添加生物炭对土壤镉形态和小白菜镉吸收的影响

为了深入研究生物炭对土壤镉(Cd)形态及对小白菜吸收镉的影响,研究采取盆栽试验,将小白菜种植于镉污染土壤中,通过添加不同质量分数的生物炭进行培养试验。试验共设CK(不添加生物炭)、T1(添加2%的生物炭)及T3(添加4%的生物炭)三个处理,每个处理进行三次重复。试验结果表明：添加生物炭可以显著提高供试土壤的pH,T1、T2处理可分别将土壤pH提高0.58、0.80个单位;随着生物炭添加量的增加,土壤中弱酸提取态镉与可还原态镉的含量降低,而可氧化态镉与残渣态镉的含量增加,且T2处理与T1处理相比效果更显著;添加生物炭可以显著减少小白菜吸收镉的量,T1和T2处理可以分别使小白菜对镉的吸收降低41.67%和75.00%。总的来说,添加生物炭可以降低土壤中有效态镉的含量并显著降低小白菜对镉的吸收量,是一种降低土壤镉危害、提高小白菜的食品安全性的有效方法。     

铁改性生物质炭对镉污染土壤中小白菜镉吸收及产量和品质的影响

【目的】探究铁改性生物质炭对小白菜吸收镉以及产量与品质的影响。【方法】以广东韶关重金 属镉污染的菜田土壤为基质,通过室内盆栽试验,研究铁改性生物质炭不同施用量〔生物炭 / 土壤重量比分别为 0（CK）、0.1%、0.3%、0.5%、1%〕对小白菜根际、非根际土壤水溶态、交换态镉含量及镉吸收、品质及抗氧 化酶活性等的影响。【结果】铁改性生物质炭处理显著降低根际以及非根际土壤水溶态镉含量,铁改性生物质 炭添加量在 0.5% 时根际水溶态镉含量最低,为 CK 的 58.55%;铁改性生物质炭添加处理的根际与非根际土壤交 换态镉含量无显著性差异。同时,铁改性生物质炭添加可提高小白菜生物量以及 Vc、可溶性糖、可溶性蛋白质 含量,降低小白菜硝酸盐含量、镉含量与吸收量,显著提高小白菜超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD） 和硝酸还原酶（NR）活性。【结论】铁改性生物质炭添加量为 0.5% 时效果最佳,对镉污染土壤小白菜产量和 品质具有明显促进和改善作用,同时能够降低根际土壤水溶态镉含量,降低小白菜对镉的吸收风险。     

镉污染土壤中生物炭对紫花苜蓿镉吸收、土壤性质及氮矿化的影响

添加生物炭或植物修复可有效修复土壤重金属污染,然而尚不确定植物修复下生物炭添加率在多大程度上影响着镉(Cd)修复效果。采用盆栽试验,设置对照(CK)、苜蓿种植(MX)、苜蓿种植+1%生物炭(MX+BC1)、苜蓿种植+2%生物炭(MX+BC2)、苜蓿种植+4%生物炭(MX+BC4),研究生物炭及苜蓿修复对Cd累积、土壤性质及相关氮矿化功能基因丰度的影响。结果表明,与MX处理相比,添加生物炭处理(MX+BC1、MX+BC2、MX+BC4)增加了紫花苜蓿生物量和植物Cd累积量,以MX+BC1处理最佳。与CK相比,苜蓿种植单一或与生物炭组施均可显著增加土壤有机质(SOM)含量,并对土壤阳离子交换性能产生显著影响。此外,MX处理提高了与土壤矿化相关的蛋白质酶、几丁质酶、氮矿化速率(Rm)及氮素转化相关的功能基因丰度,但对酶相关基因(nprA、aprA、chiA)表达影响较低。相关性分析表明,Rm与全氮含量、碱性蛋白酶、A-Cd、nprA、细菌功能基因(AOB-amoA)呈极显著相关;逐步回归分析表明,AOB-amoA和nprA可预测氮矿化速率。综上所述,与CK相比,苜蓿种植单一或与生物炭一起使用...     

不同裂解温度生物炭对镉胁迫下烤烟生长特性和镉积累的影响

为探究镉(Cd)胁迫下添加不同裂解温度生物炭对烤烟生长、生理及镉积累的影响,以烤烟为试验材料,通过向镉污染的土壤中添加不同裂解温度的生物炭,研究不同裂解温度生物炭对镉污染烤烟的缓解效果。结果表明,镉胁迫抑制了烤烟的生长,而添加不同裂解温度的生物炭不同程度缓解了镉对烤烟的毒害作用,添加生物炭显著增加了烤烟叶片的干、鲜质量和最大叶面积,其中裂解温度为700℃生物炭处理增加最为显著,分别增加了15.6%、12.2%和67.3%。与CK相比,添加生物炭降低了烤烟超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,增强了烤烟的抗性。添加不同裂解温度生物炭降低了烤烟中镉元素的含量,降低了烤烟各组织的镉富集系数,一定程度上缓解了镉元素对于烤烟的胁迫,其中裂解温度为500℃的生物炭效果最好。综上所述,添加不同裂解温度的生物炭可以缓解镉元素对烤烟胁迫,一定程度上改善烤烟的生长环境,提高烤烟的产量和品质,其中,添加裂解温度为500℃的生物炭对于缓解烤烟的镉胁迫效果较好。     

生物炭对水稻镉吸收的影响

为明确施用生物炭对水稻镉吸收的影响,研究了不同生物炭施用量(1.5%、3.0%、6.0%)对土壤pH、土壤有效态镉含量、水稻产量、水稻籽粒中镉含量的影响。结果表明:施用生物炭能够显著提高土壤pH,比对照组分别增加0.05,0.11,0.16。施用生物炭能够降低土壤中有效态镉的含量,比对照组分别降低2.4%、3.8%、7.1%。施用生物炭能够增加水稻产量,施用生物炭的3个处理水稻产量均高于对照处理,但差异不显著。施用生物炭能够抑制镉向水稻植株中迁移,显著降低水稻籽粒中镉的含量,比对照组分别降低20.2%、21.5%、25.8%。在镉污染土壤中施用生物炭可显著降低镉的有效性,降低了水稻镉污染的风险,对保障粮食安全具有重要意义。     

花生壳基生物炭对生菜镉吸收和土壤pH的影响

该文主要研究了花生壳生物炭对生菜镉吸收和土壤pH的影响,结果表明:花生壳基生物炭随着用量的增加,可使生菜产量增加9.7%~46.2%;生菜对Cd的吸收降低8.4%~38.4%;土壤有效态Cd的含量降低7.0%~23.7%;土壤pH值提高0.09~0.67个单位;花生壳基生物炭随着炭化温度由300℃提高到700℃,对降低生菜吸收Cd和提高土壤pH效果更显著,降低生菜地上部Cd含量21.8%~32.7%;降低生菜根系Cd含量17.0%~30.9%;提升土壤pH值0.49~0.94个单位。     

生物炭对镉铅污染土壤中金银花生理特性及镉铅积累的影响（英文）

采用盆栽试验,研究了镉铅污染土壤中添加生物炭对金银花生理特性及其镉铅积累的影响。结果表明:添加2%～16%的生物炭处理可显著增加金银花的净光合速率、叶绿素含量和根系活力,显著降低其SOD活性;添加6%～16%的生物炭时金银花根部与茎部的镉与铅的含量均显著下降;添加2%～16%的生物炭时金银花叶部与花中的镉与铅的含量均显著下降。添加8%以上的生物炭能使金银花花中的镉与铅的含量降低到安全范围。     

生物炭与肥料复配对土壤重金属镉污染钝化修复效应

通过田间实验,研究了生物炭与有机肥及氮磷钾复合肥复配施用对菜地土壤重金属镉污染钝化修复效应,并探讨了作用机制。结果表明,菜地土壤添加不同钝化材料可显著降低油麦菜地上可食部位Cd的累积量,降幅可达32.6%~54.8%,各钝化处理的菜地土壤有效态Cd含量均出现显著降低,降幅可达7.04%~21.85%,施用生物炭可以显著提高菜地土壤pH值,有利于促进对土壤重金属Cd活性的钝化作用;而施用鸡粪却明显降低菜地土壤pH值,不利于菜地土壤重金属Cd的钝化作用。土壤pH值与油麦菜根部Cd累积量间呈显著的正相关性,但与油麦菜地上可食部位Cd累积量间的相关性并未达到显著性水平。该项研究可为生物炭与有机肥及氮磷钾复合肥复配修复污灌菜地土壤重金属镉污染提供一定的理论基础。     

玉米芯生物炭对辣椒连作土壤性质和辣椒生长的影响

以辣椒连作土壤为研究对象,添加不同量(5、10、20、30 t·hm^-2)的玉米芯生物炭,通过测定土壤基本理化性质、微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)和植株生长指标的变化,探讨生物炭施用对连作土壤和辣椒生长的影响。结果表明：与不添加生物炭的CK相比,添加适量生物炭显著(P<0.05)提高了辣椒连作土壤的有机碳(SOC)、全氮、全磷、有效磷和速效钾含量,但降低了全钾含量。施用生物炭较CK显著(P<0.05)降低了土壤MBC/MBN和土壤MBC/SOC。当生物炭添加量≥10 t·hm^-2时,土壤MBC、MBN含量较CK显著(P<0.05)增加;当生物炭添加量为10～20 t·hm^-2时,土壤MBN/TN较CK显著(P<0.05)提高。相关性分析表明,土壤MBC、MBN与土壤全氮、有机碳、全磷、有效磷呈极显著(P<0.01)正相关,与土壤全钾呈极显著(P<0.01)负相关。当生物炭用量为5～20 t·hm^-2时,辣椒植株的单株产量较CK显著(P<0.05)...     

秸秆生物质炭对镉污染水稻土根际酶活性的影响

为了探究不同Cd污染程度下生物质炭输入对水稻根际土氧化还原类酶、碳循环酶的活性变化的影响,选取水稻作为研究对象,测定不同生物质炭量及Cd施入下水稻根际及非根际土壤酶活性的变化状况。研究表明,不同处理下,水稻根际土壤碳循环酶的综合活性指数值介于1.388~12.029之间,而非根际土壤碳循环酶的活性指数值介于0.542~1.713之间。水稻根际土壤氧化还原类酶的综合活性指数值介于0.387~1.627之间,而非根际土壤氧化还原酶指数值介于0.167~1.201之间。可见水稻根际碳循环类酶及氧化还原类酶的活性均高于非根际土壤。当生物质炭施入量为10%,Cd的含量为2.5 mg·kg~(-1)时,水稻根际土壤的碳循环类酶活性指数为12.029,氧化还原类酶活性指数为1.192,均达到最大。由此可得,该浓度的生物质炭施入对两大类酶活性值的提升均有显著作用。     

三种生物质炭对红壤和黄壤镉有效性的影响

采用盆栽试验,研究了5%的花生壳炭、竹炭和小麦秸秆炭对红壤和黄壤中有效镉含量及玉米幼苗镉吸收和转运的影响。结果表明:3种生物质炭使红壤和黄壤的pH分别提高0.12~0.59和0.21~1.00,有机质含量分别提高35.43%~83.34%和52.14%~142.82%,均达到显著性水平(P0.05);生物质炭使红壤和黄壤有效镉含量分别降低12.8%~20.1%和17.7%~29.9%,降幅在红壤中以花生壳炭处理最大,黄壤中则以小麦秸秆炭处理最大,但两种土壤中花生壳炭、小麦秸秆炭处理有效镉含量差异不显著;3种生物质炭一定程度上可抑制红壤中玉米的生长,但花生壳炭和竹炭可促进黄壤中玉米幼苗的生长;花生壳炭和竹炭使红壤中玉米幼苗地上部镉含量分别降低19.63%和23.10%,竹炭使黄壤中玉米幼苗根部镉含量提高14.88%,其余处理对玉米幼苗根部和地上部的镉含量影响均不显著。这说明尽管生物质炭可通过提高土壤pH和有机质含量降低红壤和黄壤的有效镉含量,但对植物镉含量的影响则因土壤类型和生物质炭种类而异。     

不同改良剂及其组合对土壤镉形态和理化性质的影响

生物炭和石灰作为土壤钝化剂施用能够有效地降低土壤中重金属的生物有效性,而聚丙烯酰胺(PAM)在改善土壤理化性质方面效果显著。本研究在模拟镉(Cd)污染土壤中单独施加不同改良剂以及其不同组合,比较不同处理对土壤理化性质、Cd的有效性及形态变化的影响。结果表明,石灰、生物炭可以有效钝化土壤中的重金属,土壤有效Cd含量比对照组分别降低了43.69%~57.00%、8.42%~11.83%;石灰与生物炭的组合效果在复配处理中最为显著,使土壤有效Cd的含量降低45.38%~62.22%;但是石灰会使土壤p H增加29.05%~50.90%,对土壤理化性质有一定的负面影响。PAM虽没有显著影响Cd的有效态及形态变化,但却提高了土壤团粒体含量。三者共施能够使土壤中有效态Cd含量降低46.13%~62.48%,并改善土壤结构;从形态分布来看,则明显减弱了弱酸提取态和可还原态Cd比例,难利用态Cd比例显著增加。本研究结果表明,PAM+生物炭+石灰三者共同施用可以在不对土壤性质造成较大负面影响的前提下,有效降低土壤中可利用态Cd含量,这对于重金属污染土壤的钝化修复具有一定的参考价值。     

虾壳生物炭对Cd-As复合污染土壤修复效应及土壤可溶性有机碳含量的影响

为探究虾壳生物炭对Cd、As复合污染土壤的修复效果和作用机制,将小龙虾壳厌氧热解制备成生物炭,通过土壤静态培养实验,在广东酸性和新疆碱性Cd、As复合污染土壤中添加不同剂量的虾壳生物炭(质量比为0.5%、1%和3%),研究虾壳生物炭对土壤理化性质、Cd-As有效性和形态分布特征的影响,同时分析其对土壤可溶性有机碳的影响。结果表明:施加虾壳生物炭可显著提高土壤pH、有机碳、碱解氮、铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾、全氮和全磷含量(P0.05),增幅随生物炭添加量的增加而增大。与不加生物炭的对照相比,添加0.5%～3%虾壳生物炭可使酸性土壤有效态Cd含量显著降低15.76%～26.50%,却使有效态As含量增加11.64%～24.53%;而生物炭添加可显著降低碱性土壤中有效态As、Cd含量(P0.05),降幅分别为3.51%～8.12%和4.43%～28.90%。在土壤As、Cd形态分布上,添加虾壳生物炭增加了土壤中钙结合态As的比例,促进了土壤Cd由可交换态向残渣态转化。此外,添加虾壳生物炭显著提高了土壤可溶性有机碳含量,且土壤可溶性有机物的紫外光区吸收强度和芳香化程度有所增强。研究表明,虾壳生物炭可降低碱性土壤中Cd、As有效性,同时提高土壤养分含量,是一种绿色可持续的土壤钝化修复材料,具备碱性土壤Cd、As复合污染修复的潜在应用价值。     

不同有机物料还田对农田土壤有机碳以及微生物量碳的影响

为促进农业有机废弃物料的循环利用,选用来自5个涉农系统的有机物料(酒渣、沼渣、菌渣、猪粪和农田秸秆)进行还田,以单施化肥为对照研究其对土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)、微生物量碳(Microbial carbon,MBC)以及微生物商(Microbial quotient,Qmb)的影响。2011—2013年的数据结果表明:1)与无机肥对照相比,有机物料还田显著促进土壤SOC的积累,3年平均提高43%;其中沼渣和菌渣的效果好于猪粪、酒渣与秸秆,农田系统外的有机物料优于秸秆,更有利于SOC的积累。2)有机物料促进MBC的增加,较对照平均增加34%,其中酒渣、秸秆和猪粪对MBC的影响大于沼渣与菌渣。3)5种物料中,酒渣和秸秆还田提高土壤Qmb值;沼渣和菌渣还田降低土壤Qmb值,提高SOC的稳定性。     

金属氧化物改性生物炭对镉污染土壤菠菜生长和镉积累的影响

对重金属具有良好吸附能力的金属氧化物改性生物炭材料是近年来热门的土壤修复材料,然而关于不同金属氧化物改性生物炭对土壤中Cd钝化的研究较少。本研究采用Cd污染农田土壤开展菠菜盆栽试验,研究了铁氧体改性生物炭、磁铁矿改性生物炭和水滑石改性生物炭对菠菜生长和Cd积累的影响。结果表明：在施用量均为5 g·kg^-1的条件下,金属氧化物改性生物炭处理可显著提高土壤pH和有机质含量。与对照相比,铁氧体改性生物炭、磁铁矿改性生物炭和水滑石改性生物炭使土壤DTPA-Cd含量分别降低了23.4%、24.8%和37.1%,生物富集系数降低了4.00%、13.3%和65.0%。此外,水滑石改性生物炭使植株干质量增加4.27倍,显著降低了Cd积累量（59.5%）。金属氧化物改性生物炭能提高土壤pH,增加土壤有机质含量,降低土壤Cd的有效性和移动性,提高土壤质量,进而促进菠菜的生长和抑制菠菜对Cd的积累。研究表明,水滑石改性生物炭在促进菠菜生长和钝化土壤Cd方面具有较大优势。     

生物炭对铜胁迫下红壤地油菜苗期叶绿素和保护性酶活性的影响

通过盆栽试验,研究了不同生物炭添加量(质量分数为0、2%、5%)对铜胁迫(300 mg·kg~(-1))下红壤地油菜(Brassica campestris L.)苗期叶绿素含量、抗氧化酶活性[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)]、可溶性蛋白含量及丙二醛含量(MDA)的影响。结果表明:铜胁迫下油菜叶片的叶绿素a、b和总叶绿素含量均有所降低,SOD、CAT、POD、MDA及可溶性蛋白含量均增加;随着生物炭添加量的增加,油菜叶片的叶绿素a、b及总叶绿素含量呈上升趋势,油菜叶片的SOD、CAT、POD、MDA及可溶性蛋白含量则均呈一定的下降趋势。综合来看,施加生物炭有利于提高红壤地铜污染(300 mg·kg~(-1))中油菜苗期的叶绿素含量,减缓铜胁迫的毒害作用,从而有利于维持油菜正常生长。     

水稻秸秆不同处理方式对亚热带农田土壤微生物生物量碳、氮及氮素矿化的影响

通过室内模拟培养试验,添加水稻秸秆及由此热解产生的生物质炭,分析亚热带典型旱地土和水稻土微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)及氮素矿化的变化动态,探讨添加不同处理方式的水稻秸秆对土壤碳氮矿化的影响。结果表明,培养35 d后,与对照(CK)相比,添加生物质炭处理,旱地土MBC、MBN、矿化氮量分别增加了34.6%、163.1%和6.4%;水稻土MBC没有明显差异,MBN和矿化氮量分别增加23.0%和15.1%。添加秸秆处理,旱地土MBC、MBN分别增加了90.4%和203.8%,矿化氮量却减少了22.2%;水稻土MBC、MBN、矿化氮量分别增加了13.4%、19.9%和7.3%。研究阐明了生物质炭添加对农田土微生物生物量氮和氮素矿化具有促进作用,而对土微生物生物量碳的影响却因土地利用方式的差异而略有不同;水稻秸秆添加对微生物生物量均有促进作用,其促进程度基本高于生物质炭,而对氮素矿化的影响因土地利用方式的不同而存在差异。     

小麦秸秆生物质炭对碱性土壤中油菜生长和镉吸收的影响

为探讨小麦秸秆生物质炭对镉（Cd）污染碱性土壤的修复效果,采用序批式吸附试验和Cd污染土壤盆栽试验,研究了小麦秸秆生物质炭施用（1%,m/m）对碱性土壤吸附Cd的影响,以及对Cd污染土壤中油菜生长和Cd吸收的影响。结果表明：Cd在生物质炭上的吸附等温线非线性较强,生物质炭对Cd的表面吸附起主导作用,Cd在生物质炭上的分配系数（K_d）是在土壤上的1.5~3.0倍。生物质炭施用可促进土壤对低浓度Cd的吸附,0.1 mg·L^-1平衡浓度下K_d值提高了19.5%;生物质炭施用可抑制土壤对高浓度Cd的吸附,在10 mg·L^-1条件下K_d值降低了37.2%。生物质炭施用对土壤pH值影响不显著,但缓解了Cd污染对油菜生长的抑制作用,油菜生物量最高提高了45.0%,也抑制了油菜对Cd的富集,油菜富集Cd的量最高降低了40.6%;CaCl₂、Mg（NO₃）₂、NH₄OAC、HCl、DTPA和BCR1作为提取剂提取出土壤中Cd的量与油菜地上部分吸收Cd的量相关性较强（线性回归方程决定系数R²> 0.8）,而Mg（NO₃）₂萃取出土壤中Cd的量更能预测油菜地上部分吸收Cd的量。研究表明,小麦秸秆生物质炭有利于降低碱性土壤中Cd的生物有效性,但并非通过提高土壤pH值和吸附能力来实现。