不同钝化剂对铜污染土壤原位钝化修复

考察了磷酸二氢钾、碳酸钙、硅酸钠、自制草木灰和自制生物质炭5种钝化剂对Cu污染土壤的钝化修复效果,对修复后的土壤进行了X射线衍射(XRD)分析;同时,对欧共体标准物质局提出的三步提取法(简称BCR法)进行了适当的改进,并运用改进的BCR法对Cu在土壤中的形态进行分析,以探讨不同钝化剂的作用机理。结果表明,5种钝化剂的投加量分别为50、100、20、20和20 g/kg时,对土壤钝化修复效果最佳,投加钝化剂后,土壤中可交换态Cu含量快速减少、残渣态Cu含量快速增加。其中,自制草木灰由于提高土壤p H更易与Cu生成沉淀,对Cu的钝化效果最佳,该钝化剂使有效态Cu含量减少53%,可交换态Cu含量减少49.2%,残渣态Cu含量增加4.7倍,有效地降低了Cu的生物毒性。     

土壤改良剂对冷浸田土壤特性和水稻群体质量的影响

以南方典型冷浸田为研究对象, 在明沟排水的基础上, 通过田间定位试验, 以不施土壤改良剂为对照, 研究了施用不同土壤改良剂(自研的脱硫灰改良剂、生物活性炭, 市售的土壤改良剂石灰、硅钙肥、腐植酸)对冷浸田氧化还原电位、土壤呼吸强度、土壤微生物数量、水稻群体构建及产量构成因素的影响。结果表明, 施用改良剂能够改善土壤理化性状, 提升土壤速效养分和pH,但除脱硫灰处理外, 其他改良剂处理对土壤Eh未产生显著影响。施用不同土壤改良剂在水稻各生育期均能有效增强土壤微生物呼吸强度和放线菌数量, 并且放线菌数量达到差异性显著水平(P<0.05), 生物活性炭处理下土壤呼吸强度和放线菌数量分别较对照增加67.6%和127.6%。各土壤改良剂处理与CK相比较均有助于提高叶片SPAD、茎蘖数、水稻干物质积累量、成穗数、穗粒数、产量结实率和根系伤流速率。其中以脱硫灰和生物活性炭处理改良效果最佳, 抽穗后29 d时,根系伤流速率较CK分别提高45.4%和39.1%, 叶片SPAD分别增加27.4%和22.5%; 成熟期水稻成穗数较对照提高12.1%和10.7%,干物质积累量增加68.8%和50.5%,产量分别增加12.8%和10.3%。综上所述, 土壤改良剂可有效改善冷浸田土壤特性及水稻群体质量, 脱硫灰和生物活性炭处理的改良效果最明显, 增产幅度最大。     

龙须草生长对重金属污染土壤的影响

为了探明龙须草种植对重金属污染土壤的影响,利用盆栽培养试验研究某矿业废弃地污染土壤对龙须草生长的影响,分析了龙须草生长90d,180d,270d和360d时土壤营养成分、重金属镉铅含量、微生物生物量和酶活性等的变化,以不种植龙须草为对照。结果表明,随着龙须草的生长,土壤镉铅总量和有效态含量均呈下降趋势,生长1a后土壤镉铅的有效态含量分别下降了28%和15%,但与对照相比无显著差异。土壤营养成分、微生物生物量和酶活性呈上升趋势,且与对照差异显著。与试验前相比,龙须草生长组有机质含量提高了1.5倍,全氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾含量分别上升了7.6%,3.1%,10.2%,11.4%和11.2%。土壤微生物生物量碳、氮、磷、土壤转化酶、脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性分别增加了0.9倍,1.1倍,3.0倍,1.1倍,0.4倍,0.3倍和0.5倍。各指标相关性分析表明,土壤营养成分、微生物生物量和酶活性之间呈正相关,而与重金属含量呈负相关。说明龙须草对重金属污染土壤有一定的修复作用,具有较大的应用潜力。     

4A沸石对土壤铅浓度及形态的影响

采用室内土柱淋洗培养法研究了4A沸石对土壤重金属铅浓度与形态变化的影响。结果表明,4A沸石对土壤重金属铅具有一定的钝化效果,可有效抑制土壤铅的迁移及生态有效性。未添加4 A沸石土壤经过淋洗培养后土壤铅的可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化态铅浓度上升,有机结合态和残渣态铅浓度显著下降,37 d淋洗培养后土壤中铅以可交换态为主,所占比例为52.9%;而添加4 A沸石可有效降低土壤可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化态铅的浓度,土壤铅以残渣态为主,其占比例44.8%～59.2%。     

不同氯化物对土壤铜活性的影响

采用室内培养方法研究了不同氯化物KCl、NH4Cl、MgCl2、CaCl2和FeCl3作为添加剂对土壤中铜的活性影响。结果表明，施用各种添加剂都可增加土壤中水溶态和交换态铜含量以增加土壤铜的活性，且随着投加的氯化物浓度的增加而增加，其中FeCl3对土壤铜的活化能力最强，而KCl对土壤铜的活化能力最弱。     

耕作模式对冷浸田水稻产量和土壤特性的影响

为探明不同耕作模式对冷浸田的影响机制,挖掘冷浸田的生产潜力,以冷浸田为研究对象,通过田间试验,以常规平作模式为对照,研究了垄作和稻鱼共作模式对冷浸田水稻产量以及土壤团聚体、温度、pH及有机质和还原性物质含量以及酶活性的影响。结果表明:相比对照(CK),垄作模式(T1)能显著降低土壤微团聚体(0.25 mm)含量,促进大团聚体的形成,提高土壤温度,增加土壤有机质含量,提高土壤pH,抑制水稻分蘖期后土壤亚铁含量的上升,降低土壤亚锰含量,减轻其对水稻根系的毒害作用,提高土壤酶活性,增加土壤速效养分含量。稻鱼共作模式(T2)对冷浸田土壤理化性状影响不显著,但能显著增加土壤速效养分含量,土壤速效钾含量在水稻孕穗期和成熟期分别较对照(CK)增加18.2%和69.2%,从而为水稻生长提供良好的土壤环境和营养,促进水稻生长发育,提高水稻产量。研究表明T1和T2模式能显著提高冷浸田水稻产量,增产范围为8.8%~25.8%,T1模式增产效果最显著,实际产量达到7 623 kg·hm-2。综上所述,垄作模式可以有效地改善冷浸田土壤特性,提高水稻产量,而稻鱼共作模式增产效果主要体现在增加冷浸田水体和土壤的速效养分。     

土壤调理剂对陕北盐碱地土体化学性质及水稻生长的影响

[目的] 研究不同土壤调理剂使用量对陕北盐碱地土壤化学性质及水稻生长的影响,为该区盐碱地改良和水稻种植提供科学参考。[方法] 以陕北定边县盐碱地水稻为研究对象,设置不同的土壤调理剂施用量（1 000,1 500,2 000 kg/hm²）,在陕北地区开展田间试验。[结果] ①随着土壤调理剂的用量增加,各处理0-40 cm土壤pH值和水溶性盐总量明显降低,各处理较对照降低范围分别为0.89%~5.02%和6.78%~13.56%。②添加土壤调理剂后土壤有机质含量显著提高,但全氮、有效磷和速效钾含量变化不明显。③土壤调理剂添加量为1 500,2 000 kg/hm²时,能较为显著提升水稻分蘖数和水稻株高。④土壤调理剂施加量为1 000~2 000 kg/hm²,水稻产量较对照提高了5.49%~24.77%,土壤调理剂施用量大于1 500 kg/hm²时,可以显著增加水稻产量。[结论] 陕北定边盐碱地种植水稻,综合考虑水稻产量和效益,土壤调理剂的参考适宜添加量确定为1 500 kg/hm²。     

土壤中重金属元素形态分析方法及形态分布的影响因素

近年来,土壤重金属污染已经成为国内外关注的环境问题。随着对重金属元素迁移和积累行为研究的深入,已经认识到重金属的生物毒性不仅与其总量有关,更大程度上是由其形态分布所决定。主要介绍了土壤中重金属元素存在的形态,探讨了其形态化学分析中的提取剂选择及提取方法,总结了影响重金属在土壤中形态分布的内在和环境因素,对于深入了解重金属的污染情况,具有重要的理论意义和实际应用价值。     

不同调理剂对酸性土壤降酸效果及大麦幼苗生长的影响

采用土壤培养及盆栽试验研究5种调理剂(生石灰、油菜秸秆、有机肥、钾硅肥、土壤改良剂,用量均为1.8 g/kg)对酸性土壤(pH值3.9)酸度指标和大麦幼苗生长的影响。土壤培养试验结果表明,施用生石灰、有机肥和钾硅肥均能明显提高土壤pH值,降低土壤交换性酸总量、交换性H+和交换性铝含量。其中以生石灰降酸效果最好,到培养第90 d,相比于对照处理提高了0.66个单位,土壤交换性铝含量减少了2.01 cmol/kg;其次是有机肥和钾硅肥处理,pH值较对照处理分别提高了0.14和0.15,土壤交换性铝含量分别降低了0.23和0.19cmol/kg;油菜秸秆和土壤改良剂处理从酸度指标来看,与对照并没有显著差异。大麦幼苗盆栽试验结果表明,与对照相比,生石灰、油菜秸秆、有机肥、钾硅肥和土壤改良剂处理的大麦幼苗地上部生物量分别增加71.5%、24.1%、27.6%、28.2%、24.7%,大麦株高、根长、根系总表面积和根系活力均显著高于对照处理,根系平均直径减少,有利于养分和水分的吸收。综合结果表明,不同类型的调理剂对酸性土壤的降酸效果不尽相同,其中以生石灰效果最好,秸秆处理尽管没有有效降低土壤酸度但仍可明显促进作物生长,因此也可用作酸性土壤的改良物质,在实际生产中应因地制宜应用各种调节物质来促进作物生长。     

调理剂对Cd污染农田土壤环境质量的影响及修复效果评价

近年来土壤调理剂被大量用于重金属污染农田治理修复,目前对调理剂效果的评价以农产品是否达标为主,而关于调理剂对土壤质量和农产品品质等的影响关注较少.本研究通过对土壤理化性质、土壤微生物活性等指标变化来评价施用土壤调理剂对土壤质量的影响,并结合水稻相关参数对调理剂修复Cd污染土壤的效果进行评价.结果表明,粤北Cd污染高风险...     

不同改良剂施用对污染土壤养分转化及砷和铅生物有效性的影响

为比较不同小龙虾壳基土壤改良剂对砷、铅复合污染土壤的修复效果,通过盆栽试验,探究施用1％(w/w)小龙虾壳粉(CSP)、甲壳素(CT)、小龙虾壳炭(CSB)及甲壳素-小龙虾壳炭配施(CT-CSB,CT∶CSB为1∶1)对土壤养分、酶活性、重金属生物有效性及青菜生长的影响.结果 表明,不同改良剂施用均可显著提高土壤pH和...     

水分调控和钝化剂处理对水稻土镉的钝化效应及其机理

采用盆栽试验,研究了水分管理和钝化剂处理对红壤性水稻土重金属镉的钝化效应及其作用机理。结果表明,在土壤镉含量为0．75mg·kg。下,添加海泡石复配磷肥可以显著提高土壤pH值,长期淹水、常规管理水分条件下,土壤交换态cd分别降低了20．4％和15．7％,碳酸盐结合态cd分别下降了15．5％和14．1％,糙米cd分别降低了52．3％和46．O％。未添加钝化剂条件下,长期淹水处理的根表Fe（Ⅱ）含量比常规处理增加了1．2倍,根表cd含量则是常规处理的82．6％。土壤经钝化处理后,长期淹水和常规管理水分条件下,根表Fe（Ⅱ）分别增加了40．1％和70．0％,而根表cd分别降低了35．3％和42．4％。糙米cd含量与根表Fe（Ⅱ）含量呈显著负相关,与根表cd含量呈显著正相关。土壤Fe“和cd“对水稻根表吸附点位的竞争以及土壤镉较低的生物有效性是钝化处理组糙米镉含量下降的主要原因。     

Sugarcane Bagasse Biochar: Preparation,Characterization, and Its Effects on Soil Properties and Zinc Sorption-desorption

ABSTRACT

Application of alkaline biochar has been proposed as an alternative to lime for remediation of acidic soils. However, questions remain as to how the reactions and fate of metals in acidic soils can be affected by biochar amendment. To find out how biochar addition might affect sorption-desorption behavior of zinc (Zn) in acidic soils, a soil with an initial pH value of 4.67 was treated with different levels [0 (control), 1%, 3%, and 6%] of biochar produced from pyrolysis of sugarcane bagasse at 600°C and incubated for 30 days under 80% of water holding capacity. At the end of the incubation period, important soil chemical properties were measured and batch isotherm experiments were performed to determine soil Zn sorption-desorption parameters. The results showed that the biochar-amended soils had higher pH values (up to 2.5 pH units), electrical conductivity (up to 2.66 times), and cation exchange capacities (up to 42%) relative to the un-amended acidic soil. Biochar addition also led to significant enhancements in soil exchangeable calcium, magnesium, sodium, and potassium cations. Both sorption and desorption isotherm experiments revealed the significantly higher capacity of the biochar-amended soils to retain Zn than that of the control. Moreover, the biochar-amended soils exhibited a higher affinity for Zn sorption than did the un-amended acidic one. It can be concluded that biochar derived from sugarcane bagasse could serve as a good amendment material to reclaim acidic soils and to reduce Zn mobility and toxicity in acidic metal-contaminated soils.     

南方几种水稻土重金属污染下的土壤呼吸及微生物学效应

采集南方几种重金属污染下的水稻土,通过室内培养的方法研究土壤CO2排放的动态变化以及微生物学指标的差异。结果表明,在60d的培养期内,前7d土壤呼吸速率较高,占了整个排放量的30．89％～64．37％,并且这一阶段重金属对土壤呼吸速率的影响最大。重金属对土壤微生物生物量的影响表现出增加、抑制与无显著性差异的结果,而重金属对微生物熵及微生物代谢熵（qCO2）的影响却是极显著的,同时表现出增加与降低的不同结果。这说明土壤呼吸以及不同的微生物学指标,在长期的复合重金属污染条件下,其表现并不一致,微生物熵与代谢熵用于基本性质差异较大的土壤时,对重金属的响应更为灵敏。此外,土壤重金属的累积还能提高土壤中有机碳的含量。     

南方地区冷浸田土壤线虫的分布特征

为了解南方地区冷浸田土壤线虫分布状况,2011—2012年期间,对湖北、安徽、江西、湖南、福建、浙江、广东和贵州8个省份的冷浸田进行土壤线虫调查。结果表明:在所有省份中,共鉴定出2纲8目24科55属,其中潜根属(Hirschmanniella)和丝尾垫刃属(Filenchus)为优势属,两者占线虫总数的46.36%,丝尾垫刃属、潜根属、头叶属(Cephalobus)、滑刃属(Aphelenchoides)在我国南方8省份的冷浸田均有分布。冷浸田线虫密度为非冷浸田的48.04%,冷浸田线虫密度范围为72~735条/100 g干土。冷浸田土壤线虫数量分布主要受土壤含水量和电导率因素影响,潜根属与含水量显著正相关,与电导率显著负相关。     

免耕起垄对冷浸田土壤有机碳活性的影响

以湖北省典型冷泉烂泥型冷浸田为研究对象,结合旱育秧垄作栽培技术,设计垄高10 cm(LG10)、15 cm(LG15)、20 cm(LG20)与平作(CK)定位田间试验,比较2011年和2012年水稻生育期内土壤有机碳、活性有机碳和难降解有机碳的变化。结果表明,在水稻生育期内不同处理土壤有机碳和活性有机碳呈先增加后降低的趋势,在水稻灌浆期达到较高值。垄高LG15和LG20与CK处理相比,土壤活性有机碳和难降解有机碳含量明显增加,说明冷浸田垄作免耕对其累积有促进作用。     

Responses of Saline Soil Properties and Cotton Growth to Different Organic Amendments

Application of organic waste to saline alkaline soils is considered to be a good practice for soil remediation. The effects of applying different organic amendments (e.g., cattle dung, vermicompost, biofertilizer) and earthworm inoculations (Eisenia fetida) on saline soils and cotton growth were investigated during 1 year of cotton cultivation. Compared to the control (applied with inorganic NPK fertilizer), applying organic amendments improved soil physicochemical properties. Biofertilizer application improved available nutrient content, reduced short-term soil electrical conductivity, and produced the highest cotton yield, whereas cattle dung and vermicompost applications resulted in higher soil organic matter content. Application of organic amendments significantly increased soil microbial biomass carbon during the flowering period, which sharply declined at harvest. This was especially true for the biofertilizer treatment, which also exhibited lower nematode abundance compared with the other organic materials. Earthworm inoculation following cattle dung application failed to significantly change soil physicochemical properties when compared to the treatments without earthworm inoculation. Results suggest that biofertilizer application to saline soil would improve soil nutrient status in the short-term, whereas cattle dung application would improve soil organic matter content and increase soil organism abundance to a greater extent. However, different strategies might be required for long-term saline soil remediation.     

沼液稻田消解对水稻生产、土壤与环境安全影响研究

为研究稻田消解沼液对水稻安全生产、土壤肥力及质量的影响,评价沼液施用后对水体及大气环境污染的风险,提出稻田沼液消解安全容量,在浙江省嘉兴市青紫泥田（属脱潜潴育型水稻土）上,进行3a定位田间小区试验,考察了不同沼液用量下水稻产量、稻谷及土壤中有害重金属含量差异,测定了稻田氨挥发通量及田面水、下渗水氮含量,并确定了稻田沼液消解容量。结果表明,连续3a、每年水稻生长季施灌沼液135～540kgN·hm-2的范围内,水稻产量与全化肥区持平或略有增产,施灌沼液处理的稻谷中有害重金属镉、铅、汞、砷含量没有明显增加;除高沼液用量处理土壤速效钾、缓效钾含量明显增加外,其他土壤肥力指标没有明显增加,土壤中重金属含量也没有明显积累;施用沼液处理田面水中铵态氮含量明显高于全化肥处理,但对土壤下渗水氮含量影响较小;2倍氮沼液用量下,水田消解中氨挥发量占总氮投入量的13%,高于全化肥处理10倍以上。在水稻生产安全、农产品安全、土壤质量可持续、农田水环境友好的前提下,水稻生长季沼液稻田消解的安全容量为540kgN·hm^-2·a^-1;氨挥发是目前沼液稻田消解中主要的环境风险。     

稻田长期垄作免耕对土壤肥力性状的影响研究

以长期田间定位试验为基本材料,研究了长期垄作免耕对稻田土壤肥力性状的影响.结果表明稻田长期垄作免耕有利于土壤结构的形成,土壤中＜0.01mm土粒团聚度增大,＞0.01mm有机微团聚体和＞0.01mm铁、铝-有机微团聚体所占比例表现为不同程度的提高,＞0.01mm元机微团聚体和钙、镁-有机微团聚体显著下降.免耕10年后,稻田长期垄作免耕土壤表层有机质含量提高,0～10cm土层的有机质含量达47.5g/kg,比常规平作高41.1%,比水旱轮作高51.3%,比试验前增加了89.0%;随着土壤层次的下移,各处理的土壤有机质含量降低.垄作免耕与常规平作和水旱轮作相比,土壤中的氮、磷、钾含量增加,稻田垄作免耕有利于土壤的定向培肥.     

休闲稻田消解沼液生态效应及其对水稻安全生产影响研究

为研究利用休闲稻田消解沼液生态效应及对后季水稻安全生产、土壤肥力及质量的影响,在浙江省嘉兴市脱潜潴育型水稻土青紫泥田上,进行4年定位田间试验,考察了休闲季灌施不同用量沼液对水稻产量、稻谷、土壤中有害重金属含量差异以及土壤中养分含量的变化,提出休闲稻田沼液消解安全容量。研究结果表明：休闲稻田灌施沼液可有效消解单一水稻轮作制地区沼气工程冬春季产生的沼液,每公顷休闲稻田每年安全消纳沼液3000t,后季水稻可在不施化学氮、钾肥,减半施用磷肥的基础上获得与全化肥处理相近或略高的产量;休闲季灌施沼液对土壤肥力有明显改善作用,土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、缓效钾都明显高于不灌沼液处理,但除土壤速效钾和缓效钾外,各种养分含量年度递增趋势并不明显,没有出现养分过度累积导致的富营养化;与全化肥处理相比,休闲季灌施沼液后土壤及稻谷中有害重金属含量没有明显增加;综合沼液灌溉对产量、土壤质量、稻谷安全品质监测结果,在水稻生产安全、土壤可持续利用的目标下,确定休闲稻田沼液安全消解容量为N1500kg·hm-2。