花生壳生物炭对土壤改良、蔬菜增产及其持续效应研究

通过田间试验,一次性施入花生壳来源生物炭,研究其对土壤改良、蔬菜生长、蔬菜品质影响及其作用的持续效应,为土壤改良的应用提供科学依据。生物炭用量设置0、2.5、5、10 t·hm~(-2)4个水平,2014~2016年共进行16个月多茬上海青、油麦菜和生菜3种蔬菜轮作的田间试验,在各茬蔬菜收获时测定产量,并采集蔬菜样品测定可溶性糖、硝酸盐及Vc含量,同时采集各小区土壤样品测定pH值、碱解氮、有效磷、速效钾及有机碳含量。研究结果表明,不同用量花生壳生物炭可提高土壤pH值0.1~0.8单位,提高土壤有机碳1.4%~31.4%,使蔬菜增产6.2%~96.5%;但对蔬菜可溶性糖、硝酸盐及Vc含量没有明显影响。花生壳生物炭对前两茬蔬菜收获时的土壤速效钾含量具有显著提高作用,对以后各茬蔬菜收获时的土壤速效钾、所有茬次蔬菜收获时的土壤碱解氮及有效磷含量均没有明显影响。与对照处理相比,5 t·hm~(-2)花生壳生物炭施用效果最好,可提高土壤pH值0.3~0.8单位,提升土壤有机碳4.6%~19.0%,增产蔬菜7.9%~96.5%。连续种植多茬蔬菜后,5 t·hm~(-2)花生壳生物炭处理的土壤pH值仍然比对照处理提高16.9%、土壤有机碳提升8.5%,蔬菜产量增加18.7%。因此,一次性施用适量花生壳生物炭在16个月内对连续多茬蔬菜试验具有持续增产和改土作用。     

高效液相色谱法测定土壤和畜禽粪中的氯霉素、甲砜霉素和氟甲砜霉素

采用高效液相色谱法研究了土壤、猪粪和鸡粪中氯霉素、甲砜霉素和氟甲砜霉素3种氯霉素类抗生素残留。分别采用乙酸乙脂、氨化乙酸乙脂和甲醇3种有机溶液超声提取,浓缩脱脂后经固相萃取小柱纯化,Xbridge C18色谱柱分离后用紫外检测器检测。在0～10mg/L浓度范围内,峰面积与浓度呈良好的线性关系,相关系数r均达到0.9999。氯霉素、甲砜霉素和氟甲砜霉素的检出限分别为10、4、7μg/L。乙酸乙脂对3种抗生素的加标回收率在76.0%～102.6%之间,相对标准偏差为0.3%～7.3%,氨化乙酸乙脂次之,甲醇的综合提取效果最低。     

生物炭对土壤-植物体系中铅镉迁移累积的影响

为探讨不同特性生物炭对土壤-植物体系中典型重金属铅（Pb）和镉（Cd）迁移累积的影响，分别选择花生壳、水稻壳、小麦秸秆、椰壳及生物燃气副产物5种材料制备的生物炭及不同粒径椰壳生物炭作为土壤调理剂，进行多茬蔬菜盆栽试验，研究各茬蔬菜可食用部位生物量及Pb和Cd累积量，土壤理化性质及土壤有效态Pb和Cd含量变化规律。结果显示，生物炭的施加均可不同程度提升土壤pH、土壤有机碳含量及阳离子交换量（CEC）。除小麦秸秆生物炭外，其余4种生物炭均可显著降低土壤有效态Pb和Cd及蔬菜可食用部位Pb和Cd累积量，并对蔬菜有明显促生长效果。生物炭粒径越小对土壤有效态Pb和Cd含量的降低、蔬菜生长的促进及蔬菜Pb和Cd累积量的降低作用越显著。蔬菜生长与土壤pH、有机碳含量及CEC水平均呈显著正相关关系，而蔬菜Pb和Cd累积量及土壤有效态Pb和Cd含量则与土壤pH、有机碳及CEC含量呈显著负相关关系。连续3茬蔬菜轮作后，80~120目椰壳生物炭、花生壳生物炭、水稻壳生物炭及生物燃气副产物生物炭仍对Pb和Cd复合污染酸性土壤具有明显的修复效果。结果表明，生物炭可通过改变土壤pH、CEC、有机碳等基本理化性质，对土壤重金属产生钝化作用，显著促进蔬菜的生长并可消减蔬菜对土壤重金属元素的累积效应。     

土壤不同粒径有机无机复合体对丁草胺的吸附特性

为了解土壤不同粒径组分对农药吸附-解吸行为的影响和吸附贡献率,以及不同粒径组分中有机无机组分的结合方式和复合程度如何影响有机质对农药的吸附,选取我国6个省区的7种理化性质差别较大的土壤,并采用物理方法提取该7种土壤的三个粒径有机无机复合体(黏粒:0.002mm;粉粒:0.02~0.002 mm;砂粒:0.05~0.02 mm)为研究材料,采用批量平衡法研究丁草胺在不同土壤和不同粒径有机无机复合体固/液界面的分配规律。同时,定量计算土壤各粒径组分对丁草胺的吸附贡献率,并从有机无机复合体角度探讨不同粒径组分中总有机碳(TOC)对丁草胺的吸附特性。结果表明:土壤黏粒组分对丁草胺具有最大的吸附量和较小的解吸率,而砂粒组分对丁草胺则具有较小的吸附量和最大的解吸率。土壤黏粒、粉粒和砂粒组分对丁草胺的吸附贡献率分别为36.7%~72.4%、21.7%~50.5%和10%。TOC是影响各粒径组分对丁草胺吸附的主要原因,但其影响程度受各粒径组分中TOC的理化性质以及其与无机矿物的复合程度控制。     

无定型氧化铁对土壤中阿特拉津吸附-解吸的影响

选取人工合成的无定型氧化铁(AHOsFe)纯矿物,以及两种典型土壤(黑土和砖红壤)的原土(S1和S2)和AHOsFe包被土壤(AHOsFe-S1和AHOsFe-S2)为研究材料,采用批量平衡法,研究AHOsFe对土壤中阿特拉津(AT)吸附—解吸行为的影响及其机理。研究结果表明,各吸附剂对AT的吸附均能采用Freundlich方程进行较好地拟合(r≥0.996,p0.01),AHOsFe对AT具有较强的吸附性能和较高的吸附非线性,AHOsFe包被黑土和砖红壤后,两种土壤对AT的吸附能力(Kd值)分别增加56.3%和43.8%。各吸附剂对AT均存在解吸迟滞效应,两种土壤及被AHOsFe包被后,其对AT的解吸迟滞系数(HI)在AT低初始浓度时随浓度的增加而降低,而在AT高初始浓度时随浓度的增加略有增加,AHOsFe对AT的HI则随AT初始浓度的增加而增加,说明不同吸附剂在AT不同初始浓度时的解吸迟滞机制不同。与土壤相比,AHOsFe对AT具有较强的解吸迟滞效应,但AHOsFe包被土壤后,却降低了土壤对AT的解吸迟滞效应。     

围海造田水稻土磷吸附动力学特征及其机理

沿海农田N、P排放是沿海湿地和近海水质污染源之一.研究围海造田土壤P化学行为对评价其水质污染风险,制定兼顾农业生产和环境保护P肥管理措施具有实际意义.本研究以浙江省慈溪市3个代表性时期(宋代,明代,现代)围海造田水稻田土壤为研究对象,研究了3种温度条件下(15℃,25℃,35℃)土壤P吸附动力学,并获得了其热力学参数....     

土壤样品中痕量丁草胺的分析方法

本研究完善了土壤中除草剂丁草胺残留的分析测试方法。在实验室条件下,利用超声提取、弗罗里硅土柱(湿法填柱和干法填柱)进行净化和分离、毛细管气相色谱分析测试,进一步优化了弗罗里硅土柱净化分离丁草胺的条件。土壤中丁草胺的平均回收率为97.46%,检出限为0.002mgkg-1,变异系数小于10%。本方法灵敏度高、重复性好、可排除有机污染物对微量丁草胺残留物测定的干扰,同时减少了有机试剂的用量,适用于土壤样品中痕量丁草胺的分析测试。     

广州市兽用抗生素的环境残留研究

畜禽废物中的抗生素可造成土壤及水体的抗生素污染,利用高效液相色谱及高效液相色谱-串联质谱分析了广州市代表性养殖场畜禽废物、施用畜禽粪土壤和鱼塘水中尼卡巴嗪、喹乙醇、四环素类、磺胺类、喹诺酮类、氯霉素类抗生素的含量。结果发现：猪粪、鸡粪中抗生素含量最高的均为四环素类,分别为123.76、14.59 mg.kg-1;含量最低的均为氯霉素类,分别为2.35μg.kg-1、0.08 mg.kg-1;小猪猪粪中抗生素的含量明显高于大猪。鱼塘水中抗生素含量较高的是四环素（5.16μg.L-1）与磺胺对甲氧嘧啶（4.78μg.L-1）,土霉素在所有样点中均未被检出。施用禽畜粪土壤中四环素类、喹诺酮类含量较高,分别为70.40、49.77μg.kg-1;磺胺甲基嘧啶、磺胺对甲氧嘧啶、磺胺甲噁唑、甲砜霉素、氯霉素、喹乙醇均未被检出。粪样中的抗生素可导致土壤和水体的抗生素污染,TCs、QNs和NCZ可能对生态环境和人类健康安全的威胁更大。     

The Advance and Application of Sequential Extraction Procedure for Heavy Metals in Soil Environment

用连续提取法研究地球环境中重金属的存在形态在土壤化学、植物营养和环境科学中均具有重要意义，很多研究者对之进行了广泛深入的研究。针对以前提取程序分级较多，不便于操作的特点，近些年来，一些研究者更注重于研究简便，应用性强，又能提供有价值信息的重金属形态区分方法。笔者对此方法研究的新进展及其应用作了综述，并对以后的研究进行了展望。     

生物炭+ 石灰混合改良剂对稻田土壤pH、有效镉和糙米镉的影响

生物炭+石灰混合改良剂(BL)由生物炭和石灰以10:1的重量比配制而成。为了研究该混合改良剂的施用效果,在广东省粤北某矿区附近的Cd污染稻田进行小区试验。结果表明:与习惯施肥(NPK)对照比较,生物炭+石灰处理可以明显提高酸性稻田土壤pH值0.53个单位,降低土壤有效态Cd含量24.14%,降低水稻糙米Cd含量53.12%,以上三者均达到显著水平。土壤pH值与土壤有效Cd含量之间、土壤pH值与糙米Cd含量之间均呈显著的负相关;土壤有效Cd含量与糙米Cd含量之间呈显著的正相关。生物炭+石灰处理糙米Cd含量降低至《GB 2762-2012食品安全国家标准食品中污染物限量》中限定Cd 0.2 mg/kg标准值以下,说明生物炭+石灰混合改良剂对治理酸性稻田土壤重金属Cd污染有显著效果。