黄土高原沟壑区苹果园土壤重金属含量特征研究

以黄土高原沟壑区的苹果园为研究对象,对6～36 a苹果园土壤重金属含量状况进行研究,结果发现,该区苹果园的高投入种植管理模式,能够影响重金属在土壤中的迁移与富集,使土壤重金属含量发生明显变化。土壤Cu含量随树龄增加而增加,20 a以上的土壤-果树系统对土壤Cu的输入与输出趋于平衡,Cu含量变化不大,且耕层土壤Cu含量较高。Cr含量随树龄线性递增,36 a果园0～20 cm,20～40 cm和40～60 cm土层Cr含量分别比6 a果园增加27.14%,17.09%和19.17%。Cd含量随树龄增加先增加后减少,长期大量施用磷肥是土壤Cd的主要来源,果园生态系统深层土壤Cd含量的峰值比耕层提前出现。Pb含量以15～26 a果园含量最高,树龄〈15 a和〉26 a时Pb含量较低。Hg含量则以15 a为转折点,在不同土层上呈现出不同的变化趋势。As含量在树龄〈15 a时逐渐降低,15～20 a时逐渐增加,20 a以后果园土壤As含量趋于不变,且各土层之间差异不显著。     

黄土高原沟壑区苹果园土壤重金属含量特征研究

以黄土高原沟壑区的苹果园为研究对象,对6～36 a苹果园土壤重金属含量状况进行研究,结果发现,该区苹果园的高投入种植管理模式,能够影响重金属在土壤中的迁移与富集,使土壤重金属含量发生明显变化.土壤Cu含量随树龄增加而增加,20 a以上的土壤-果树系统对土壤Cu的输入与输出趋于平衡,Cu含量变化不大,且耕层土壤Cu含量较高.Cr含量随树龄线性递增,36 a果园0～20 cm,20～40 cm和40～60 cm 土层Cr含量分别比6 a果园增加27.14%,17.09%和19.17%.Cd含量随树龄增加先增加后减少,长期大量施用磷肥是土壤Cd的主要来源,果园生态系统深层土壤Cd含量的峰值比耕层提前出现.Pb含量以15～26 a果园含量最高,树龄＜15 a和＞26 a时Pb含量较低.Hg含量则以15 a为转折点,在不同土层上呈现出不同的变化趋势.As含量在树龄＜15 a时逐渐降低,15～20 a时逐渐增加,20 a以后果园土壤As含量趋于不变,且各土层之间差异不显著.     

藏中矿区重金属污染对土壤微生物学特性的影响

土壤微生物对土壤重金属污染反应敏感,是探讨矿区土壤重金属污染生态效应的有效指标之一。通过野外调查与采样和室内分析,研究了藏中矿区重金属污染对土壤蔗糖酶、脲酶、脱氢酶和酸性磷酸酶活性、微生物生物量C（MBC）、N（MBN）和P（MBP）、土壤基础呼吸、代谢商（qCO2）及可矿化N的影响。研究表明,矿区土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cd全量和有效含量均高于对照土壤;随着矿区土壤重金属含量增加,土壤酶活性、微生物量C、N和P、可矿化N均逐渐降低,土壤基础呼吸和qCO2则逐渐升高;土壤重金属与土壤蔗糖酶活性、脲酶活性、脱氢酶活性、酸性磷酸酶活性、MBC、MBN、土壤基础呼吸、qCO2及可矿化N具有显著的线性相关;脱氢酶活性对土壤重金属污染最为敏感,表明脱氢酶活性可作为藏中矿区土壤环境质量变化的有效指标。     

间作白三叶对苹果/白三叶复合系统土壤微生物量碳、氮及酶活性的影响

以渭北黄土高原苹果园土壤为研究对象,设置传统苹果（Malus domestica Borkh.）园清耕及间作白三叶（Trifolium repens L.）两个处理,测定和分析了不同土层（0—5 cm,5—10 cm,10—20 cm及20—40 cm）的土壤微生物量碳（SMBC）、氮（SMBN）、4种土壤酶活性、有机碳（SOC）和全氮（TN）等指标,从土壤微生物碳、氮及酶活性的角度探讨间作白三叶对苹果/白三叶复合系统土壤的影响。结果表明:间作白三叶能够显著提高土壤微生物量碳、氮的含量和土壤酶活性,提高土壤微生物对有机碳和全氮的利用效率,其作用随着土层深度的增加而降低,在表层土壤效果更为显著。土壤微生物量碳、氮及土壤酶活性与土壤有机碳、全氮呈极显著相关或显著性相关。苹果园土壤微生物量碳、氮及土壤酶活性能敏感响应生草间作,可以作为评价果园生草对果园土壤影响的良好指标。     

洛川县不同种植年限果园土壤基本性质与重金属含量评价

研究了洛川县20 a与60 a果园土壤基本性质和土壤中的重金属含量,并对土壤环境质量进行了评价.结果表明,洛川县20 a与60 a果园土壤为壤土,CaCO3含量最大值为141.71 mg/kg,土壤TOC平均含量大于1.26%,土壤pH值在7.95～8.62之间,土壤特征基本满足苹果生长的要求,20 a与60 a果园土壤重金属含量均略大于其背景值,砷的最大平均含量值为14.4 mg/kg,铬为84.4 mg/kg,铜为31.7mg/kg,铅为24.8 mg/kg,镍为33.1 mg/kg,锌为144.5 mg/kg,但两果园土壤环境指标的单项污染指数均小于1,综合污染指数小于0.7,土壤环境质量为清洁.     

天水苹果园土壤重金属富集状况评价及来源分析

对天水果园表层（0~20 cm）219件土壤样品进行研究,测定5种重金属（Zn、Cu、Pb、Cr和Cd）及有机质含量,以天水小陇山土壤为对照,运用相关分析和主成分分析方法区分土壤中重金属的来源。结果表明,①Zn、Cu、Pb、Cr和Cd含量分别为77.39、23.03、23.62、61.49 mg.kg-1和0.07 mg.kg-1,其中Cd极显著（P〈0.01）高于小陇山土壤,其余4种重金属虽高于小陇山土壤但无显著差异性（P〉0.05）;②研究区土壤Cu、Pb、Cr三者间在0.01或0.001水平上具有显著正相关性,且这3种重金属与土壤有机质具有显著正相关性,其余重金属间不存在显著相关性;③主成分分析显示Cu、Pb和Cr来源相似,主要来自于成土母质,Cd来源于人为施肥因素,Zn的富集受多种因素影响。研究评价结果显示,天水地区果园土壤Cd受人为施肥影响较大,具有一定程度的富集。     

洛川苹果园地土壤重金属污染调查与评价

通过对洛川苹果园地土壤样品的采集、监测,依据无公害果园产地土壤环境质量标准和绿色食品产地土壤环境质量标准,重点分析评价了对土壤环境及人体危害较大的Cd、As、Cr、Pb等重金属元素的污染现状。评价结果表明:以无公害果园产地土壤环境质量为评价标准,洛川苹果园地土壤重金属污染程度有As>Cr>Cd>Pb的特征,土壤重金属综合污染指数为0.51,土壤Cd、As、Cr、Pb单项污染指数平均值均小于0.7,土壤环境中的重金属元素含量现状水平符合无公害苹果生产的要求;以绿色食品产地土壤环境质量为评价标准,洛川苹果园地土壤重金属污染程度有As>Pb>Cr>Cd的特征,土壤重金属综合污染指数为0.64,土壤Cd、Cr、Pb单项污染指数平均值均小于0.7,土壤As单项污染指数平均值大于0.7,但小于1。土壤环境中的重金属含量现状水平符合绿色食品苹果生产的要求。但土壤As单项污染指数平均值为0.74,已超过绿色食品产地土壤污染警戒线。洛川苹果园地土壤重金属As污染程度较高,主要是由于人为长期不合理使用含As农药、化肥所致。因而,洛川苹果生产中应将土壤环境中的As作为严控的土壤污染物。     

生物质炭添加对重金属污染稻田土壤理化性状及微生物量的影响

分析了生物质炭添加对红壤性水稻土理化性状、重金属含量及微生物生物量的影响。通过田间小区长期定位试验,一次性施入不同量生物质炭(0,10,20,30,40t/hm2),于2017年9月采集各处理表层土样(0—15cm),研究土壤理化性状、重金属含量及微生物生物量的变化。结果表明:生物质炭添加对土壤理化性状、重金属含量及微生物生物量均有显著影响。与对照相比,供试土壤的pH、EC和有机质含量随生物质炭添加量的增加而增大,增幅分别为5.11%~18.43%,37.62%~104.31%和1.72%~22.41%,而有效磷和铵态氮含量随生物质炭添加量的增加呈先增大后减小趋势,分别在生物质炭添加量为10t/hm2和30t/hm2时达到最大值。随生物质炭添加量的增加,土壤有效态Cd和有效态Pb含量均呈降低趋势,而土壤有效态As含量呈先增加后减少的趋势,三者均在生物质炭添加量为40t/hm2时达到最小值。土壤微生物生物量碳、氮和微生物商随生物质炭添加量的增加均呈先升高后降低的趋势,均在生物质炭添加量为20t/hm2时达到最大值。相关分析表明,生物质炭添加量分别与土壤有效态Cd和Pb含量之间呈极显著负相关(P0.01);通径分析表明,生物质炭主要是通过直接作用影响土壤有效态Cd含量,而土壤pH、EC、有机质、微生物生物量碳、氮和有效磷主要是通过间接作用影响土壤有效态Cd含量。因此,添加适量生物质炭不仅可以改善土壤重金属污染现状和土壤理化性状,提高土壤养分含量,还可以改良土壤生物学性质,增加土壤微生物量。研究结果可为提高稻田土壤肥力和改善土壤重金属污染状况提供科学依据。     

Effects of heavy metal accumulation in apple orchard soils on microbial biomass and microbial activities

Abstract

The effects of heavy metals (Cu, Pb, and As) accumulated in apple orchard surface soils on the microbial biomass, dehydrogenase activity, and soil respiration were investigated. The largest concentrations of total Cu, Pb, and As found in the soils used were 1,010, 926, and 166 mg kg^?1 soil, respectively. The amounts of microbial biomass C and N, expressed on a soil organic C and soil total N basis, respectively, were each negatively correlated with the amounts of total, 0.1 M HCI-extractable, and 0.1 M CaCl₂-extractable Cu as logarithmic functions, the correlation coefficient being lowest for the 0.1 M CaCl₂extractable Cu. Nevertheless, they were not correlated with the soil pH which was controlling the solubility of Cu in 0.1 M CaCl₂. The dehydrogenase activity expressed per unit of soil organic C was also negatively correlated with the amounts of total, 0.1 M HCI-extractable Cu, and 0.1 M CaCl₂-extractable Cu as logarithmic functions. However, the correlation coefficient was highest for the 0.1 M CaCl₂-extractable Cu. Although the soil respiration per unit of soil total organic C did not show any significant correlations with the total concentrations of heavy metals, it showed negative significant correlations with the amount of 0.1 M HCI-extractable Cu, and to a greater extent, with the amount of 0.1 M CaCl₂-extractable Cu. Both the dehydrogenase activity and respiration per unit of soil total organic C increased significantly with increasing soil pH. These results suggested that in apple orchard soils with heavy metal accumulation the microbial biomass was adversely affected by the slightly soluble Cu, whereas the microbial activities by the readily soluble Cu whose amount depended on the soil pH. The respiration per unit of microbial biomass C showed a positive significant correlation with the logarithmic concentration of total Cu. Furthermore, the contribution of fungi to substrate-induced respiration increased with increasing total Cu content in the soils.     

黄土高原长期苹果园地土壤重金属分布和评价

通过对陕西长武苹果园地土壤样品采集和实验分析,依据无公害果园产地土壤环境质量标准和绿色食品产地土壤环境质量标准,对其土壤环境质量进行了评价。结果表明:以无公害果园产地土壤环境质量为评价标准,长武果园土壤重金属污染程度有NiAsCrZnCuPb的特征,土壤重金属综合污染指数为0.489;以绿色食品产地土壤环境质量为评价标准,长武果园土壤重金属污染程度有CrAsPbCu的特征,土壤重金属综合污染指数为0.715。因此,其土壤环境质量应判定为尚清洁。环境质量评价过程揭示了Ni、Cr存在潜在污染可能,特别是Cr含量已达绿色食品产地土壤环境质量标准的警戒线,所以应将它作为今后监测的重点并引起足够的重视。     

渭北黄土高原苹果园土壤重金属空间分布及其累积性评价

通过对渭北黄土高原苹果园217个样点0～40cm土层土壤取样分析,采用地统计学和GIS相结合的方法,研究了苹果园土壤中Hg、Cd、Pb、As、Cr、Cu6种重金属的含量及其积累状况、空间结构及其分布特征,并根据绿色食品产地环境质量标准对苹果园土壤环境质量进行了评价。结果显示,渭北苹果园土壤中6种重金属已出现一定程度的累积,其累积程度依次为：Hg〉Pb〉Cd〉As〉Cu〉Cr。各采样点Hg、Cd含量变异程度较大,变异系数在50%以上;而Pb、As、Cr、Cu各采样点含量差异较小,变异系数为19.10%～23.70%。6种重金属均表现为较强的空间相关性,其空间变异性主要由成土母质、气候、地形等结构性因素控制。其中随机因素对Cd的空间变异的影响程度相对较大,一定程度上消弱了结构性因素对Cd空间变异的主导作用,而Pb、Cr、Cu空间变异受随机因素的影响较弱,随机性因素对各重金属空间变异的影响程度依次为：Cd〉As〉Hg〉Pb〉Cr〉Cu。重金属积累的单项评价指数均小于1,综合评价指数小于0.7,果园土壤环境质量完全满足绿色食品产地环境质量的要求,其中As的累积对绿色食品苹果生产可能有较大的潜在影响,应加以有效控制以防止其持续累积。     

有机和常规生产施肥方式对棕壤微生物生物量和酶活性的影响

以棕壤为研究对象,设不施肥(CK)、单施化肥(F)、化肥与有机肥1∶3配施(F1M3)、化肥与有机肥3∶1配施(F3M1)、单施有机肥(M)共5个处理,探讨有机和常规生产施肥方式对土壤微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)、微生物量磷(SMBP)和土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、中性磷酸酶活性的影响。结果表明:与不施肥相比,施肥使SMBC/N有不同程度的降低,单施化肥使SMBC、SMBN、SMBP均有明显降低,脲酶和过氧化氢酶活性下降,中性磷酸酶活性升高;有机生产施肥方式能提高土壤微生物量含量,SMBC表现为单施有机肥>有机无机配施>单施化肥,SMBN和SMBP表现为F1M3>M>F3M1>F;有机肥对蔗糖酶活性影响不大,单施有机肥抑制中性磷酸酶活性;土壤蔗糖酶、过氧化氢酶、中性磷酸酶活性与微生物量碳氮磷有明显相关性。土壤微生物学指标可以有效区分单施化肥的常规生产和单施有机肥的有机生产,SMBC可响应有机生产过程中是否施用过化肥。     

Nutrient Availability in a Calcareous Soil Amended with Different Types of Biomass Ash

An incubation experiment was conducted to evaluate the effects that three types of biomass ash, each applied at two doses, exert on the nutrient availability in a calcareous soil. The application of the ash from dry olive cake or greenhouse vegetable wastes significantly increased soil ammonium bicarbonate-diethylenetriaminepentaacetic acid (AB-DTPA)-extractable phosphorus (P), potassium (K), sodium (Na), copper (Cu) and zinc (Zn) as well as exchangeable and non-exchangeable K and Na. Wood ash was effective only for increasing soil ABDTPA-extractable Zn and Cu. By contrast, the three types of biomass ash hardly increased soil ABDTPA-extractable Fe or Mn. The high content in carbonate of the soil appears to minimize the potential of the ash to increase the micronutrients availability, which shortened with longer incubation time. Soil ABDTPA-extractable heavy metals were not detected in the different treatments tested. Other parameters of the soil, as pH and organic carbon, were scarcely affected by the ash, while conductivity and dehydrogenase activity increased.     

广东大宝山矿区土壤重金属含量及其影响因素

对大宝山矿区6个功能区进行土壤基本性质分析和重金属含量测定,并分析其相关性。结果显示,土壤Cu,Zn,Pb,Cr含量以露采区最高,土壤Mn和Cd含量以尾矿库最高,大部分区域土壤重金属含量高于国家三级标准,各区域土壤重金属含量变异性较大,与区域功能和土壤来源有关。Cu,Pb,Zn含量之间具有较强相关性,且这三种重金属都与沙粒含量呈正相关,说明可能是由于人为活动释放到土壤中,有机质与Cu、pH、速效钾,粉粒与Mn,CEC与Cr、速效钾,pH与Cr呈正相关;全氮、pH与Cu,碱性氮与Mn,有机质与Cr,全磷、全氮、pH与Cr呈负相关。     

Microbial Biomass,Community Diversity,and Enzyme Activities in Response to Urea Application in Tea Orchard Soils

To improve yield and quality in tea orchards, a large amount of nitrogen (N) fertilizer is usually applied. Our objective was to evaluate the effect of N application on microbial community and activity in tea orchard soils and assess the relative importance of fertilizer application versus land use in structuring the soil microbial community. Urea application caused significant decreases in soil microbial biomass and enzyme activities in the three tea orchards. For the wasteland and forest, soil microbial biomass and enzyme activities significantly increased as a result of N fertilizer application. Urea application caused significant decreases in microbial functional and genetic diversity indices of the three tea orchards. Moreover, the bacterial and fungal phospholipid fatty acids were found to be changed with urea application. Multivariate analyses consistently showed that land use had a greater effect on soil microbial community diversity than urea application.     

黄土高原坡地苹果园土壤肥力及矿质氮累积分析

采用田间取样与室内分析相结合的方法,研究了黄土高原坡地苹果园肥力状况与矿质氮累积.结果表明,坡地苹果园土壤肥力低,氮、磷严重缺乏,钾相对丰富,土壤属于砂壤土,通气性强,保肥、保水性差.0-60 cm土层土壤有机质含量为9.24～28.12 g/kg,全氮为0.22～0.60 g/kg,速效磷为0.17～16.08mg/kg,速效钾为80.06～168.39 mg/kg;黄土高原坡地苹果园中NO_3~--N有深层累积分布,累积深度大于2 m,在180-200 cm层最高累积量达249.61 kg/hm2,而NH_4~+-N无深层累积.不同施肥处理对土壤剖面中的NH_4~+-N和NO3--N含量分布影响不同,对NH4+-N含量和分布影响不明显,但不同施肥方式对NO3--N含量分布影响显著.施加氮肥促进NO_3~--N深层累积,施加磷肥有助于降低土层中的NO_3~--N含量,缩小富集量的分布范围.     

电镀厂附近土壤重金属污染特征及其对微生物与酶活性的影响

通过野外调查和室内分析,对苏南某电镀厂附近旱地土壤重金属的时空变化特征及其对土壤微生物与酶活性的影响进行了研究。结果表明,研究区域土壤重金属Zn和Cu的全量与DTPA提取态含量形成明显以电镀厂为中心的扩散梯度分布,皆随距电镀厂距离的增加,浓度逐渐降低,其中Zn的全量由最高值1305mg.kg-1降至最低值273mg.kg-1。由于电镀厂重金属污染物的作用,研究样点表层土壤Zn的浓度逐年增加,土壤Zn含量明显高于前期研究结果,且都达到污染水平,最高超标4.2倍,表明近年来Zn向土壤的扩散速度较快。研究区域土壤过氧化氢酶活性与提取态Zn呈显著正相关（P=0.016）,表现为激活;土壤微生物群落功能多样性及脱氢酶的活性与土壤重金属Zn的相关性不显著。因此,在研究区域微生物群落功能多样性与脱氢酶的活性不能用来指示土壤Zn污染。     

添加木醋液对沙地土壤微生物生物量和酶活性的影响

[目的]探讨沙地添加木醋液后土壤微生物生物量和酶活性的变化,为沙地土壤生物学质量的改良提供理论依据。[方法]采用盆栽植草培养法,以添加自来水为对照,对沙地添加不同稀释倍数(200,150,100,50,20)木醋液后的土壤可溶性有机碳、氮和酚,土壤微生物生物量碳氮以及土壤酶活性进行研究。[结果]向沙土添加木醋液可以显著降低土壤pH值,显著提高土壤易氧化碳、土壤水溶性碳氮、土壤可溶性酚以及无机氮的含量。在添加木醋液稀释高于50倍范围内,随木醋液稀释倍数降低,土壤微生物生物量碳氮增加以及β-糖苷酶、碱性磷酸酶和脱氢酶活性提高。添加稀释20倍的木醋液,导致土壤微生物生物量碳氮以及β-糖苷酶、碱性磷酸酶和脱氢酶活性有所降低。在高于20的稀释倍数范围内,随着施用木醋液稀释倍数的降低,α-糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶、酸性磷酸酶和酚氧化酶的活性有显著增加的趋势。[结论]添加不同稀释倍数的木醋液会影响沙地土壤微生物生物量和酶活性。     

粤北铅锌矿区土壤生态系统微生物特征及其重金属含量

粤北大宝山金属矿产资源的开发给生态环境带来了严重危害。对该铅锌矿区土壤的微生物特征进行研究。结果表明:五节芒植物中的元素含量表现为Zn>Pb>Cu>Cd,Zn与土壤元素的相关性最为显著,其次为Pb。与对照土壤相比,矿区土壤的微生物基础呼吸作用增强,但微生物生物量却显著降低,微生物生理生态参数Cmic/Corg、qCO2值明显升高。随着矿区土壤的重金属含量增加,矿区(1#、2#)土壤的生化作用强度明显下降,生化作用表现为与土壤重金属含量呈显著负相关。与非矿区(6#)土壤相比,其中土壤氨化作用、硝化作用、固N作用和纤维素分解作用强度分别下降43.19%～70.01%,70.71%～92.02%,58.54%～87.76%和55.00%～79.60%。生化作用表现为与土壤中重金属含量呈显著负相关。土壤微生物活性下降是矿区土壤生态系统遭受破坏的重要标志之一,也是矿区土壤微生物生态演变的重要因素之一。土壤微生物活性降低削弱了矿区土壤中C、N营养元素的循环速率和能量流动。     

不同施肥方式对灌漠土土壤有机碳、无机碳和微生物量碳的影响

利用武威市白云试验站18a长期定位试验资料,研究了不同施肥条件下,土壤有机碳、无机碳和微生物量碳在0-40 cm土层的变化状况.结果表明,氮肥与有机肥长期配合施用和长期施用农肥可以在0 20 cm土层增加土壤有机碳含量,减少土壤中的无机碳含量,增加土壤微生物量碳含量;单施秸秆可增加土壤有机碳,而对无机碳和微生物量碳影响无明显差异;长期施用氮肥对土壤的有机碳、无机碳和微生物量碳均无明显差异.土壤有机碳与土壤无机碳含量呈显著负相关关系,而与土壤微生物量碳呈显著正相关关系.