不同钝化剂组合对水稻各部位吸收积累Cd及产量的影响

为筛选出能有效抑制水稻各部位吸收积累Cd及提高产量的有机和无机材料钝化剂组合,选取贵州存在稻米镉超标的水稻土,以水稻盆栽试验研究15种钝化剂组合对土壤中可交换态Cd、水稻各部位吸收积累Cd及稻谷产量的影响。结果表明:施用15种钝化剂组合使土壤pH上升0.25～1.04,土壤阳离子交换量增加2.65%～50.96%,土壤有机质上升0.22%～17.20%,土壤可交换态Cd含量降低5.21%～20.56%;水稻根系、秸秆、稻壳和糙米中Cd含量分别降低6.66%～45.58%、12.88%～49.76%、27.15%～59.79%和12.85%～68.62%,稻谷产量增加20.59%～62.14%,水稻根、秸秆、稻壳和糙米富集系数范围分别为1.01～1.67、0.16～0.28、0.12～0.22和0.09～0.24,根系对Cd的富集能力最大。施用生石灰+钝化剂1+鸡粪、生石灰+钝化剂2+鸡粪、生石灰+钝化剂3+鸡粪和生石灰+钝化剂4+鸡粪4种钝化剂具有较好的降Cd效果,均使糙米中Cd含量低于0.2 mg·kg~(-1),符合国家食品污染物限量标准,且其增产作用又明显。该结果可为贵州山区稻田Cd污染土壤改良及安全利用提供科学依据。     

土壤钝化剂对黑土中铜的原位固定作用

采用盆栽试验研究3种钝化剂(粉煤灰、磷灰石和膨润土)对黑土中铜(Cu)的化学形态、生物积累和有效性的影响。结果表明:3种钝化剂能显著降低Cu污染黑土中水提取态(DW)、TCLP提取态和二乙基三胺五乙酸-三乙醇胺(DTPA-TEA)提取态Cu含量,其中以膨润土的效果最为明显;Tessier连续提取测定发现,3种钝化剂显著降低非残留态Cu(水溶态和交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机结合态)含量(p<0.01),增加残留态Cu含量,表明3种钝化剂通过改变黑土中Cu的化学形态,降低了黑土中Cu的可淋失性和生物有效性;与对照相比,添加钝化剂能显著降低水稻地上部分的Cu含量(p<0.01),如在400Cu mg/kg处理的土壤上,添加2.5%的粉煤灰、磷灰石和膨润土使米粉中的Cu含量分别降低21.8%,22.7%和31.9%。土壤中可淋失态和生物有效态Cu的分析表明,钝化剂主要是通过改变土壤中Cu的化学形态,降低土壤中Cu的生物有效性,以降低Cu在水稻中的积累;试验表明,Cu污染土壤中施用钝化剂可以修复Cu污染,降低水稻Cu污染风险。     

施用猪粪对不同类型土壤中铜的赋存形态及小白菜吸收铜的影响

【目的】探讨猪粪中铜（Cu）的输入对土壤中Cu的赋存和生物有效性的影响。【方法】将1%和3%的腐熟猪粪（干猪粪∶秸秆=10∶1）添加到黄褐土、红壤、黑土、褐土中,分别老化0、1、2、3、5个月后,进行小白菜盆栽实验。【结果】与对照相比,施用猪粪使黄褐土、红壤、黑土和褐土土壤铜（Cu）全量分别显著增加了20.23%～50.43%、79.87%～142.6%、52.41%～76.43%和41.14%～92.24%。四种土壤中水溶态（F1）、碳酸盐结合态（F3）Cu占比均增加,施用3%猪粪的红壤未老化处理中F1-Cu和黄褐土未老化处理中F3-Cu增幅最大,分别达4.55%和16.47%。土壤铁锰氧化态（F5）、有机结合态（F6）Cu占比增加,残渣态（F7）占比降低。土壤有效态Cu的占比与猪粪老化时间呈显著负相关,3%猪粪老化5个月处理的黄褐土、黑土和褐土土壤有效态Cu占比分别降低12.85%、4.11%和3.68%,而红壤有效态Cu占比随老化时间变化不显著。在黄褐土中,腐殖酸结合态（F4）Cu的占比随猪粪老化时间的延长逐渐增加。施用猪粪显著增加小白菜对Cu的吸收,其中红壤的增幅最大,根系与地...     

不同钝化剂对猪粪堆肥中重金属形态转化的影响

采用三级四步连续提取法(BCR)研究了磷矿粉、硅藻土和膨润土3种重金属钝化剂对猪粪堆肥过程中重金属As、Pb、Cd含量和形态的影响.结果表明:(1)堆肥处理后,重金属总量会表现出“相对浓缩效应”,使其浓度升高.(2)堆肥处理能促进重金属As、Pb、Cd的形态向活性降低的方向转化,从而降低其生物有效性.(3)不同钝化剂对不同重金属钝化效果不同,膨润土和磷矿粉对交换态铅的钝化效果较好;膨润土对交换态砷的钝化效果较好;硅藻土对交换态镉的钝化效果较好.因此,磷矿粉、硅藻土和膨润土处理有利于降低猪粪堆肥施用中的重金属污染风险.     

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。     

添加紫云英和水稻秸秆对土壤养分含量和铜形态的影响

  目的  通过分析紫云英（Astragalus sinicus L.）、水稻秸秆对轻度铜污染土壤的主要养分含量以及铜的有效性和各形态的影响,为紫云英、水稻秸秆腐解还田治理轻度铜污染的稻田土壤提供相应的理论支撑。  方法  采用室内培养的方法,设置5个处理,分别为不添加任何有机物料（CK）、添加水稻秸秆（R）、紫云英（G）、水稻秸秆和紫云英质量比3∶1（R3G1）、水稻秸秆和紫云英质量比1∶1（R1G1）。  结果  添加紫云英和水稻秸秆,显著提高主要土壤养分含量。添加紫云英（G）处理土壤全氮和有效磷含量比添加水稻（R）处理分别提高了26.92%和11.46%。添加紫云英（G）处理显著提高土壤可溶性有机氮（P < 0.05）,分别比R3G1和R1G1处理增加8.40%和20.47%。添加水稻秸秆和紫云英（R3G1）处理有助于提高土壤可溶性有机碳（P < 0.05）,分别比单独添加水稻秸秆（R）和紫云英（G）处理增加32.81%和15.94%（P < 0.05）。无论添加紫云英、水稻秸秆以及二者共同添加均显著降低了土壤有效态铜含量,R3G1和R1G1处理土壤有效态Cu含量显著低于单独添加紫云英（G）和水稻秸秆（R）处理（P < 0.05）。添加有机物料（紫云英、水稻秸秆）均使土壤弱酸提取态铜含量显著降低15.45% ~ 23.19%,使土壤残渣态铜含量提高6.08% ~ 11.39%;R3G1处理土壤残渣态铜含量最高,显著高于G和R1G1处理（P < 0.05）。通过冗余分析认为可溶性有机磷和可溶性有机氮与铜有效性和弱酸提取态呈负相关关系,对铜有效性和形态的解释量分别达到61.5%和23.3%。  结论  紫云英和水稻秸秆单独和混合添加到土壤均有助于提高主要土壤养分含量,同时也均能降低土壤有效铜含量,提高铜的稳定性,其中添加水稻秸秆与紫云英质量比为3∶1对铜的稳定效果最佳。     

不同调控措施对个旧矿区水稻土 As修复及水稻 As累积的影响

在大田试验条件下,研究了复合钝化剂A1(蛭石+硫酸亚铁),A2(纳米活性炭+硅钾钙镁肥)、A3(火山石+钙镁磷肥+有机肥)和B1(叶面硅肥)单一和联合7种不同的调控处理(A1、A2、A3、B1、A1B1、A2B1、A3B1)对云南省个旧矿区稻田As污染土壤的修复效应及对稻米As累积的影响。结果表明:添加土壤钝化剂后土壤pH值均有不同程度的升高;非专性吸附态和专性吸附态As含量均有不同程度的降低,联合调控处理效果优于单一处理;不同处理对水稻均有不同程度的增产效果,A1B1、A2B1、A3B1 3种联合调控处理后水稻产量分别增加28.0%、27.2%和29.7%,联合调控增产效果较单一好;不同处理水稻根系、茎叶、糙米中As含量和无机As含量都有不同的程度的降低,A2B1联合调控处理糙米中As含量和无机As含量分别降低60.3%和77.1%,效果较其它处理好;不同钝化剂处理下,根系到茎叶、茎叶到糙米、根系到糙米的转运系数都明显降低,A2B1联合调控处理效果较其它处理优。综上,采用土壤钝化-农艺联合调控措施,即基施蛭石和硫酸亚铁联合钝化剂,同时在水稻灌浆期和抽穗期喷施叶面硅肥(A2B1),能有效修复个旧矿区As污染土壤,有效降低糙米中As的含量和无机As含量,有效提高矿区稻米安全质量,该项技术可在As污染的农田推广应用。     

铬铜复合污染下铬形态分布及与土壤酶活性的关系

采用土培盆栽实验和室内分析相结合的方法,研究了Cr单一和Cu-Cr复合污染条件下,外源施加的Cr在土壤中的形态变化及其对土壤酶活性的影响。结果表明：随外源Cr浓度的增加,土壤交换态Cr含量增多,残渣态占总量的百分比减少,铁锰氧化物结合态与有机结合态变化不大（碳酸盐结合态未检出）。Cu-Cr复合污染条件下,≤400mg·kg-1Cu能促进Cr从有机结合态向交换态及铁锰氧化物结合态转化（P〈0.05）,而高浓度Cu（800mg·kg-1）却抑制了这种转化的发生。与对照（CK）相比,重金属Cu、Cr单一及复合污染均对土壤脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性产生一定的抑制作用,且酶活性抑制率随外源金属浓度的增加而增大;3种供试酶相比较,Cr、Cu对土壤脲酶和碱性磷酸酶活性影响较大,对除C（r5mg·kg-1）处理的过氧化氢酶活性影响较小;低浓度C（r5mg·kg-1）对土壤过氧化氢酶活性有一定激活作用。土壤脲酶活性受土壤交换态Cr含量的影响较大;碱性磷酸酶活性与铁锰氧化物结合态Cr含量有关;铁锰氧化物结合态和有机物结合态Cr对土壤过氧化氢酶活性产生一定的影响。残渣态Cr含量与3种供试的土壤酶活性间无显著相关。     

长期施用有机肥对紫色水稻土铁锰铜锌形态的影响

以长期定位试验为基本材料 ,研究了 9年连续施用有机肥对紫色水稻土铁、锰、铜、锌形态的影响。结果表明 ,有机肥是土壤铁、锰、铜、锌的良好给源。紫色水稻土长期施用有机肥与单施化肥比较 ,土壤中的全铁、全锰变化不大 ,全锌提高了 5.5%～ 30.0% ,交换态铁、碳酸盐结合态铁、有机态铁、无定形结合态铁分别提高了1.5%～12.7%、2.4%～8.9%、11.6%～19.5%、32.5%～72.5%。锰、锌的各形态数量均有不同程度的增加。同时 ,长期施用有机肥增大了土壤铜的消耗 ,全铜含量有下降的趋势。     

不同种植作物对污灌区土壤铜形态的影响

为弄清在污灌区农田种植玉米、大豆、高粱、向日葵、菊花5种作物对土壤中铜形态的影响,采用Tessier五步连续提取法对种植前后不同形态铜含量进行测定。结果表明:种植5种作物后土壤可交换态铜的含量均有增加,玉米土壤增加率最高,达到25.67%;碳酸盐结合态铜、有机结合态铜含量大致都呈降低趋势,菊花土壤降低率最高,分别达到57.95%和58.6%;铁锰氧化物结合态铜的含量在种植玉米、大豆、向日葵后均有所增加,而种植高粱和菊花后有所降低;残留态铜的含量总体呈降低的趋势。在垂直深度上,可交换态铜的含量在不同土层均表现为增加,其中种植玉米后增加最明显;碳酸盐结合态铜和残留态铜在种植作物后均表现为降低,降低率随土层加深而增加;铁锰氧化物结合态铜和有机结合态铜的变化率在不同土层没有明显的规律性。     

稻秸的不同组分对水稻土微生物量碳氮及可溶性有机碳氮的影响

为探明稻秸(稻草)及其不同组分(腐解稻秸、可溶性有机物和去活稻秸)对红黄泥水稻土微生物量碳、氮(MBC、MBN)和可溶性有机碳、氮(DOC、DON)含量的影响。通过室内恒温培养试验,研究了长期淹水条件下,添加稻秸及其组分对MBC、MBN、DOC和DON的影响。结果表明,与对照(S处理)相比,添加稻秸(RS+S处理)、腐解稻秸(DRS+S处理)和去活稻秸(NARS+S处理)均提高了MBC,提高幅度分别为11.17%(p0.01),1.83%和6.25%(p0.05),添加可溶性有机物(DOM+S处理)处理降低了MBC,降低幅度为2.67%;RS+S处理提高了MBN,提高幅度为15.29%,DRS+S、DOM+S和NARS+S处理均降低了MBN,降低幅度分别为15.19%,3.09%和15.92%。与S处理相比,RS+S、DRS+S、DOM+S和NARS+S处理均极显著提高了红黄泥DOC(p0.01),提高幅度依次分别为13.33%,10.88%,6.81%和11.41%;RS+S、DRS+S和DOM+S处理均显著提高了红黄泥DON(p0.05),NARS+S处理极显著提高了红黄泥DON(p0.01),提高幅度依次分别为6.96%,10.84%,10.12%和13.41%。与S处理相比,DRS+S和NARS+S处理极显著提高了MBC/MBN,RS+S处理显著降低了MBC/MBN,DOM+S处理对MBC/MBN几乎没有影响;各处理对DOC/DON没有显著影响。稻秸及其不同组分对红黄泥水稻土MBC、MBN、DOC和DON含量的影响基本一致,但影响程度存在差异,稻秸和去活稻秸影响较大。结果可为稻秸及其不同组分对MBC、MBN、DOC和DON的影响机理提供基础数据,进一步揭示稻田土壤速效养分的来源与转化关系,为农业生产中秸秆的科学利用和稻田土壤肥力定向培育提供科学依据。     

稻草原位还田对双季稻田土壤理化与生物学性状的影响

于2010-2011年通过大田试验研究等量施肥条件下稻草不同原位还田方式(稻草全量还田、稻草烧灰还田和稻草不还田)对双季稻田土壤理化特性和生物学性状的影响.结果表明:稻草全量还田2年(4季)有利于改善土壤物理性状和提高耕作层土壤有机质、不同形态碳素、碱解氮、速效氮和缓效钾含量.土壤中3大类微生物总量以稻草还田处理大于稻草不还田和稻草烧灰还田,其土壤细菌、真菌的数量增加,而放线菌的数量减少;土壤蔗糖酶活性明显增加,而脲酶和过氧化氢酶活性变化不大.土壤脲酶活性与土壤全氮含量呈显著相关,蔗糖酶活性与有机质、全氮含量呈显著或极显著相关,过氧化氢酶活性与全氮、碱解氮和速效钾含量呈显著或极显著相关.     

酸度对土壤溶液中铜形态的影响及其与黑麦草生长关系的研究

研究了酸度对土壤溶液中铜形态的影响以及不同形态铜与黑麦草吸收及其生长的关系。结果表明：酸度强烈地影响土壤溶液中铜的化学形态，随着酸度的增加，土壤溶液中各种形态铜的含量包括水溶态铜、离子态铜及与易溶有机物结合的铜都相应增加，而且随处理铜浓度的增加不同酸度土壤上的差异更大。酸度能影响黑麦草对铜的吸收，随酸度的增加，黑麦草对铜的吸收增加。其中在对照及低铜处理中两种土壤的差异不显著，而在处理铜浓度高于50mg／kg以后两种土壤上的黑麦草铜含量差异都达显著水平。黑麦草的生长随土壤酸度的增加而变差，随处理铜浓度的增加，两种土壤的差异逐步达显著水平。黑麦草的生物量与黑麦萆体内铜含量、土壤水溶态铜、有机结合态铜及离子态铜都呈极显著的负相关关系。酸度也影响土壤溶液中易溶有机碳的含量，随酸度的降低有机碳的水平呈增加的趋势．在部分铜处理水平间差异达显著水平。     

适于轻度Cd、As污染土壤种植的水稻品种筛选

对重金属具有高耐性、低富集的水稻品种可用于轻度重金属污染的水稻土。采用温室盆栽试验研究2种水稻土（红泥田和黄泥田）中Cd、As污染对9种水稻生长的影响,分析不同水稻品种对Cd、As富集能力的差异。结果表明,As污染处理下所有水稻品种的生物量均显著降低,在红泥田上,水稻生物量降低幅度为29.4%～54.3%;在黄泥田上,降低幅度为29.5～53.3%。不同水稻品种对As耐性有显著差异（P〈0.05）,晚粳9707（粳稻）生物量降幅较小,耐性较高;浙1500（籼稻）降幅较大,耐性较低。对于Cd污染处理,在2种类型土壤上9种水稻对Cd耐性差异不显著。不同水稻品种对土壤Cd、As的富集能力有显著差异（P〈0.05）。在2种类型土壤上,德农2000（杂交稻）和浙1500（籼稻）分别对As、Cd的富集系数最高,对As、Cd污染敏感;南粳32（粳稻）对Cd、As的富集系数均较低,对Cd、As污染不敏感。在9个水稻品种中,南粳32对Cd、As的富集能力最低,并且对As耐性较高,适合在Cd、As轻度污染的水稻土上种植。     

不同节水稻作模式对土壤理化特性和土壤酶活性影响研究

针对南方丘陵区季节性干旱现状与目前稻田单一化的连作耕作制度对农田环境造成的不利影响因素,通过4a田间定位试验研究了节水稻作模式下土壤理化性状和土壤酶活性变化规律影响.结果表明,与该区常规稻作模式相比.在试验设计范围内,节水稻作模式下稻田的土壤理化性状明显改善,随着耕种年限增加,土壤容重下降,而孔隙度增加.土壤通透性增强,有效阻止土壤次生潜育化和土壤酸化.提高了土壤pH值;就土壤酶活性而言,节水稻作模式处理酶活性常规稻作模式相比.除转化酶外,其它酶活性均有不同程度的增加,尤其对磷酸酶与脲酶影响最大.     

硅对籼稻和粳稻品种磷积累的影响

硅(Si)可以改善磷(P)的营养,但是其内在机制尚不明确。本研究以4个籼稻和3个粳稻品种为研究对象,通过水培试验探究硅对不同水稻品种磷积累的影响。在营养液中添加硅显著降低了籼稻和粳稻品种的地上部磷含量,但几乎不影响根部磷含量。加硅处理不影响所有供试水稻品种的磷吸收及磷从根系向地上部的转移,但提高了磷的利用效率,增加了植株P/Mn和P/Zn比率。磷转运蛋白(PT)基因表达分析表明,在粳稻品种中只有OsPT6被硅下调,而Os PT6在籼稻品种中没有显著性变化;其他PT基因的表达不受硅的影响。由此,硅对不同水稻品种的磷积累有不同的影响,磷利用率的提高可能归因于较高的P/Mn和P/Zn比率,从而导致植物中较高的有效磷。     

海藻中铬形态和含量的检测分析方法研究

为研究海藻中铬的形态和含量,本试验采用IonPac CG5A(4 mm×50 mm)阳离子色谱柱,考察并优化络合剂的种类和浓度、流动相的种类和浓度、pH值、温度及游离态铬的提取方式等条件对Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)分离效果的影响。采用高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱(HPLC-ICP-MS)对Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)进行分析,并利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定海藻中总铬、结合态铬、游离态铬的含量。结果表明,海藻样品在40℃超声条件下,以5 mmol·L^-1吡啶-2,6-二羧酸(PDCA)的硝酸铵溶液(pH值7.0)为络合剂提取10 min,以50 mmol·L^-1硝酸铵溶液作为流动相,可同时测定海藻中Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ),该方法操作简单,灵敏度和准确度高。此外,海藻中的铬主要以结合态形式存在,游离态铬的含量较低,且游离态铬以Cr(Ⅲ)形态存在为主。Cr(Ⅵ)形态较少,且含量均低于检出限。本试验通过建立海藻中Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)分析方法并对海藻中各种形态铬的含量进行分析检测,为相关标准的制定提供了分析方法和数据支撑。     

赤泥对Cd污染稻田水稻生长及吸收累积Cd的影响

采用田间小区试验,研究了不同赤泥施用量对酸性Cd污染稻田（潮泥田）水稻生长及吸收累积Cd的影响。结果表明,赤泥施用量为4 948 kg·hm-2时水稻产量达到最高,其主要作用是促进了水稻有效穗的形成。同时施用赤泥能显著提高土壤pH,降低土壤有效态Cd含量和减少水稻Cd累积。与不施赤泥的对照相比,施用赤泥3 000 kg·hm-2的处理水稻增产12.4%（P〈0.05）,水稻根Cd降低22.0%（P〈0.05）,糙米Cd（0.14 mg·kg-1）降低40.8%（P〈0.01）,并达到国家粮食卫生标准（GB2715—2005）;当赤泥施用量增至9 000 kg·hm-2时,土壤pH提高12.0%（P〈0.01）,有效态Cd含量降低24.9%（P〈0.05）,水稻根系、茎叶和糙米Cd分别降低55.7%（P〈0.01）、54.5%（P〈0.01）和69.9%（P〈0.01）。表明利用赤泥修复中轻度酸性Cd污染土壤是可行的,并能起到改良土壤和促进水稻增产的效果。试验所用赤泥重金属含量很低,不会造成二次污染。但将赤泥大面积应用于酸性Cd污染稻田还需要系统研究应用参数,并采取农机配套和激励机制来鼓励农民自发行动的积极性。