly open field culture.Total of 149 soil samples were collected.The average concentrations of the eight heavy metals of the tested 149 soil samples were all below the threshold values according to"Farmland environmental quality evaluation standards for edible agricultural products(HJ332-2006)"of China.However,most of the studied heavy metals were present at higher concentrations than those of the natural background levels in local agricultural soils.Among the total149 soil samples,22 samples were contaminated by Cd,Ni,Cu,or Hg.Comparisons showed that the main pollution element in greenhouse vegetable soils was Cd,while that of open field vegetable soils was Cu.The results of principal components analysis(PCA)suggested that concentrations of Cr,As,and Ni were mainly controlled by parent rocks; Hg and Pb were affected by anthropogenic activities such as vehicle and industrial fumes and waste water irrigation.Meanwhile,concentrations of Cd,Cu,and Zn were affected mainly by the use of agrochemicals.Most of the heavy metals were positively correlated with each other in concentration.Appropriate measures should be taken to effectively control heavy metal levels in vegetable soils and thus protect human health.     

长期施用猪粪和化肥对稻田土壤Cu、Zn和Cd含量及有效性的影响

为研究有机肥与化肥处理下稻田土壤Cu、Zn、Cd含量之间的差异,并探明关键影响因子,本研究利用持续了35 a的长期定位试验,分析了土壤重金属全量及有效态、土壤理化性质和水稻产量,并利用多种统计分析方法研究了猪粪组和化肥组土壤Cu、Zn和Cd与土壤理化指标之间的关系。结果表明：与对照（不施肥）相比,长期施用猪粪使土壤Cu、Zn、Cd全量和有效态含量分别提高了134%~239%、57%~124%、58%~171%和191%~380%、285%~811%、61%~184%,并显著提升了土壤有机质（SOM）、阳离子交换量（CEC）及氮磷养分含量;而化肥处理对土壤重金属全量及有效态含量无显著影响,对土壤理化指标的提升相对较小。冗余分析（RDA）发现,猪粪组土壤全氮（TN）、CEC和速效磷（AP）分别解释了重金属方差变异的89.1%、6.4%和2.0%,化肥组土壤pH和全磷（TP）分别解释了方差变异的45.0%和22.2%,达到显著水平。进一步通过偏最小二乘路径模型（PLS-PM）分析发现,猪粪对重金属有效态的贡献远大于化肥,主要通过影响土壤重金属全量和CEC从而影响重金属有效性,其路径系数分别为0.621 7和0.295 3,均达到显著水平。猪粪组土壤重金属与理化指标之间由于“同源”关系呈显著正相关,而化肥组两者的关系受水稻生长活动等因素影响较大。研究表明,长期施肥可以通过调控土壤理化指标等影响重金属有效性,施用猪粪进行稻田土壤培肥的同时,需要注意土壤重金属的累积风险。     

长期施用猪粪稻田的重金属迁移规律与累积风险

在国家大力推进畜禽养殖废弃物资源化利用的背景下,为探究长三角地区“猪-稻”种养结合模式猪粪全量还田潜在的农田土壤重金属累积风险问题,对6类特征重金属在“饲料-粪污-土壤”系统中的迁移规律进行了为期5年的连续跟踪监测。结果显示,As、Cr、Pb、Cu、Zn和Cd等重金属在饲料中均有检出,Cu和Zn含量远高于NY/T 65—2004《猪饲养标准》中的推荐添加量。粪便中各类重金属含量总体呈现“秋冬高、春夏低”的特点,其中,冬季粪便中Cr、Cu、Zn和As的质量浓度最高,分别为115.9、1 150.1、1 630.0、2.62 mg·kg^-1。配套农田耕作层(0～20 cm)土壤中As、Cr、Cd、Cu和Zn的含量表现出明显的累积趋势,其中Cu、Zn的累积效应较明显,平均年累积率分别高达5.13、2.29 mg·kg^-1。各重金属均向深层土壤发生了迁移,Pb、Cu、Zn、Cd总体上呈现出一定的纵向递减的变化规律,但深层土壤中As、Cr的含量有所增加,表现出较为明显的淋溶下移性特点。归趋分析结果显示,稻米中的Cd含量占输入总量的9.11%,远高于其他...