土壤钝化剂与叶面阻控剂修复酸性镉污染土壤

为了比较钝化剂及叶面阻控剂对酸性镉(Cd)污染土壤的修复效果，采用为期2年的田间小区试验比较了叶面硅肥、铁基生物炭、生石灰(CaO)单一或联合处理对Cd污染粮田土壤的基本理化性质、土壤及玉米籽粒Cd含量、玉米各部位富集和转运系数的影响.结果表明：铁基生物炭、生石灰单一处理及联合处理均能显著降低土壤有效Cd含量，其中联合处理效果最佳，有效Cd含量最大降幅达到了45.44%,生石灰发挥了主要作用；联合处理能够有效降低Cd在玉米根中的富集及在籽粒中的积累，籽粒Cd含量降幅为34.55%～37.83%;Cd低积累品种玉米在保持低水平籽粒Cd含量的基础上，对土壤中的Cd具有较强富集能力，相较而言，春茬富集效果更佳.综上，根据阻控效果及机制，种植Cd低积累品种玉米基础上进行生石灰-铁基生物炭-叶面硅肥联合处理，在酸性轻度Cd污染旱田修复中具有较好的应用前景.     

生物炭对红壤中铅形态分布的影响

为了探究生物炭对铅污染土壤的修复作用,将玉米秸秆炭(CS)、花生壳炭(PS)和银杉木炭(SF)分别以1%,3%,5%的比例加入铅污染土壤进行淹水培养,在5,15,30和75 d时采样检测铅形态及土壤性质的变化.结果表明:加入生物炭(CS,PS,SF)培养后污染土壤pH值较对照分别上升0.43~1.32,0.45~1.01,0.33~0.72个单位值,有机质含量分别增加56.84%~277.89%,14.74%~92.63%,35.79%~128.42%,且都表现为随生物炭施用量的增加而增大.随着培养时间的增长,铅形态分布趋于稳定,酸溶态和可还原态含量下降,残渣态含量上升.添加CS,PS,SF后土壤中酸溶态铅含量与对照相比分别下降19.20%,17.55%,6.66%(平均值).生物炭添加后使铅的生物有效性显著降低,且其降低幅度随生物炭施用量的增加而增大.在生物炭添加量相同的情况下,玉米秸秆炭的修复效果最好.     

不同热解温度生物炭改良铅和镉污染土壤的研究

 为了探究热解温度对生物炭修复重金属污染土壤的影响,将300℃、500℃和700℃下制备的生物炭加入铅（Pb）和镉（Cd）污染土壤进行培养,检测重金属形态的变化。结果表明,加入生物炭培养60d后,Pb和Cd污染土壤pH值较对照上升0.35—0.86单位值,土壤中重金属的酸可提取态含量下降,残渣态含量上升,对目标重金属生物有效性降低的改良效果700℃>500℃>300℃;在生物炭添加量相同的情况下,复合污染土壤中Pb的残渣态含量比对应单一污染高50.60%—72.79%,而复合污染土壤中Cd的酸可提取态含量较对应单一污染高7.53%—12.99%;热解温度影响生物炭的表面特征和吸附重金属机制,进而影响生物炭改良土壤中目标重金属形态分布。     

培养条件下生物炭对红壤菜地土氨挥发和土壤性质的影响

本研究以南方酸性红壤菜地为供试土壤,利用密闭法室内培养模拟,研究了生物炭单独添加（B处理）或与尿素同时添加（BN处理）对土壤氨挥发、土壤化学性质和酶活性的影响.结果表明:与 CK 相比,生物炭单独添加处理（B）氨挥发量显著增加,如果同时添加尿素（BN）则氨挥发量更高.单独添加生物炭后,土壤pH值、EC值、CEC值以及脲酶活性和蛋白酶活性显著增加,但除CEC值外,其余指标B处理和BN处理间没有差异.相关分析表明,氨挥发与土壤pH值、EC值、脲酶活性存在显著正相关,与CEC值存在极显著正相关,与蛋白酶活性相关性不显著.在酸性土壤中施用生物炭要考虑氨挥发引起的氮素损失问题.     

秸秆生物炭及秸秆对大豆生长及土壤微生物活性的影响

为了明确不同秸秆利用方式对作物生长及土壤微生物的影响,采用盆栽试验,研究秸秆直接添加和秸秆生物炭添加对大豆生长状况、根际土壤有机碳及微生物群落功能多样性的影响.结果表明:秸秆生物炭添加(MB和WB)能有效提高大豆盛花期地下生物量.秸秆直接添加(M和W)能显著增加大豆花期根际土壤有机碳的含量,玉米秸秆直接添加处理(M)下的有机碳含量最高,为21.15 mg/g.大豆成熟期,秸秆生物炭添加处理(MB和WB)下土壤有机碳含量较空白处理(CK)显著增加,玉米秸秆添加处理(M)下根际土壤有机碳含量显著高于小麦秸秆添加处理(W).不同秸秆利用方式下大豆根际土壤平均颜色变化率(AWCD)随时间延长而增加,MB和WB处理较M和W处理能显著提高成熟期大豆根际土壤AWCD值.因此,可利用秸秆生物炭添加改善大豆根际土壤微生物活性,提高土壤碳贮量.     

水稻秸秆炭对土壤性质和莲藕植株生长的影响

【目的】为了探究水稻秸秆炭对土壤性质和莲藕植株生长的影响,实现水稻秸秆等农业废弃物循环利用,提出一种用于莲藕植株生长的水稻秸秆炭施用方法。【方法】通过盆栽试验,首先探讨了水稻秸秆炭不同热解炭化温度(350、650℃)条件和施用量水平(质量分数分别为0.5%、1%、2%)对土壤化学性质、酶学性质的影响,其次研究了水稻秸秆炭对莲藕植株生长的影响,最后总结出水稻秸秆炭的最佳炭化温度和施用量。【结果】施用水稻秸秆炭能提升土壤pH,650℃水稻秸秆炭2%+化肥处理(G2)相比对照组提高了0.38个单位;水稻秸秆炭的施用也提升了土壤全氮、全磷、有机碳、速效钾含量,350℃水稻秸秆炭2%+化肥处理(E2)相比对照组分别提升了32%、150%、39%和260%;此外,水稻秸秆炭还能提高土壤碱解氮、速效磷等速效养分含量,在G2处理作用下分别提升了2.36倍、17.8倍。土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性在水稻秸秆炭作用下增幅显著,其中土壤脲酶活性在G2处理作用下增加最显著;E2处理对土壤磷酸酶、蔗糖酶活性的提升效果最显著;而土壤过氧化氢酶活性在水稻秸秆炭施用后降低。莲藕立叶叶绿素含量在E2处理作用下得到显著增...     

EDTA对Cd及Cd-Mn复合污染处理下藜生长的影响

采用盆栽实验方法,研究了在Cd及Cd-Mn复合污染土壤中添加EDTA对藜生长的影响以及对Cd的转运和富集作用.结果表明:单一Cd污染处理下最佳的EDTA添加水平为2.5mmol.kg-1,Cd-Mn复合污染处理下EDTA的添加水平为5.0mmol.kg-1,这时EDTA可以促进藜地下部分的重金属元素向地上部分迁移,藜地上部分含Cd量分别是对照值的1.8倍、3.7倍,同时对Cd的富集系数也有明显提高.     

石灰和NPK肥对镉污染土壤及菊芋生理的影响

为加强超富集植物菊芋对土壤镉(Cd)的富集能力,以潍坊、徐州2个不同产地菊芋为供试植物,采用土培法探究施加石灰或NPK肥后对土壤理化性质、菊芋幼苗生长特性和Cd富集能力的影响.结果表明:添加石灰后菊芋根际土壤pH达到最大,NPK肥处理下土壤养分状况显著提高,表明2种改良剂都可以有效改变土壤理化性质;2种改良剂单独施用后都有利于加强2个产地菊芋的植株根系活力,提高植株在Cd胁迫下的光合能力,抗氧化酶活也明显上升,说明改良剂还具有增强植株对重金属毒害的耐受性;分别施用石灰和NPK肥后,菊芋的根、茎、叶对Cd富集能力都有所增加,最大增幅分别达108.84%,99.20%,26.09%和69.84%,83.20%,17.19%,证实2种改良剂均有增进菊芋对Cd的富集能力.研究结果为Cd污染土壤的植物-化学联合修复提供基础数据和科学依据.     

稻壳生物炭与肥料配施对稻田镉铅铬砷的钝化与肥效的影响

以稻壳生物炭为研究对象,在田间试验条件下,研究了生物炭与氮磷钾复合肥和微生物肥料配施对稻田镉(Cd),铅(Pb),铬(Cr)和砷(As)钝化与土壤肥效的影响.结果表明,稻壳生物炭与氮磷钾(NPK)复合肥配施,水稻籽粒中Cd,Pb,Cr和As的含量比对照分别降低77.3%,71.9%,14.7%和40.0%.与微生物肥料配施水稻籽粒Pb,As和Cd的吸收量分别比对照降低79.3%,75.6%和52.0%.生物炭与肥料配施对各元素的富集系数依次表现为根茎籽粒,相同处理对各元素的富集系数依次表现为As,CdPb,Cr.生物炭与复合肥和微生物肥料配施均增加了水稻产量,与对照相比,生物炭与复合肥和微生物肥料配施田间产量分别增加了6%和5%.与生物炭和微生物肥配施相比,稻壳生物炭和NPK复合肥配施在降低水稻籽粒中Pb,As,Cr,Cd的含量及水稻各部位重金属富集系数方面,具有明显的优势,适宜在多重金属污染农田中施用.     

镁渣对污染土壤中Cd、Pb的稳定化效果研究

以外源添加重金属污染物镉（Cd）、铅（Pb）的酸性黄棕壤为研究对象,考察镁渣对污染土壤中Cd、Pb的稳定化效果。镁渣采用硫酸和磷酸二氢钾两种改性手段进行处理,运用X射线衍射分析仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、比表面积分析仪（BET）、扫描电子显微镜（SEM）等表征手段对改性前后的镁渣进行分析。将镁渣以1%、3%、5%的添加量（质量分数）加入到Cd、Pb污染的土壤中,采用二乙三胺五乙酸（DTPA）浸提法和改进的Community Bureau of Reference（BCR）连续提取法研究镁渣对土壤Cd、Pb生物有效态和赋存形态的影响,为镁渣应用于土壤Cd、Pb的稳定化修复提供理论依据。结果表明：通过改性处理可以显著提高镁渣的比表面积,其中盐改性镁渣比表面积最大为80.65 m²/g。在稳定化实验中,未改性镁渣、酸改性镁渣、盐改性镁渣均可提升土壤pH值,并显著降低土壤中生物有效态Cd、Pb含量。对土壤中Cd、Pb赋存形态进行分析,发现添加未改性镁渣、盐改性镁渣可显著降低酸提取态Cd含量,将酸提取态Cd向可还原态和可氧化态转化;添加盐改性镁渣可显著降低酸提取态和可还原态Pb含量,将酸提取态和可还原态Pb向可氧化态和残渣态转化。添加1%未改性镁渣时,污染土壤中Cd稳定化效果最好,Cd迁移能力最低;添加5%盐改性镁渣时,污染土壤中Pb稳定化效果最好,Pb迁移能力最低。     

烟类生物质材料对土壤氮磷钾有效性的影响

为废弃的烟杆、烟叶寻求资源化利用途径,为生物炭配合生物质农用提供科学依据,探究了烟杆生物炭配施烟叶生物质的混合材料对土壤氮磷钾养分有效性的影响。在室内恒温条件下开展培养试验,共设4个处理,包括不施生物质材料照(CK)、100%烟杆生物炭(T1)、70%烟杆生物炭+30%烟叶生物质(T2)、30%烟杆生物炭+70%烟叶生物质(T3)。结果表明:添加烟杆生物炭和烟叶生物质混合材料能够显著提高土壤铵态氮和硝态氮含量,T3处理对土壤铵态氮提升幅度最大,增幅为141.09%～161.21%;T2处理对土壤硝态氮提升幅度最大,增幅为207.52%～239.45%;培养期内,CK处理土壤有效磷、缓效钾和速效钾含量均显著低于T1,T2,T3处理,T1处理均显著高于T2,T3处理,培养结束后T1处理相较于对照土壤有效磷、缓效钾、速效钾增幅分别为257.76%～283.67%,209.30%～216.67%,450.00%～472.00%。添加烟杆生物炭和烟叶生物质混合材料可显著提高土壤有效氮磷钾素含量,不同配比效果不同,需根据生产实际选择适宜配比。     

不同固定剂对土壤中镉砷钝化修复效果研究

为了探究不同固定剂对镉和砷复合污染土壤的修复效果,以蚕沙炭(BC)、硅酸钙(Si)和硫酸亚铁(Fe)为材料,通过土培实验研究了不同处理在28 d平衡时间内对土壤基本性质和土壤中镉(Cd)、砷(As)有效态含量的影响。结果表明:单施1%(质量百分比)硫酸亚铁(Fe)和0.5%硫酸亚铁+0.5%蚕沙炭(Fe+BC)的处理可显著降低了土壤的p H值。单施1%硅酸钙(Si)、单施1%蚕沙炭(BC)、0.5%硅酸钙+0.5%蚕沙炭(Si+BC)、0.33%硅酸钙+0.33%硫酸亚铁+0.33%蚕沙炭等处理(Si+Fe+BC)则显著提高了土壤的p H值。除了Fe处理外,其他处理均提高了土壤有机碳含量,增加幅度为5.52%~26.95%。Si+BC和Fe+BC处理显著增加了土壤阳离子交换量(CEC),增加幅度分别为43.07%和20.62%,Si+Fe和Si+Fe+BC处理却显著降低了土壤CEC含量,降低幅度为16.06%和14.59%。Fe和Fe+BC处理极显著降低了土壤有效态As含量,分别降低了48.06%和33.75%;单施硅酸钙、单施蚕沙炭、硫酸亚铁+蚕沙炭处理显著降低了土壤有效Cd含量,分别降低了19.56%、14.29%、33.32%。相关分析结果表明,土壤p H值与土壤有效态As含量呈显著正相关关系,土壤中Cd的有效态含量与土壤CEC含量呈较好的显著负相关关系。综合考虑各处理对土壤中Cd、As的钝化效果,Fe+BC处理对复合污染土壤中Cd、As的钝化效果最佳,降低土壤有效态As含量为33.75%、降低土壤有效态Cd含量为33.32%。     

蚓粪及其生物炭农用对土壤-蔬菜系统中Cu/Zn阻控效应差异

为开发蚓粪资源化利用新途径和有效防控土壤重金属迁移风险,以牛粪源蚓粪(CV)为原材料制备蚓粪基生物炭(CVC),并将其施用于种植油麦菜的Cu/Zn污染土壤,研究蚓粪及其生物炭对油麦菜生长、Cu/Zn含量及土壤中Cu/Zn有效性变化的影响.结果表明:蚓粪及其生物炭施用均可有效促进油麦菜的生长并降低其可食部位和根系中的Cu/Zn含量,且以蚓粪生物炭5%添加水平下的阻控效果最佳;同时,蚓粪生物炭较之蚓粪可以更为有效降低土壤有效态Cu、Zn含量及其生物有效性系数,且5%蚓粪生物炭添加水平下对土壤中Cu/Zn有效性的降低效应更加明显.因此,可以利用蚓粪生产生物炭用于菜地土壤重金属污染迁移风险的有效阻控.     

碱性Cd污染农田原位稳定化修复研究

围绕碱性农田重金属Cd污染原位稳定化修复技术,通过实验室小试筛选出以椰壳生物炭为核心材料的稳定剂应用于修复重金属Cd污染的碱性土壤,并进一步探究了施加稳定剂对于小麦生长的影响.研究结果表明,随着稳定剂施加量的增加重金属Cd钝化效果显著增加,在施加量为2%时,椰壳生物炭对土壤有效态Cd钝化率达到99.08%,远高于木质生物炭、硅肥以及钙镁磷肥.稳定化修复后,土壤中Cd由生物可利用性较高的形态向稳定的结合态转化,降低土壤环境风险.此外椰壳生物炭的施加还可以促进小麦生长,降低小麦体内Cd含量,稳定剂施加量为1.5%时,与对照组相比小麦根中Cd含量降低64.31%,地上部Cd含量降低69.60%.本研究筛选的椰壳生物炭作为稳定剂不仅能够实现Cd污染碱性农田的持效性修复,还能够显著改善土壤结构并提高土壤肥力,促进小麦生长,为以后该技术在我国北方大面积重金属污染碱性农田的修复及规模化应用提供支持.     

烟叶中Cd积累的阻控技术研究

通过植烟区的田间盆栽试验,研究了石灰、腐殖酸、硫化钠、猪粪4种阻控材料对烟草中Cd含量及土壤中有效Cd的影响.结果表明,施用不同阻控材料的烟叶中Cd含量与土壤中Cd活性呈极显著正相关,石灰和猪粪可明显抑制土壤中Cd的活性,从而降低烟叶中的Cd积累量,削减率为8.55%~42.49%,且在一定范围内,施用量越大,削减效果越好.综合考虑土壤-烟草系统Cd削减效果与烟叶经济性状,采用因子序列生成法排序,得出施用1.13~2.25t/hm2的石灰或22.5~45.0t/hm2的猪粪可有效削减烟叶和土壤中Cd的积累量.     

生物质炭对废弃农田土壤中重金属形态和生物有效性的影响

本研究将生物质炭（2%,质量分数）施加到重金属污染农田土壤中,并采用盆栽试验方法种植小白菜,以考察生物质炭对废弃农田土壤中重金属（Cd、Pb、Cu、Ni、Zn和Cr）的总量和形态、小白菜生物量及其吸收重金属的影响。结果表明：生物质炭对土壤中Cd、Cu、Ni的总量无显著影响,而对Pb、Zn和Cr总量的影响主要与生物质炭吸附能力差异对淋溶损失的影响有关。生物质炭对土壤中重金属形态的影响与生物质炭和重金属的种类有关：生物质炭对Pb和Zn形态的影响程度最大,Cd和Cu次之,但对Ni和Cr形态几乎无影响。生物质炭（除了CC6）使小白菜的干重显著增加了27%～78%(P <0.05),这可能与生物质炭使土壤有机质含量显著增加以及总氮和总磷略有增加有关。除Pb外,生物质炭对小白菜吸收其余重金属无显著影响（P> 0.05）。本研究土壤中Cr超过了农用地土壤污染风险管控标准限值而Pb和Cd均未超标,但对照组和生物质炭处理组的小白菜中Cr、Pb和Cd均超过了食品国家安全标准限值。因此,在利用生物质炭修复重金属污染土壤时,特别是农田土壤,应在充分考虑土壤性质、农作物类型、重金属和生物质炭种类的基...     

马缨丹对镉的耐性及Glomus intraradices对镉吸收转运的影响

为探讨马缨丹（Lantana camara L.）应用于植物修复的可行性，通过盆栽试验，研究了马缨丹对土壤中重金属镉（Cd）的耐性，以及不同施Cd水平下丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi，AMF）Glomus intraradices（GI）对马缨丹吸收和转运Cd的影响. 结果显示:当土壤Cd含量为50 mg/kg时，马缨丹的生长受到明显的抑制作用；当土壤Cd含量为10 mg/kg时，马缨丹地上部具有较高的Cd积累量. GI表现出对Cd较强的耐性，能较好地侵染马缨丹根系. 与对照相比，接种GI能缓解Cd对马缨丹的生物毒性效应，显著提高马缨丹的生物量（P＜0.05）；接种GI对马缨丹转运Cd没有显著影响（P＞0.05），但当土壤Cd含量为100 mg/kg时,接种GI会抑制马缨丹对Cd的富集. 结果表明马缨丹对Cd具有较强的耐受性，在低Cd污染土壤中具有较高的提取效率；接种GI显著提高了马缨丹对Cd的耐性和地上部Cd的提取量（P＜0.05），表明马缨丹在修复Cd污染土壤方面具有应用潜力.     

鄱阳湖入湖河口地带藜蒿食用安全分析

为了解鄱阳湖湿地藜蒿的食用安全,采集了鄱阳湖湿地不同入湖河口区土壤及藜蒿样品,测定了土壤及藜蒿中 Cd 含量,并对其食用安全性进行了评价.经藜蒿与对应土壤样品中 Cd 含量比较发现,藜蒿对 Cd 具有较强富集能力,富集系数为0.95~2.54;转运系数结果显示 Cd 在藜蒿植株内易转运到地上部（茎叶）,即居民采食部分,其迁移系数为1.34~5.47.通过对照国家食品（茎叶类蔬菜）安全标准,发现藜蒿地上部 Cd 含量平均超过食品标准值约13倍,故采食藜蒿存在较大安全隐患.     

矿物固化剂添加下土壤重金属有效性变化及污染风险评价

采集重金属污染原土为供试土壤,通过施加1%和2.5%的沸石、膨润土、硅藻土、蛭石4种矿物固化剂,研究矿物添加对土壤重金属全量、有效态、生物有效性及形态分级的影响,并评价其污染及生态风险.结果表明:添加矿物固化剂后土壤中Cu、Zn、Pb含量仍在土壤重金属污染管控筛选值范围内,其污染及生态风险均相对较低;矿物固化剂添加后可不同程度地降低土壤重金属有效态及生物有效性,且以硅藻土和蛭石处理效果相对较好;矿物添加后可能通过促进EXCH-Cd向FeMnOX-Cd转化而降低土壤中Cd的生物有效性;整体上,2.5%矿物固化剂下土壤重金属综合污染指数下降更为明显.综上,适量矿物固化剂添加可以降低土壤重金属有效性并控制其污染及生态风险.     

杨树人工林沼液和生物炭混施对表层土壤活性有机碳的影响

人工林施肥是一种重要的经营管理措施,而近年来沼液的处理与生物炭肥的使用也引起了人们广泛关注。在苏北杨树人工林集中分布区开展了沼液(施用量为0、125、250、375 m³/hm²)和生物炭(施用量为0、40、80、120 t/hm²)交互肥效实验,结果表明:①在所有沼液施肥水平中,生物炭的施用增加了表层土壤的活性有机碳,并提高了土壤微生物生物量碳氮比,使得微生物群落向真菌主导类型发展; ②在所有沼液施肥水平中,生物炭的添加显著提高了表层土壤(0～10 cm)的pH,促进了土壤的氮矿化和硝化作用; ③沼液和生物炭对土壤活性有机碳和pH具有显著的交互效应。因此,沼液和生物炭混施能进一步促进土壤活性有机碳的含量,改良土壤肥力,提高人工林生态系统生产力。