土壤镉污染条件下叶面硒肥对生菜镉积累的影响

为探讨叶面硒肥对生菜(Lactuca sativa L.)镉胁迫的改善作用,通过盆栽试验,设置2个镉污染浓度(1 mg/kg,Cd1;3 mg/kg,Cd3)和3个叶面硒肥浓度(0 mg/L,Se0;1 mg/L,Se1;3 mg/L,Se3),研究了不同浓度叶面硒肥对生菜镉积累的影响。结果表明:①叶面硒肥的喷施可不同程度降低生菜对镉的吸收积累,较之Cd1+Se0处理,Cd1+Se1处理可显著降低生菜叶镉含量,降幅为26.29%;较之Cd3+Se0处理,Cd3+Se3处理下生菜叶镉含量显著降低49.05%。②喷施适宜浓度的叶面硒肥可不同程度提升生菜过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,降低丙二醛(MDA)含量,Cd1+Se1处理下,生菜的CAT、SOD活性分别显著高于Cd1+Se0处理40.38%、68.71%,而MDA含量则显著降低44.48%;Cd3+Se3处理下,生菜的CAT、SOD活性较Cd3+Se0处理分别显著提升77.48%、51.70%,而MDA含量则显著降低48.90%。因此,喷施适量的叶面硒肥可明显提升生菜抗逆特性,进而有效阻控生菜对镉的吸收,其中土壤镉含量为1 mg/kg(Cd1)时,叶面硒肥喷施浓度以 1 mg/L效果最佳,土壤镉含量为3 mg/kg(Cd3)时,叶面硒肥喷施浓度以 3 mg/L效果为最优。     

不同改良剂对土壤-叶菜系统Cd迁移累积的调控作用

为筛选适合在中轻度镉污染土壤上有效降低叶菜吸收镉的改良剂及用量,采用镉污染菜地土壤进行盆栽试验,研究不同用量的石灰、泥炭和碱渣对小白菜（Brassica chinensis L.）生物量、镉吸收量,土壤pH及有效态镉含量的影响。结果表明,3种改良剂对小白菜生长均无显著的抑制作用;与不施改良剂的处理相比,石灰、泥炭显著抑制小白菜对镉的吸收,地上部镉含量与石灰和泥炭用量均呈显著负相关关系（R=-0.668、-0.785,P〈0.05）,碱渣对小白菜地上部镉含量的影响不显著,但显著增加根系镉含量;改良剂均显著提高土壤pH,但对DTPA-Cd影响不同,石灰显著降低DTPA-Cd,泥炭、碱渣均有增加DTPA-Cd含量的趋势;泥炭对土壤-小白菜系统Cd迁移的调控效果最佳,其最佳用量为20 g.kg-1土,石灰次之,碱渣不适合。     

铅镉高污染土壤的钝化材料筛选及其修复效果初探

本研究以重金属高污染农田土壤(全Pb含量为1 277 mg/kg,全Cd含量为39.0 mg/kg)为研究对象,通过土培试验和玉米苗期盆栽试验,探讨海泡石、石灰、腐植酸、钙镁磷肥、磷矿粉、生物质炭等常用稳定材料不同剂量及复配组合对高污染土壤重金属的钝化修复效应。土培试验结果表明,石灰对Pb和Cd钝化效果最好,其次是海泡石,但两者表现为较高添加量处理间没有显著差异;而低剂量生物质炭和腐植酸显著增加土壤有效态Pb和Cd含量,高剂量生物质炭具有较好的钝化效果。盆栽试验表明,海泡石与石灰配施钝化效果较好,与对照相比,土壤氯化钙提取态Pb、Cd含量分别降低了97.5%、81.4%;玉米根和地上部Cd含量分别降低48.5%、34.0%,Pb含量分别降低35.6%、29.6%;但海泡石与磷材料配施显著增加玉米根Pb含量,对玉米Cd吸收没有显著影响。以上结果表明,重金属高污染农田土壤添加合适的改良剂,可较大幅度降低土壤重金属有效性和植物重金属吸收性。     

石灰、活性炭对镉污染土壤的修复效果研究

通过模拟铬(Cr,0～300 mg kg-1)污染土壤盆栽试验,研究石灰、活性炭及石灰+活性炭对铬胁迫下小白菜生长状况的影响及对铬污染土壤的修复效果。结果表明:受铬污染的土壤明显使小白菜受到毒害,但经石灰(L1、L2)、活性炭(C2、C3)及石灰+活性炭(L1C1、L2C2)处理均缓解了重金属的毒害症状,显著促进小白菜的生长,生物量较对照提高1～2倍(p<0.05)。3种改良剂相比,在相同Cr浓度处理下,活性炭对降低污染土壤中有效态铬的效果最好,与CK相比,有效态铬的含量降低至0.086 mg kg-1,降幅达77.36%。相关分析表明:小白菜叶部铬含量和根部铬含量与土壤有效态铬含量表现出显著的正相关(p<0.01),土壤pH与土壤有效态铬含量之间呈负相关(p<0.05),所以在铬污染的土壤中,可以提高土壤的pH,以减小土壤铬的植物有效性,使其向植物迁移的风险减小。     

有机肥施用和外源镉添加对土壤理化性质、油菜生长及其镉积累的影响

采用盆栽试验方法，研究了施用鸡粪、牛粪、蚯蚓粪对外源添加不同浓度Cd土壤的酶活性等性状、盆栽作物油菜生长及其Cd吸收积累的影响；试验供试土壤Cd添加浓度为0、1、10、50 mg kg?1，以不施有机肥为对照、3种有机肥用量均为4%。结果表明:施用有机肥使土壤有机质含量、酶活性显著提高，施用鸡粪、牛粪处理土壤脲酶、磷酸酶活性最高，施用蚯蚓粪处理土壤的过氧化氢酶活性最高，但土壤pH值受施用有机肥的影响不明显。外源Cd的添加使土壤酶活性下降、且下降幅度与Cd添加浓度成正比；在高浓度添加Cd（10、50 mg kg?1）土壤，与对照相比三种有机肥处理有机结合态Cd比例提高37.6% ~ 117.3%，交换态Cd比例降低了14.7% ~ 28.3%。在Cd添加浓度为0、1、10 mg kg?1土壤，施用有机肥处理与对照相比，油菜叶片叶绿素含量、产量显著提高，且施用鸡粪和牛粪的效果又好于施用蚯蚓粪；而在Cd添加浓度50 mg kg?1土壤，只有施用蚯蚓粪处理油菜的叶绿素含量和产量提高，较未施用有机肥处理分别提高了38.8%和290%。在Cd添加量为10、50 mg kg?1土壤，施用有机肥处理油菜植株体内Cd浓度较未施有机肥处理下降了14.2% ~ 27.7%，而油菜体内Cd含量的降低效果以施用蚯蚓粪处理最好，优于施用鸡粪、牛粪处理。总之，从降低油菜体内Cd含量和提高油菜产量来看，在添加Cd浓度低于10 mg kg?1的土壤，施用鸡粪、牛粪的效果较好，而在添加Cd浓度达到50 mg kg?1的土壤则以施用蚯蚓粪的效果为更好。     

钙质钝化材料对四川盆地6种主要旱作土壤Cd的钝化效应

为针对性、定量化地利用钝化处理实现不同类型Cd污染土壤的安全利用,以四川盆地6种主要旱作土壤为研究对象,采用室内培养试验和土培试验探讨了6个剂量水平下,钙质钝化材料对土壤pH、CEC、有效Cd含量、Cd形态、小白菜生物量和Cd含量的影响。结果表明:(1)钙质钝化材料可提升6种土壤的pH和CEC,土壤CEC随用量的增加而持续增加,而土壤pH在提升至微碱性水平后,不再随用量的增加而增加;(2)6种土壤有效Cd含量随钝化材料用量的增加先显著降低,后趋于平稳,用量＞2.5%后均无显著变化。该添加量下,有效Cd含量降幅为典型黄壤(63.32%)＞酸性紫色土(46.65%)＞漂洗黄壤(38.51%)＞中性紫色土(34.97%)＞石灰性紫色土(18.03%)＞灰潮土(16.60%);土壤中可交换态Cd主要向碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和残渣态形态转化;(3)除石灰性紫色土外,钙质钝化材料可显著提升其余5种污染土壤中小白菜的生物量并显著降低其可食部位Cd含量。用量为2.5%时,典型黄壤、漂洗黄壤和酸性紫色土中小白菜Cd含量降幅高达84.28%,79.90%,69.87%,显著优于中性紫色土、灰潮土和石灰性紫色土(5%用量时降幅仅为40.27%,31.13%,17.98%)。该研究揭示钙质钝化材料对6种Cd污染旱作土壤的剂量-效应差异,并在典型黄壤、漂洗黄壤和酸性紫色土中钝化效率较优,为不同土壤条件下钙质钝化材料的合理使用提供科学依据。     

石灰组配土壤改良剂抑制污染农田水稻镉吸收

为达有效地调控污染稻田水稻糙米对Cd吸收,该研究选取湖南省长株潭地区的湘潭、醴陵和株洲3处不同Cd污染程度田块,研究石灰配施海泡石、钙镁磷肥、有机肥对水稻Cd吸收和累积的影响。结果表明,施用石灰及其组配改良剂均可明显提高土壤pH值,有效降低土壤中酸提取态Cd含量和水稻中Cd含量。与不施用改良剂相比,石灰配施海泡石或有机肥、配施海泡石和有机肥,Cd污染稻田土壤pH值平均升高1.08,0.96和0.93个单位,酸提取态Cd质量分数分别平均降低20.6%,15.6%和21.2%。石灰配施海泡石、有机肥或钙镁磷肥处理下在轻度Cd污染田块中糙米Cd含量较对照分别显著降低了48.3%,46.7%和34.2%,石灰配施有机肥、钙镁磷肥或钙镁磷肥和有机肥处理下在中度Cd污染田块中糙米Cd含量较对照分别显著降低了52.8%,47.8%和37.5%,石灰配施钙镁磷肥和有机肥、有机肥或海泡石处理下在重度Cd污染田块中糙米Cd含量较对照分别显著降低了51.2%,44.6%和42.5%,均低于食品安全国家标准中糙米限量值0.2 mg/kg(GB2762-2017)。相关分析表明,土壤中酸提取态Cd含量与水稻根、茎叶和糙米中Cd含量呈显著正相关关系(P0.05),说明土壤酸提取态Cd含量是影响糙米对Cd吸收的关键因素之一。上述结果说明,石灰配施海泡石、有机肥或钙镁磷肥+有机肥可有效调控污染稻田土壤中Cd进入水稻,实现水稻安全生产。     

石灰与泥炭配施对重金属污染土壤上小白菜生长和营养元素吸收的影响

采用盆栽方法研究了在Cd、Pb、Zn污染的土壤上，石灰和泥炭配施对小白菜生产状况及对营养元素（N、P、K）吸收的影响。结果表明，石灰（L)、石灰加低量泥炭（LP1）、石灰加高量泥炭（LP2）处理都消除了重金属的毒害症状，显著促进小白菜的生长，生物量较对照提高2－5倍。茎叶鲜重总体上看LP1＞LP2＞L。L、LP1、LP2处理显著降低小白菜N、K的含量，而P的含量则没有显著降低。小白菜N、P、K含量的降低主要是生长稀释效应引起的。     

生物炭与叶面硒肥联合施用对生菜吸收镉及土壤镉形态的影响

  目的  为探明生菜吸收富集镉的能力对生物炭与叶面硒肥的响应程度,抑制有毒有害元素镉的吸收。  方法  通过盆栽试验,以生菜为研究对象,在镉污染土壤中添加生物炭,并在生菜叶片上喷硒处理,探索了生物炭与叶面喷硒的联合施用对镉污染土壤理化指标（pH和有机碳）和土壤不同形态镉含量以及对生菜镉吸收累积的影响。  结果  ① 土壤中添加生物炭与叶面硒肥都可以有效降低生菜可食部镉含量,其中喷施低浓度硒的效果更好。当生物炭添加量为30 g kg?1,叶面喷硒浓度为1 mg L?1时,生菜地上部镉含量由0.314 mg kg?1降至0.049 mg kg?1,低于国家食品安全标准（GB 2762—2017）中规定的叶菜类镉限量值0.20 mg kg?1。② 镉胁迫下,添加生物炭与叶面硒肥的交互作用对生菜镉含量和镉富集与转运能力均产生了显著性的影响,相对于生菜根部镉含量,添加生物炭的效应高于叶面硒肥的效应,而对于地上部镉含量,叶面硒肥的效应高于添加生物炭的效应。③ 生物炭添加可通过改善土壤pH和有机碳含量降低酸可提取态、可还原态、可氧化态镉的比例,增加残渣态镉的比例,从而有效地降低生菜对土壤中镉的吸收累积,减少生菜中镉含量。  结论  综合来看,生物炭与叶面硒肥联合施用可以降低生菜镉含量,其效果明显高于两者单独施用的效果,为无公害蔬菜的种植提供理论指导。     

石灰和硅肥对非污染土壤Cd有效性和花生Cd含量的影响

本文研究了花生盆栽过程中,不同用量石灰及石灰、硅肥配施对非污染土壤有效态Cd和花生籽仁Cd含量的影响。结果表明：（1）在常规施肥条件下,施用石灰及石灰、硅肥配施均能显著提高土壤pH值,同时使得花生叶片细胞膜透性具有降低的趋势;石灰施用量为0.67g·kg-1土时的土壤有效态Cd含量降低了12.6%（显著低于CK）,而石灰、硅肥配施组合对降低土壤有效Cd含量的作用不显著,可能与硅肥中Cd含量较高有关。（2）不同石灰施用量均有降低花生籽仁中Cd含量的趋势,其中石灰施用量为0.67g·kg-1土时花生籽仁Cd含量比CK降低26.1%;但石灰、硅肥配施对降低花生籽仁Cd含量的作用不显著。（3）花生籽仁Cd含量与土壤有效态Cd含量达正相关显著水平,表明土壤Cd有效性是影响花生籽仁Cd含量的主要原因。     

Effects of soil amendments, foliar sprayings of silicon and selenium and their combinations on the reduction of cadmium accumulation in rice

Agricultural soil contamination by cadmium (Cd) is becoming one of the most serious environmental issues and public concerns. In this study, factorial arrangements of treatments were designed to explore the effects of two soil amendments, sodium sulfide-biofuel ash (SSBA) and lime (0.1%), and three foliar applications, silicon (Si, 2.5 mmol L^-1), selenium (Se, 40 mg L^-1), and their combination (SS), on Cd reduction in rice (Oryza sativa L.) in a pot experiment, which were then verified in a field experiment. Compared with the control without amendment but with spraying of deionized water, both SSBA and lime significantly reduced concentrations of CaCl₂-extractable Cd in soil by 30%-39% and 31%-40% and Cd in brown rice by 44%-63% and 53%-72% in the pot and field experiments, respectively. Foliar Si, Se, and SS applications significantly reduced Cd accumulation in brown rice by 62%-64%, 72%-83%, and 39%-73%, respectively, increased rice grain yield, and improved antioxidant enzyme activities in rice leaves but with different trends in the pot and field experiments. Combinations of SSBA and lime with Si, Se, and SS had a non-significant synergistic effect on Cd reduction in brown rice compared to only foliar spraying or soil amendment in both pot and field experiments, although SSBA + Se and SSBA + Si reduced Cd concentration in brown rice by 16%-34% and 14%-24% compared to only foliar Si and Se and soil SSBA applications, respectively. Soil lime application and foliar Si spraying were the most cost-effective strategies to reduce Cd accumulation in brown rice in the field and pot experiments, respectively. Although soil amendments and foliar treatments were individually effective, their combinations failed to generate a significant synergistic reduction of Cd concentration in brown rice.     

添加物对镉、锌、铅污染土壤上小白菜的生长和养分吸收的影响

A pot experiment was carried out to study the effects of two amendments, lime and calcium magnesium phosphate, on the growth and Cd,Pd,Zn,Cu,Mn,Fe,N,P and K uptake of pakchoi (Brassica chinensis) in a Cd,Pb and Zn polluted acid soil in the southern part of China. The growth of pakchoi was apparently improved by lime and calcium magnesium phosphate application, the uptake of Cd,Pb,Cu and Zn by pakchoi was significantly depressed and the symptom caused by heavy metals pollution was eliminated. Meanwhile, the absorption of N,K and Mn was also inhibited by these amendments. Soil pH was the main factor controlling the uptake of the heavy metals by pakchoi. This suggests that lime and calcium magnesium phosphate could be used as effective amendments for eliminating the toxicity of heavy metals to the vegetable and inhibiting their absorption by the crop.     

三种类型阻控剂对不同品种水稻富集镉的影响

如何降低水稻中镉(Cd)的含量已经成为一个研究热点。在湖南省衡阳县某地受轻度镉污染的农田上种植两季水稻(早稻、晚稻),随机采购市场上销售的阻控剂(石灰、硅肥和叶面锌肥),研究这3种类型阻控剂对水稻富集镉及稻谷中镉含量的影响,这3种类型的阻控剂的施用方式是石灰和硅肥作为基肥施于土壤,叶面锌肥通过叶面喷施。结果表明:与没有施加阻控剂相比,除石灰和晚稻锌处理之外,其他处理增产效果显著。在3种类型的阻控剂中,叶面锌肥对籽实富集镉的阻控效果最佳,分别使早稻Y俩优792和晚稻农香130降低了51.28%和50.92%,基施硅肥阻镉效果次之。田间试验结果进一步表明施硅肥和喷施叶面锌肥可作为当地的水稻镉污染阻控剂,但叶面锌肥与稻谷中镉的交互作用需要更深入的探讨。     

田间施用石灰和有机肥对水稻吸收镉的影响

通过大田试验探究不同用量的有机肥与石灰对土壤pH、有机质和Cd有效态含量以及不同生育期水稻各器官中积累Cd的动态变化。结果表明:成熟期水稻各器官Cd含量规律为根>茎>叶片>稻壳>糙米。石灰的施用能显著提高土壤pH,在分蘖期时,低用量石灰与高用量石灰处理下土壤pH分别提高1.35,1.84个单位;有机肥的施用可以增加有机质含量,与对照相比,高用量有机肥处理在分蘖期时有机质含量提高6.60 g/kg,在成熟期提高2.72 g/kg。灌浆期是水稻吸收积累Cd的重要时期,石灰和有机肥的施用均能降低灌浆期土壤中有效态Cd含量,高用量有机肥与高用量石灰处理下土壤有效态Cd含量显著降低,分别降低52.05%和46.87%。有机肥和石灰均能显著降低糙米Cd含量,降Cd效果为高用量有机肥>高用量石灰>低用量有机肥>低用量石灰,高用量有机肥处理的效果最好,糙米Cd含量降低68.20%。     

磷灰石和石灰稳定化修复对污染土壤铜和镉垂直迁移的影响

大量改良材料被用于重金属污染土壤的稳定化修复,但是不同用量的改良材料长期田间修复后重金属总量和有效态在不同土层的垂直分布特征鲜有研究涉及。本研究采集不同剂量的磷灰石和石灰稳定化修复的0~13、13~30和30~50 cm土层污染土壤,考察铜和镉总量及有效态含量在不同土层的分布特征。结果表明:随着磷灰石和石灰用量的增加,显著降低了0~13 cm土层土壤交换性酸和交换性铝,增加了土壤全钙的含量,且磷灰石处理提高了土壤全磷和速效磷含量。0~13 cm土层土壤pH、总铜和总镉含量均随着磷灰石和石灰用量的增加而逐渐增加,但是降低了13~30和30~50 cm土层土壤总铜和总镉含量。3个土层中铜和镉有效态含量均随着磷灰石和石灰用量的增加而显著降低,其中23.2 g/kg磷灰石处理和4 g/kg石灰处理土壤有效态铜含量降低85.1%和92.0%,有效态镉降低18.8%和23.5%。相关性分析表明,土壤pH和铜镉总量是影响铜镉有效性的主要因素。可见,磷灰石和石灰的应用使铜和镉较好地固定在土壤表层,减少铜和镉向下层土壤的淋溶,降低了铜和镉的有效性。