贵阳市郊菜园土-辣椒体系中重金属的迁移特征

选择贵阳市郊二戈寨、马铃乡和永乐乡的辣椒地,研究重金属在菜园土-辣椒体系中的迁移过程.结果表明,二戈寨、马铃乡和永乐乡3处采样地点菜园土中存在不同程度的重金属污染,综合污染指数分别为1.17、1.23和2.18,主要污染元素为Zn、Cu、Cd.但辣椒果实中仅有Cd超标.在土壤-辣椒体系各界面间,重金属元素迁移能力大小顺序发生了变化:在土壤-根部间为CdCu＞Zn＞Pb,在根部-茎叶间为Zn＞Cd＞Pb＞Cu,在茎叶-果实间为Cu(＞＞)Zn＞Cd＞Pb.对于Cu、Pb和Zn元素来说,辣椒根-土界面是重金属进入辣椒果实的主要障碍,其生物富集系数BCF值(蔬菜根中重金属含量/土壤中重金属含量)分别在0.21～0.44、0.04～0.24和0.033～0.08之间,而Cd的BCF值却达1.06～4.23,表现为富集作用.Cd的迁移系数TF1值(蔬菜茎叶中重金属含量/根部重金属含量)表明,其在根部-茎叶间的迁移几乎不受阻碍,但在果实-茎叶界面再次受阻,其TF2值(蔬菜果实中重金属含量/茎叶中重金属含量)在0.42～0.51之间.     

复合污染条件下莴苣对Zn、Cd的吸收与富集

采集莴苣及根际土壤样品,分析Cu、Zn、Cd、Pb复合污染条件下莴苣对Zn、Cd的吸收与富集规律.结果表明:复合污染条件下,莴苣不同部位对4种重金属元素的吸收积累表现为根>叶>茎,莴苣中重金属含量为Zn>Cu>Cd>Pb,富集系数为Cd≈Zn>Cu>Pb;不同采样区莴苣对重金属的吸收积累与富集能力存在明显差异.用于描述Zn和Cd在土壤-莴苣系统中迁移的响应模型均为非线性方程,模型类型在2种元素之间以及莴苣不同部位存在一定差异,但2种元素在不同部位中的响应均可用3次曲线方程来描述.莴苣对Cd、Zn的吸收除了受到元素自身性质的影响外,还受到共存元素的影响,这种影响与共存元素的含量有关.     

蜈蚣草对Pb、Zn复合污染的响应

为探明蜈蚣草修复重金属复合污染土壤的能力,本实验利用水培实验研究Pb、Zn交互作用下蜈蚣草对Pb、Zn积累变化以及蜈蚣草对Pb、Zn的解毒机理.实验结果显示,在Pb、Zn复合污染情况下,重金属Zn在0—10 mg.L-1下可促进蜈蚣草根、茎对Pb的富集能力,降低蜈蚣草对Pb的转运能力;而Pb则促进蜈蚣草对Zn的转运系数,提高蜈蚣草茎、叶对Zn的富集能力,并呈现出蜈蚣草对Pb的富集能力大于对Zn的富集能力.实验结果进一步显示,随着重金属复合暴露浓度增加,蜈蚣草叶绿素含量先上升后下降,丙二醛含量先下降后上升,淀粉、蔗糖、O2-含量则逐渐上升.这说明淀粉、蔗糖、O2-.等具有一定的解毒作用,能增强植物对重金属的抗性.实验结果还显示,蜈蚣草对Pb、Zn具有较强的耐性和富集能力,可利用蜈蚣草修复Pb污染土壤以及低Zn浓度的Pb-Zn复合污染土壤.     

蓬莱仙界园区土壤-蔬菜系统重金属形态解析及关联特征

为了解贵阳市蓬莱仙界生态园区土壤-蔬菜系统中重金属的赋存形态及其内在的关联特征,采用Nemero综合污染指数和综合质量影响指数IICQ分析了番茄(Lycopersicon esculentum)、甘蓝(Brassica oleracea)、红油菜(Brassica napus)、豌豆(Pisum sativum)、白菜(Spinacia oleracea)、胭脂萝卜(Raphanus sativus)地土壤-蔬菜系统重金属Pb、Cr、Cd、Hg、As的综合污染状况,并依据重金属生物有效性、形态解析和富集系数对土壤-蔬菜系统中重金属的关联特征进行了表征。结果表明:土壤重金属综合污染指数为番茄地(2.98)甘蓝地(2.90)红油菜地(2.36)豌豆地(2.33)白菜地(2.18)胭脂萝卜地(1.85),番茄土壤和甘蓝土壤属于中度污染,胭脂萝卜土壤污染最轻,土壤中Hg的单因子污染指数最大,其含量高于贵州省背景值2~3倍。BCR连续分级提取结果表明:研究区Pb、Cr、Cd和As以残渣态为主,Cr、Hg和As的形态分布相似,Cd的酸可提取态占总量的比例最大,为14.81%,活性态比例大小顺序为:Hg(48.98%)Cd(44.44%)Pb(39.40%)Cr(10.37%)As(1.18%),同种元素的不同形态所占比例不同,其中,Hg、Cd和Pb的活性态含量较高,潜在危害较大。土壤-蔬菜系统重金属IICQ指数大小顺序为:番茄(3.92)红油菜(3.37)白菜(3.33)胭脂萝卜(3.32)甘蓝(3.25)豌豆(2.74),除土壤-豌豆系统属轻度污染外,其余属中度污染;蔬菜综合质量影响指数表明,番茄的IICQ_v最大,为2.50,污染最严重。番茄叶和白菜叶对Hg的富集系数均高于其他蔬菜的叶组织,不同蔬菜和不同组织部位对Pb、Cr、Cd、Hg和As的富集能力差异明显,番茄根和胭脂萝卜根对Pb的富集能力远高于茎叶,Pb主要累积在豌豆和甘蓝的茎部,其次为根部,红油菜叶和白菜叶对Pb的富集系数高于其根茎;甘蓝、白菜和红油菜富集Cd能力较高,豌豆对Cd的富集能力最弱、IICQ_V最小,受污染最轻,抵抗重金属能力最强。     

污染黑土中重金属的形态分布与生物活性研究

通过对污染和清洁黑土的耕层、非耕层分层采样分析,比较了Cd,Pb,Cu和Zn等在同一土壤耕层和非耕层以及不同采样点土壤中的形态分布和生物活性.结果表明,无污染黑土中这些重金属的形态分布一般为:残渣态>有机结合态>铁锰结合态>碳酸盐结合态>可交换态,外源污染则使可交换态重金属的含量增加.以生物有效性系数和迁移系数进行重金属生物活性评价,其在黑土中生物活性大小的顺序为:Cd>Cu>Zn>Pb.污染愈严重的土壤,重金属的生物活性和自身的淋溶能力相对较强,在非耕层中也表现出较高的生物活性.综合重金属在土壤中的含量和生物活性,发现2个污染点的黑土中Cd和Pb对当地农业生产和地下水安全已构成潜在的威胁.     

不同玉米品种对Cd、Pb、As积累与转运的差异研究

矿区周边农田土壤重金属污染严重威胁到农作物安全生产及人体健康。为筛选出具有镉(Cd)、铅(Pb)、砷(As)低积累潜力且产量较高的玉米(Zeamays)品种,在云南个旧矿区周边选取有代表性的农田,通过田间试验探讨适种的24个玉米品种对Cd、Pb、As积累与转运的潜力差异。结果表明:参试玉米的产量和根、茎叶、籽粒积累和转运Cd、Pb、As的能力存在显著差异(P0.05),其中5个玉米品种籽粒Cd含量未超过国家食品安全卫生标准(GB2762—2018),所有玉米品种籽粒Pb、As含量均未超过国家食品安全卫生标准;所有玉米品种茎叶Cd、Pb、As含量都超过国家饲料卫生标准(GB13078—2001);茎叶、籽粒部位Cd的富集系数分别为0.494-1.696、0.03-0.53,茎叶和籽粒Cd的转运系数分别为0.46-3.49和0.025-0.410;玉米茎叶Pb、As富集系数分别为0.049-0.126、0.034-0.054,籽粒中Pb和As富集系数均低于0.000 4;Pb的茎叶、籽粒转运系数分别为0.55-3.45、0.001-0.004,As的茎叶、籽粒转运系数分别为1.31-4.21、0.000-0.003,表明土壤Cd、Pb、As从玉米地下部向地上部迁移的能力较弱。对玉米籽粒Cd、Pb、As含量进行聚类分析可知,路单12号、足玉7号、华兴单88号和扎单202均属于籽粒Cd、Pb、As低积累类群。经综合评价,可以筛选出路单12号、足玉7号、华兴单88号为既高产且可食部分籽粒具有低积累Cd、Pb、As潜力的品种,适宜在个旧地区Cd、Pb、As中轻度污染区推广种植。     

平顶山矿区矸石山周边土壤重金属污染及优势植物富集特征

为筛选出适应该地区修复土壤重金属污染的首先目标植物,通过测定河南省平顶山市某煤矿废弃地8种优势植物根际与非根际土壤及植物本身Cd、Cr、Cu、Mn和Pb含量,分析了矿区土壤重金属污染状况及优势植物对重金属元素的富集和转移能力。结果表明,(1)研究区土壤Cd、Cr、Pb、Cu污染最为严重,单因子污染指数分别达到了66.04、5.24、2.89、1.80;内梅罗综合污染指数为47.94,达到重度污染级别。(2)猪毛蒿(Artemisiascoparia)地上部分、紫马唐(Digitaria violascens)地上部分和根部Cd含量分别超标1.52、1.25和1.35倍,全叶马兰(Kalimeris integrifolia)根部、狗尾草(Setaria viridis)地上部分和根部Cr含量分别超标1.30、3.06和1.79倍,并且狗尾草地上部分Pb含量超标1.71倍。(3)苍耳(Siberia Cocklebur)对Cd和Cu的生物富集系数和生物转移系数均大于1,对Cu的生物转移系数高达4.939。狗尾草对Cd、Cr、Pb的生物转移系数均大于1,且对Cr的生物富集系数大于1,对Pb的生物转移系数高达3.883。蒙古蒿(Artemisia mongolica)对Cr和Pb的生物转移系数均大于3,且对Cd的生物富集系数大于1。猪毛蒿对Cd的生物富集系数和生物转移系数均大于1。研究表明,平顶山矿区矸石山周边土壤是受重金属Cd-Cr-Pb-Cu复合污染的土壤。苍耳、猪毛蒿、蒙古蒿和狗尾草具有较强的富集重金属的能力,可作为治理该地区环境污染的目标植物。     

德兴铜矿区优势物种苎麻(Boehmeria nivea)对重金属的富集与积累特性

选取江西省德兴铜矿区8个采样点,对土壤和苎麻植株Cd、Pb和Cu含量进行测定分析。结果表明,铜矿区土壤中Cu污染严重并伴有轻微的Cd污染,Pb含量则在江西省土壤背景值范围之内。8个样点土壤Cd、Pb和Cu含量均值分别为0.51、9.36和1 058.21 mg·kg-1。大部分样点苎麻植株叶片中重金属含量最低,根最高,最高值与最低值差距达数十倍,地上部重金属含量低于地下部。苎麻对上述3种重金属的富集系数和转运系数从大到小依次为Cd、Pb和Cu;苎麻对Cd的富集系数和转移系数最高值分别为1.42和0.54,对Pb的富集系数和转移系数最高值分别为0.63和0.53,对Cu的富集系数和转移系数最高值分别为0.08和0.37。8个样点苎麻的地上部生物量均值为1.41 t·hm-2,最高值达2.18 t·hm-2。苎麻对Cd、Pb和Cu的累积量均值分别为0.2、1.1、24g·hm-2。因此,苎麻对Cu和Cd具有一定的耐性,在矿区种植苎麻可作为植物修复的先锋物种,促进矿区生态恢复。     

水合欢对重金属Cd、Pb的耐受性及吸收富集特性

土壤重金属污染一直以来备受关注,作物能够吸收重金属从而对人体健康产生威胁,利用植物修复土壤重金属污染是当前环境科学和生态学领域的研究热点。本研究以一种水生豆科作物水合欢(Neptunia olerace)为研究对象,采用盆栽实验,研究水合欢对不同浓度Cd (0、50、100、180 mg·kg~(-1))、Pb (0、500、1 000、1 800 mg·kg~(-1))的耐受能力及吸收与富集情况。结果表明,(1)在Cd胁迫下,水合欢表现出一定的耐受性,生物量和植株长度与对照相比均显著降低(P0.05),可溶性蛋白、叶绿素以及根和茎中的MDA含量与对照均无显著差异,叶片中CAT活性显著提高(P0.05),但根中CAT、茎中SOD和叶片中POD活性及叶中MDA含量均先降低后升高;(2)在Pb胁迫下,水合欢表现出很强的耐受性,水合欢生物量、植株长度、可溶性蛋白、叶绿素和MDA含量与对照均无显著差异,但叶片中CAT活性显著提高(P0.05),根和茎中SOD、茎中CAT和叶片中POD活性均先降低后升高(P0.05);(3) Cd浓度为50、100、180 mg·kg~(-1)时,水合欢的富集系数分别为0.28、0.32和0.29,转运系数分别为0.05、0.06和0.08; Pb浓度为500、1 000、1 800 mg·kg~(-1)时,水合欢的富集系数分别为0.02、0.04和0.02,转运系数分别为0.04、0.08和0.05。水合欢对土壤中Cd、Pb的吸收均未达到超富集植物的标准,但本研究发现水合欢地下部重金属含量远高于地上部重金属含量,且水合欢为直根系植物,根系较浅,容易回收,基于此,可考虑将其与水稻等水生作物进行间套作,这种生产方式既可固氮,又可利用其根系来原位缓解土壤重金属污染对粮食等农产品生产所造成的安全风险。     

电子废物不当处置的重金属污染及其环境风险评价 I． 电子废物焚烧迹地的重金属污染

电子废物的不当拆解、回收活动对当地及周边环境造成的严重污染已经引起了国内外的广泛关注,但相关的调查研究目前仍比较少.以长期进行电子废物回收产业活动的典型区域--广东清远龙塘镇和石角镇为研究对象,较系统地调查、分析了电子废物不当处置对区域和流域环境介质中重金属的含量、分布和迁移的影响,并对其环境风险进行了评价.此论文是该项研究的一部分,重点调查了龙塘镇电子废物焚烧迹地中Pb、Zn、Cu、Cd、Cr、Ni等6种重金属的含量、分布和迁移及其对植物根、茎、叶组织中Pb、Zn、Cu、Cd含量的影响.结果表明:1)焚烧迹地土壤中Pb、Zn、Cu、CA、Cr、Ni的平均含量分别为1714.5、1016.7、4850.6、10.3、63.3、100.3mg·kg-1,局部区域样点检出的Cu、Pb、Cd含量分别是对照土壤的1268、179和101倍,显示电子废物焚烧迹地已经成为一个巨大的土壤重金属库,必然长期贡献于区域乃至流域土壤和水体的重金属污染.2)电子废物焚烧活动造成的重金属污染能够随空气动力及重力沉降而形成垂直以及水平迁移,其中Pb和Cd的迁移能力远大于其它重金属.3)电子废物焚烧迹地内生长的植物也受到了重金属的污染,其中Cu、Cd的污染程度较严重;桉树对Cu、铁芒箕对Pb、类芦对Cd、Zn、Cu有相对较强的富集能力.     

沪宁高速公路两侧土壤和小麦重金属污染状况

以沪宁高速公路为研究对象,分路段采集公路两侧土壤及小麦样品进行重金属污染监测。结果表明,沪宁高速公路两侧距路肩250m范围内土壤和小麦已受不同程度铅污染。土壤中铅最大污染指数达3.26,铜、镍、铬、镉污染不显著。公路两侧小麦籽粒中铅含量超标率99%以上,最大超标倍数达1.73倍,锌有部分样品超标,镉及铜无超标现象。多数地段土壤铅含量在距路肩100m处较高,而小麦籽粒铅含量则多以距路肩50m和100m处较高。公路交通铅污染仍然是影响公路两侧农产品质量安全的重要因子之一。     

神木煤矿区土壤重金属污染特征研究

通过对神府煤田开采区3个煤矿区周围土壤Cu、Cd、Cr、Mn、Ni质量分数进行测定及分析,评价了煤田开采对周围土壤的污染程度。结果表明,长期的煤炭资源开发、运输等活动,已导致周围土壤受到重金属不同程度的累积性污染,土壤中Cd、Ni质量分数高于陕西省土壤背景值,且Cd污染程度较高,Ni污染程度较低,而Cu、Cr、Mn基本不受污染。3个煤矿表层土壤各重金属元素质量分数均表现出污染区大于对照区,但这种变化幅度存在一定差异;Cu、Cr、Mn 3种重金属元素虽没有超出背景值,但已表现出一定程度的累积;煤矿周围土壤重金属污染受到开采年限、土壤质地、风向等因素的影响。3个煤矿污染区土壤剖面样品中,5种重金属元素质量分数基本上随着土壤深度的增加呈现降低的趋势,且这种趋势具有波动性。     

神木煤矿区土壤重金属污染特征研究

通过对神府煤田开采区3个煤矿区周围土壤Cu、Cd、Cr、Mn、Ni质量分数进行测定及分析,评价了煤田开采对周围土壤的污染程度。结果表明,长期的煤炭资源开发、运输等活动,已导致周围土壤受到重金属不同程度的累积性污染,土壤中Cd、Ni质量分数高于陕西省土壤背景值,且Cd污染程度较高,Ni污染程度较低,而Cu、Cr、Mn基本不受污染。3个煤矿表层土壤各重金属元素质量分数均表现出污染区大于对照区,但这种变化幅度存在一定差异;Cu、Cr、Mn 3种重金属元素虽没有超出背景值,但已表现出一定程度的累积;煤矿周围土壤重金属污染受到开采年限、土壤质地、风向等因素的影响。3个煤矿污染区土壤剖面样品中,5种重金属元素质量分数基本上随着土壤深度的增加呈现降低的趋势,且这种趋势具有波动性。     

O3浓度升高对麦田土壤碳、氮含量和酶活性的影响

近地层O₃作为全球最重要的大气污染物之一,其对作物的生长发育、土壤酶活性、土壤碳、氮的影响机制已成为人们关注的重要问题。采用开顶式气室(OTCs)法模拟研究O₃浓度升高对冬小麦土壤碳、氮含量和酶活性的影响。结果表明,O₃浓度升高导致麦田0~10 cm和10~20 cm土层的全碳(TC)和全氮(TN)含量呈现出下降的趋势。O₃浓度升高对土壤酶活性也有影响。在冬小麦灌浆期,O₃胁迫可促进土壤脱氢酶活性提高。当O₃浓度为120 nL·L^-1时,0~10 cm、10~20 cm和20~40 cm土层的脱氢酶活性分别比对照处理提高59.4%、51.5%和22.2%。O₃胁迫对土壤转化酶活性的影响随着冬小麦生长期和土壤采样深度的不同而发生变化。在冬小麦拔节期,O₃处理对不同土层脲酶活性的影响没有达到显著差异水平,但是在灌浆期,20~40 cm土层的脲酶活性随着O₃浓度的增加而提高,在120 nL·L^-1浓度O₃处理下脲酶活性比对照处理提高24.6%。在O₃胁迫条件下土壤转化酶活性与土壤全碳含量、土壤脲酶活性与土壤全氮含量均呈现出显著的正相关关系。     

规模化牛场废水灌溉对土壤水分和冬小麦产量品质的影响

通过田间小区试验,设置不同的牛场废水灌溉次数,研究了冬小麦牛场废水灌溉过程中土壤水分和冬小麦产量品质的变化特征,结果表明,灌溉牛场废水土壤水分迁移和土壤贮水量与灌溉清水无显著差别,水质对土壤水分变化影响很小;冬小麦生育期内分别灌溉牛场废水2、3和4次与正常施肥灌溉施肥相比,冬小麦产量和灌溉水生产效率提高,分别提高了4.61%、6.48%、6.63%,4次牛场废水灌溉冬小麦产量略有下降,这说明灌溉牛场废水次数过多会对冬小麦造成一定的负面影响;牛场废水灌溉次数越多冬小麦籽粒中蛋白质质量分数越高,分别提高了2.50%、5.83%、8.03%,而全磷质量分数则有降低趋势。综合考虑,冬小麦生育期内牛场废水灌溉次数不应高于3次。     

上海宝山区农业用地土壤重金属空间分异规律及分布特征研究

利用地理信息系统(GIS)和地统计分析方法对宝山区农业用地土壤重金属(As,Cd,Cr,Hg,Pb)空间分异规律和分布特征进行研究.结果表明,区内农业用地土壤中5种重金属均表现为中等空间变异性;在全局趋势上,Cd为一次全局趋势,其余重金属元素都表现为二次趋势;5种元素在空间上均存在明显的方向效应;Cr,Hg和Pb具有强烈的空间相关性,As和Cd具有中等强度的空间相关性;5种重金属的空间变程由大到小分别为Hg,Pb,Cr,As和Cd.土壤重金属As,Cd,Cr,Hg和Pb平均含量分别为7.31mg.kg-1、0.24 mg.kg-1、107.89 mg.kg-1、0.15 mg.kg-1和38.54 mg.kg-1,分别是上海土壤背景值的0.80,1.81,1.44,1.43和1.51倍.宝山区南部农业用地土壤重金属污染程度普遍高于北部.从宝山区各镇农业用地土壤重金属污染看,Cr和Pb普遍污染严重,而基本不存在As污染.同期降尘污染调查表明,降尘重金属是本区土壤重金属污染的最重要来源.     

深耘断根对旱地小麦花后根系衰老及产量的影响

在旱地大田条件下研究了深耘断根对旱地高产小麦花后根系衰老及产量的影响。结果表明，４个处理中以冬前深耘断根最好，起身期深耘断根与对照（不断根）次之，冬前和起身期都深耘断根的效果最差。冬前深耘断根可延迟花后根系活力、根系ＳＯＤ与ＣＡＴ活性、根系可溶性蛋白质含量下降及根系ＭＤＡ含量的升高，从而延迟根系衰老。同时，冬前深耕提高了成穗数及成穗率，使产量提高，因而在旱地高产麦田应提倡冬前深耘断根。图５表１参１     

陆地生物配体模型（t-BLM）初探：镁离子降低铜离子对小麦根的毒性

生物配体模型(BLM)同时考虑了水中金属离子的化学形态以及阳离子与金属离子在生物配体(BL)上的竞争对其毒性的影响,能成功预测水体金属的生物毒性/有效性.最近,BLM呈现出向土壤环境中拓展的趋势,发展能预测重金属对土壤生物毒性的陆地生物配体模型(t-BLM)正成为最新的国际研究热点.论文模拟土壤溶液,以土壤溶液中的主要阳离子Mg2+为例,通过单因素浓度控制-恒pH营养液培养-陆生植物根伸长抑制试验,定量探讨了不同浓度Mg2+存在下,铜离子(Cu2+)对小麦(Triticum aestivum)根的毒性.结果表明,Mg2+浓度升高显著减弱了Cu2+对小麦根的毒性,即呈现出保护效应.证实陆地生态系统中也存在阳离子对重金属植物毒性的保护效应,支持了BLM中阳离子和重金属离子在生物配体上存在竞争结合的假设,即BLM概念适用于陆生植物.定量分析表明,小麦根生长抑制的毒性效应指标EC50(以自由铜离子活度表示)与自由镁离子活度间存在良好的相关性,线性回归方程为:pEC50(Cu2+)=-0.36(Mg2+)+6.47(r2=0.9976),Mg2+对Cu2+毒性的影响强度可以通过该方程进行预测.论文积累了重金属铜对典型陆生受试植物小麦的毒性数据,探讨了t-BLM的构建方法学,并为其发展提供了思路.联合了土壤理化性质、金属形态及生物积累和毒性效应的t-BLM,将提供一个环境风险评价和制定土壤质量标准的新工具.     

矿粮复合区土壤-作物系统重金属污染风险性评价

为分析矿区污染农田农作物生产的生态安全性,以焦作市中马村矿区的典型农田为例,对矿区农田土壤及植物中Zn、Cr、Cd、Cu和Pb等重金属的质量分数进行了测定,并对重金属污染风险进行了评价。结果表明,根据重金属的单项污染指数,在矿井水污灌农田（F1样地）土壤中Zn和Cd的质量分数达到中度污染水平,Cr的质量分数达到轻微污染水平,Cu和Pb元素质量分数未达到污染水平。在煤矸石污染农田（F2样地）土壤中Zn、Cr和Cd的质量分数达到轻度污染水平,Cu和Pb元素质量分数未达到污染水平。在矿区公路侧农田（F3样地）土壤中各元素质量分数均未达到污染水平。采用潜在生态风险指数法对土壤重金属污染的生态风险进行评价,F1和F2样地综合生态风险指数分别为239．60和178．42,达到中等水平,F3样地土壤达到轻微生态风险水平。采用单项污染指数和综合污染指数法对小麦（Triticumaestivum）籽粒中重金属风险进行评价,在F1和F2样地中,小麦籽粒中Cu质量分数均未达到污染水平,Pb、Cd和Cr质量分数均达到重度污染水平。Zn质量分数在Fl样地中达到轻度污染水平,在F2样地中达到中度污染水平。在F3样地中,小麦籽粒中Cd和Cu质量分数未达到污染水平,Zn质量分数达到轻度污染水平,Pb、Cr质量分数达到重度污染水平。从综合污染指数评价来看,F1、F2和F33个样地小麦籽粒中重金属污染综合指数均达到重度污染水平。评价结果对科学治理矿区污染土壤,确保矿区农田生态安全、粮食生产安全具有重要意义。     

Response of winter wheat yield and soil microbial biomass to fertilization with ridge mulching-furrow planting in the dry highlands of the Loess Plateau北大核心CSCD

As the typical planting pattern of winter wheat in the dry highlands of the Loess Plateau, ridge mulching-furrow planting (RMFP) has played an important role in fertilizer efficiency of different fertilizers, and the differences in fertilizer efficiency further influence the diversity of the structure of soil microbial communities. The effects of different fertilization practices on winter wheat yield formation, soil microbial biomass carbon (SMBC), soil microbial biomass nitrogen (SMBN), and soil microbial biomass phosphorus (SMBP) were investigated by field experiments during 2014-2016 in the winter wheat growing region of the dry highlands in southern Shanxi. The treatments included four groups, farmer fertilization (FF), monitoring fertilization (MF), monitoring fertilization combined application of manure (MFM), and monitoring fertilization combined application of bio-organic fertilizer (MFB). Results showed a significant increase in winter wheat yield by optimized and balanced fertilization, and the grain yield of MFB was highest among all treatments, with a value of 4 107-5 400 kg/hm2, which was 14.5%-23.2% (P < 0.05) higher than that of FF. The effects of different fertilization treatments on the winter wheat yield formulation mainly depended on spike number; however, no effect was found on kernel number per spike and 1 000-grain weight. Soil microbial biomass was affected by both growth period and fertilization patterns, i.e., the content of SMBC from jointing to flowering stage was highest during the winter wheat growth period, whereas the maximum values of SMBN and SMCP were found during the jointing stage. Changes in the rates of SMBC, SMBN, and SMBP during the entire growth period were less than 50%; however, the average contribution rate of optimized fertilization on SMBC, SMBN, and SMBP reached 90%. Compared to single chemical fertilizer applications, the combined application chemical fertilizer and manure or bio-organic fertilizer significantly improved the contents of SMBC, SMBN, and SMBP; however, the contents of SMBC and SMBN between MFM and MFB had no significant difference, whereas the SMBP of MFB was 19.8%-47.1% (P < 0.05) higher than that of MFM owing to the effect of mixed phosphorus bacteria. The soil microbial biomass C/N and C/P of the different treatments were 6.9-9.8 and 14.4-41.0, respectively, and maximum values occurred during the flowering stage. Given the above, the combined application of reasonable chemical fertilizer and bio-organic fertilizer can effectively improve the winter wheat yield and soil microbial biomass under RMFP cultivation in the dry highlands of the Loess Plateau. © 2018 Science Press. All rights reserved.