土壤对城市雨水径流中污染物的削减作用

[目的]分析城市雨水径流在土壤中的净化情况及径流污染物对土壤环境造成的影响。[方法]在充分了解陕西省西安市某地土壤特性和当地雨水径流水质的基础上,模拟城市土壤表层系统和雨水径流装置,研究雨水径流中的污染物在下渗过程中土壤表层对它们的削减作用及土壤基本理化性质的变化。[结果]在土壤层厚度为20cm,雨水渗透量为6 000ml,径流时间3h的条件下,裸土和绿地表层土壤对模拟雨水中各污染物的去除率均达到40%以上;土壤的密度及pH值基本未发生变化,氮的含量由原土的54.95mg/kg分别增加到65.10(绿地)和68.60mg/kg(裸土),有效磷的含量由原土的59.23mg/kg变化到82.39mg/kg(裸土)和39.93mg/kg(绿地),有机质的含量由原土的18.32mg/kg变化到19.28mg/kg(裸土)和14.04mg/kg(绿地)。[结论]绿地对雨水径流处理效果较好。在渗流过程中,土壤对氨氮的截留效果较为明显,短时间内土壤基本物理性质变化不大。     

多氯联苯污染土壤的Fenton试剂化学修复效应

采用室内模拟实验,研究了0.5mol/LFeSO4溶液与1.0mol/LH2O2溶液组成的Fenton试剂对污染土壤中PCBs的去除效果。结果表明:20ml FeSO4+40ml H2O2的Fenton试剂对PCBs污染土壤处理336h后,PCBs总量的去除率达71.9%,继续增加Fenton试剂剂量或延长Fenton反应时间对PCBs去除效果影响较小。Fenton试剂对三氯、四氯、五氯、六氯等PCBs同系物去除效果较好,去除率分别为92.5%、75.8%、51.4%、39.5%。加入Fenton试剂后,供试土壤的pH值出现明显降低,而对土壤有机质含量的影响不明显。可见,该剂量的Fenton试剂对PCBs污染土壤的修复有明显的效果,是一种可利用的环境修复材料。     

茶园土壤中氟去除模型研究

在单因素试验基础上,采用二次回归正交旋转组合设计对土壤中的氟去除进行了优化,建立了土壤氟潜在去除率(y)与EDTA浓度(x1)、溶液pH值(X2)、表面活性剂(SDS)投加量(x3)和土壤含氟量(x4)4个因素间的正交回归模型:Y=62.92642-6.80471x1+2.85102x2+3.74368x3-6.65557x12-4.74638x42+2.70625x1x4+2.70625x2x3.从模型推知,当EDTA浓度0.085 mol/L、溶液pH值8.9、SDS投加量21.70 mL和土壤含氟量650.65 mg/kg时,土壤氟潜在去除率最大,达71.70%,验证结果与模型值相近.     

厌氧土壤灭菌法对西瓜连作土壤性质的影响

对旱田和水田西瓜连作土用厌氧土壤灭菌法(ASD)处理,分别设对照(H1和S1,H指旱田土,S指水田土)、淹水对照(H2和S2)、添加1%稻草(H3和S3)、1%稻草+0.1%硫磺(H4和S4)、1%稻草+300 mg/kg氨水(H5和S5),混匀后淹水、密封,户外处理20 d。分别测定土壤pH值、EC值、NO_3~-、NH_4~+、SO_4~(2-)和土壤可培养微生物等指标。结果表明,ASD法可显著提高土壤pH值(P0.05),淹水对照和各处理土样的pH6.5(除H4和S4的pH6.5外),均显著高于对照(P0.05);有效调节土壤EC值,旱田土的淹水对照和各处理EC值均低于对照H1(除H5高于对照H1外),水田土S2和S3的EC值低于S1,S4和S5高于S1,但淹水对照和各处理EC值与对照相比,差异不显著(P0.05);降低土壤中NO_3~-、SO_4~(2-)含量,淹水对照和各处理土样中NO_3~-含量较对照降低79.4%~99.9%,除H4和S4中SO_4~(2-)含量较对照分别增加155.7%和58.9%外,淹水对照和其它各处理土样中SO_4~(2-)含量较对照降低38.2%~91.0%;尖孢镰刀菌西瓜专化型(Fusarium Oxysporum f.sp.Niveum,FON)数量显著降低(P0.05),旱田土和水田土中FON含量与对照H1和S1相比,分别由10~5和10~4CFU/g降至10~3CFU/g(其中各旱田土样中FON含量大小依次为H4H3=H5H2H1,各水田土样中FON含量大小依次为S4S3S5S2S1)。可见,ASD法可调节西瓜连作土理化性质,抑制FON,改善退化土壤质量。     

MgAl-LDHs磁性颗粒对镉污染农田土壤的减量修复研究

本研究以不同巯基改性的镁铝层状双金属氢氧化物(MgAl-LDHs)为原材料制备了四种毫米级磁性颗粒修复材料,并开展了对土壤中镉(Cd)去除效果的对比试验,考察MgAl-LDHs磁性颗粒修复材料的投加量和作用时间对Cd去除效果的影响,探讨了修复材料对三种实际污染农田土壤(Cd总量在0.73~0.86 mg/kg之间)中Cd的去除效果与机制。结果表明,以泰克莱尔MgAl-LDHs为原材料制得磁粒MgAl-LDHs-C对Cd的去除效果最好。确定磁粒MgAl-LDHs-C与土壤的最佳投加质量比为1:10,最适作用时间为3 h,在此条件下,浙江台州土壤DTPA提取态Cd含量由0.56 mg/kg下降至0.30 mg/kg；控制m(土):V(液)为1:2,反应温度为25 ℃,振荡频率为180 r/min,按照最优选投加量和作用时间分别向江苏太仓、甘肃白银和浙江台州污染农田土壤中施用MgAl-LDHs-C,三种土壤中Cd总量去除率分别达到26.0%、23.8%和34.7%。对土壤Cd的形态分析结果表明,MgAl-LDHs-C可以显著降低土壤可交换态、可还原态、可氧化态Cd的含量。本研究所制备的MgAl-LDHs-C材料具有良好的土壤Cd去除能力,可为Cd污染农田土壤的减量修复提供科学依据。     

麦芽糖等糖类对重茬土壤改良和苹果砧木生长的影响

研究土施麦芽糖等糖类对重茬土壤改良和苹果砧木生长的影响,为缓解当前苹果连作障碍提供新的途径。2014年4月,在装有10kg重茬土的苗盆中栽种长出5片真叶的平邑甜茶幼苗,分别施入浓度为50,100,200mg/kg的果糖、葡萄糖、麦芽糖和阿拉伯糖;2014年9月,测量生长量、土壤微生物及土壤总有机碳(TOC)。结果表明:与CK相比,200mg/kg葡萄糖处理,株高增加52.9%;200mg/kg麦芽糖处理,地茎增加12.2%、叶绿素相对含量增加12.5%;100mg/kg葡萄糖处理光合速率增加18.5%;50mg/kg果糖和阿拉伯糖处理能显著增加土壤中的细菌数量,分别增加了119.7%和127.6%;土壤中的放线菌数量会随着阿拉伯糖的施入浓度增加而显著提高,按施入浓度从低到高,土壤放线菌的数量分别增加了66.7%,222.9%,266.7%;50mg/kg麦芽糖处理,土壤中的真菌数量降低最多,减少了71.7%,效果极显著;100mg/kg葡萄糖处理,土壤TOC含量最高,升高60.0%。在研究结果基础上进行主成分分析得知,在100mg/kg麦芽糖处理下,相对于CK,株高提高47.9%、茎粗增加11.1%、叶绿素相对含量提高8.5%、光合速率提高16.3%、土壤中真菌数量降低49%、土壤中TOC含量高47.6%,均差异极显著。综上,土施100mg/kg麦芽糖显著提高苹果砧木生长;抑制重茬土中土壤真菌数量优势明显,其土壤改良效果显著。     

设施菜地土壤pH值、酶活性和氮磷养分含量的变化

为了了解设施菜地土壤的理化性质,测定了日光温室和塑料大棚黄潮土菜地和黑姜土菜地土壤的pH、土壤有机质、氮素、磷素和土壤酶活性含量,结果表明：设施菜地土壤pH值平均每年下降0.05～0.06,15年黄潮土菜地由碱性变为中性,黑姜土菜地由中性变为酸性。设施菜地土壤有机质和全氮含量升高,有机质含量比粮田高11.6%～62.8%。设施菜地土壤硝态氮含量为21.91～49.52 mg/kg,比粮田高13～18倍。设施菜地土壤磷素特别是无机磷积累量大,积累的磷主要分布于耕作层,10年左右菜地土全磷含量比粮田增加1000 mg/kg左右,积累速度约为100 mg/(kg·a),15年黄潮土菜地表层土壤中无机磷积累量为1335.7 mg/kg,有机磷积累量为67.9 mg/kg,二者相差20多倍。设施菜地土壤有效磷含量随种植年限增加而升高,10年左右的菜地土壤有效磷含量一般都在200 mg/kg左右以上,属于极高水平。设施菜地土壤无机磷形态含量变化大,黄潮土菜地Ca8—P、Ca2—P积累量高,黑姜土菜地土壤Al-P和O-P积累量高,黄潮土菜地Ca8—P含量以10年菜地土最大。黄潮土菜地土壤脲酶和碱性磷酸酶活性为黑姜土菜地土的3倍左右,黑姜土菜地土酸性和中性磷酸酶活性为黄潮土菜地土的5倍左右,黄潮土菜地土脲酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶和过氧化氢酶活性高于相临粮田,黑姜土菜地土壤脲酶、中性磷酸酶活性高于粮田,脲酶活性对菜地年龄和菜地类型的反应最敏感。所以设施菜地到一定年限后,土壤性质会发生变化,应采取措施防止土壤酸化,硝态氮,磷素累积。     

不同pH条件下腐植酸对土壤中砷形态转化的影响

为了探索在不同pH条件下腐植酸对土壤中砷形态转化及生物毒性的影响,应用油菜盆栽试验,检测砷加入土壤后15 d、45 d、90d土壤中AE-As(水溶态、可交换态和碳酸盐结合态)Fe,Mn-As(铁/锰氧化物结合态),O,S-As(有机物及硫化物结合态),Res-As(残渣态)的含量及油菜生物量.结果表明,外源水溶态砷加入土壤后均迅速向相对稳定的形态转化,15 d时A3H1(pH9.5,腐殖酸用量为0g/kg)和A3H4(pH9.5,腐殖酸用量20 g/kg)处理的AE-As含量分别为13.40 mg/kg、9.23 mg/kg,转化率分别为78.7％、82.51％;在90 d时,A3H4处理的AE-As、Fe,Mn-As含量分别为6.28 mg/kg、1.23 mg/kg,仅为处理A3H1处理的53.9％和10.7％,O,S-As、Res-As含量分别为20.24 mg/kg、41.21 mg/kg,是处理A3H1的165％和127％.说明腐植酸更有利于土壤中AE-As向其他相对稳定的形态转化,主要体现在O,S-As的增加,腐植酸对碱性土壤中砷向较稳定形态转化的促进作用更加显著,而且与腐植酸的施用量呈正相关.外源砷在碱性条件下对植物的毒害更大,腐植酸用量在10 g/kg土时就可以有效降低砷的毒害.     

阜平县不同海拔梯度下耕地土壤养分现状与分布特征

为在太行山区阜平县对耕地土壤提出科学合理的施肥理论依据,利用2018年阜平县耕地测土配方施肥调查数据,运用统计学和克里金插值方法研究了阜平县耕层土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾及pH等养分含量现状及分布特征。结果表明:当前阜平县耕地土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的均值含量分别为7.08,21.84 g/kg,70.53 mg/kg,22.43 mg/kg,75.43 mg/kg,土壤pH值主要为中性水平,占比65.42%; 土壤有机质含量、碱解氮含量和速效钾含量均表现为以中等含量水平为主,占比分别为45.55%,43.19%和59.86%,处于中等及以上的占比分别为98.76%,64.42%和75.96%; 土壤有效磷含量主要处于高等含量水平,占比29.99%,而高等及以上水平占比74.15%。从空间分布上耕地土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾大体均呈现由东南向西北逐渐增长的趋势,而从海拔梯度分区下有机质和有效磷呈现丘陵区(21.85 g/kg)<低山区(21.92 g/kg)<中山区(22.70 g/kg)趋势,碱解氮呈现中山区(64.72 mg/kg)<丘陵区(70.53 mg/kg)<低山区(70.71 mg/kg),速效钾呈现低山区(74.75 mg/kg)<丘陵区(75.21 mg/kg)<中山区(83.78 mg/kg)趋势,土壤pH均不呈现明显规律。土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾与海拔地形要素均呈现极正相关关系。结果可为阜平县耕地科学合理施肥提供理论依据,并推动精准农业发展,促进乡村振兴。     

石灰性土壤施用氯化钙对冬小麦生长及钙锌吸收的影响

【目的】北方石灰性土壤碳酸钙含量、p H高等因素制约了小麦对锌的吸收,但由于交换性钙含量高,这一地区作物钙锌营养及其相互作用的研究一直缺乏。本研究通过冬小麦盆栽试验,研究石灰性土壤上不同氯化钙用量对冬小麦生长及钙锌吸收利用的影响,初步探索冬小麦钙锌的相互作用。【方法】选取西北农林科技大学农作一站麦田耕层0—20 cm的土壤进行冬小麦盆栽试验。设5个处理,在施N 0.3 g/kg、P2O50.2 g/kg、K2O 0.3 g/kg土基础上,以氯化钙为钙肥,设施Ca 0、0.3、0.6、0.9和1.2 g/kg土5个水平,每个处理4次重复,完全随机区组设计。供试品种为小偃22,2010年10月15日播种。在收获期采集小麦地上部,分别测定茎叶、颖壳和籽粒烘干重及其钙、锌的含量,收获后土壤p H、交换性钙及有效锌的含量,并计算冬小麦钙、锌累积量及钙、锌收获指数。试验数据采用Excel软件进行计算处理,DPS软件进行方差分析。【结果】小麦籽粒产量和地上部生物量随氯化钙用量升高而增加,施Ca 0.6、0.9和1.2 g/kg时小麦地上部生物量显著提高9.8%17.5%,籽粒产量在施Ca 0.9和1.2g/kg时分别显著增加10.7%和22.7%。施用氯化钙显著提高了小麦茎叶和颖壳中的钙含量,茎叶钙含量在施Ca0.9和1.2 g/kg时分别较对照显著提高53%和68%,颖壳钙含量在施Ca 0.6、0.9和1.2 g/kg时分别显著增加34%、36%和51%,籽粒钙含量无显著变化。整株钙累积量随施钙量的提高显著增加38.6%91.4%。施Ca 0.9和1.2 g/kg,籽粒锌含量显著增加,分别由对照的33.7 mg/kg提高到42.0和41.6 mg/kg。整株锌累积量随施钙量提高而显著增加,施Ca 1.2 g/kg时最高,比对照提高47.0%。收获后土壤交换性钙、有效锌含量无显著差异,但施Ca 0.9和1.2 g/kg时土壤p H分别由对照的8.16降低至7.93和7.97。【结论】发现盆栽试验条件下,石灰性土壤适量施用氯化钙可促进小麦干物质形成,增加籽粒产量;整株吸钙量随施钙量的提高显著增加,但不影响籽粒钙含量;施用氯化钙显著降低了土壤p H,同时促进了小麦对锌的吸收以及向籽粒的转移。该结果可为理解石灰性土壤中锌的活化机制,促进作物对锌的吸收利用提供参考。