田间条件下Pb在土壤-水稻中的迁移特征

以湘中某工矿区农田为研究对象,野外定点采集红壤和紫色土母质水稻土耕层土壤及其对应样点水稻分蘖期和成熟期样品,分别使用富集系数、迁移系数和累积系数研究了Pb在土壤-水稻系统中的迁移特征.结果表明,成熟期水稻各部位Pb含量为根茎叶稻壳糙米,其富集系数分别为55.07%、8.13%、2.47%、0.10%;迁移系数分蘖期为0.034%,成熟期0.080%,成熟期高于分蘖期(P0.01),成熟期迁移系数紫色土高于红壤(P0.01);糙米累积系数红壤为0.40%,紫色土0.27%,红壤大于紫色土(P0.05).综上所述,Pb在红壤和紫色土母质以及水稻分蘖期和成熟期的迁移特征均表现出一定的差异,所以在进行稻田Pb环境管理时需要注意土壤母质和水稻生长时期特点.     

四湖地区水稻土的潜育化问题及改良对策

本文研究了四湖地区水稻土潜育化的发生、类型及其肥力特性,对该区潜育化现状及发展趋势作了评估。阐述了地貌、水文环境、水利工程及耕作制度等因素与水稻土潜育化的形成和发展的关系。根据该区潜育化现状和发展趋势,本文提出了对潜育性水稻土实行“全面规划、综合治理”的总原则,并认为应实行宏观治理与微观改造相结合、工程措施与生态措施相结合、改良与利用相结合等对策和措施。     

螯合剂GLDA对象草修复镉污染农田的影响

为探明螯合剂谷氨酸二乙酸四钠(GLDA)对象草修复镉(Cd)污染农田的影响,通过田间小区试验,于60 d内以不同方式(总施加量585、 1 170和2 340 kg·hm~(-2)分别等分为1～4次施加,分2～4次施加的时间间隔分别为30、 20和15 d)向已种植60 d象草的Cd污染农田(总Cd:0.62 mg·kg~(-1))施加GLDA,分析了象草地上部生物量、Cd含量和Cd提取量以及土壤pH和可溶性有机碳(DOC)质量浓度等指标.结果表明,少量且分多次施加GLDA能显著提高象草地上部生物量和Cd含量,其中分施次数和总施加量分别是生物量和Cd含量的关键影响因子; Cd提取量在总施加量585 kg·hm~(-2)分4次施加时最高,为16.78 g·hm~(-2),较CK(不施加GLDA)显著提高275.39%;土壤pH、DOC质量浓度和DTPA-Cd含量与总施加量和分施次数存在显著正相关关系; DOC质量浓度是影响DTPA-Cd含量的主要因素;土壤总Cd含量在总施加量585 kg·hm~(-2)分4次施加时可较种植象草前土壤降低3.23%.因此,在利用象草修复Cd污染农田时,施加GLDA具有重要意义,且需合理选择施加方式.     

添加磷素对低磷稻田根际土壤固碳自养微生物数量的影响

为了探讨磷素添加对低磷稻田土壤固碳自养微生物数量的影响,以低磷水稻土为研究对象,设置添加磷素(P添加量为80 mg·kg~(-1))和不添加磷素两种处理土壤,种植水稻进行室内培养实验.利用实时荧光定量PCR(real-time PCR)技术分析了水稻分蘖期(移栽后14 d)和拔节期(移栽后22 d)添加磷素(P)和对照(CK)处理根际土壤固碳自养微生物cbb L、cbb M、acc A和acl B基因数量的差异,同时测定了土壤理化性质,并分析了不同处理方式下固碳功能基因丰度与土壤理化性质之间的关系.结果表明,分蘖期磷素添加降低了土壤MBC和NH+4-N含量,提高了土壤DOC、Olsen-P和p H;分蘖期P处理NO-3-N含量比CK处理低,而拔节期反而比CK处理高.分蘖期,磷素添加显著提高了cbb L、cbb M、acc A和acl B基因的数量,与CK处理相比,分别提高156%、99%、110%和193%.而磷素添加对拔节期cbb L、acc A和acl B基因数量的促进作用并不明显,对cbb M基因数量反而产生了抑制作用.冗余分析(RDA)显示,土壤Olsen-P含量是影响固碳自养微生物丰度最显著的环境因子.     

磁性生物炭对重金属污染废水处理条件优化及机理

将水稻谷壳经改性和负磁后制得磁性谷壳生物炭(BC-Fe),通过正交实验研究了pH、生物炭添加量、吸附时间和转速对磁性谷壳生物炭吸附实际污染废水中Cd~(2+)和Zn~(2+)的影响,提出了磁性谷壳生物炭作为实际污染废水处理材料的最佳操作条件,并应用于多步骤废水处理系统中,同时进行了BC-Fe的再生吸附实验.正交实验结果表明,在pH为6.0、固液比为6.0 g·L~(-1)、吸附时间为1.0 h、转速为160 r·min~(-1)的条件下,磁性谷壳生物炭对Cd~(2+)和Zn~(2+)的去除率最高,分别达到61.1%和60.4%,吸附量分别为8.6 mg·g~(-1)和21.3 mg·g~(-1).在实验所设条件下,Cd~(2+)和Zn~(2+)的综合去除效果随着pH和生物炭添加量的增加而显著升高,吸附时间和转速的影响未达显著水平.在多步骤废水处理系统中,使用CaO和Na_2S作为前处理,利用磁性谷壳生物炭二次处理,可使实际污染废水中Cd~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)、Mn~(2+)、Fe~(2+)的去除率分别达到100%、99.8%、99.3%、97.8%、100%,SS降为1.0 mg·L~(-1),此时系统pH为7.5,色度为2倍,出水各项指标均达到硫酸工业污染物排放标准(GB 26132—2010)和污水综合排放标准(GB 8978—1996)的要求.再生实验表明,BC-Fe第3次吸附Cd~(2+)和Zn~(2+)的去除率分别为50.6%和49.1%,吸附材料再生性能良好.     

湘中典型稻田系统Cd平衡分析

运用大田定位试验的方法,研究了典型稻田系统Cd污染发展趋势.于2015-11～2018-11逐月采集大气沉降及灌溉水样,同时多次采集肥料、土壤及水稻样,监测分析样品中Cd含量,研究湘中典型稻田系统Cd输入输出平衡情况.结果表明,稻田系统Cd通过灌溉水、大气沉降和肥料等途径输入,年均输入量为8. 735 g·(hm2·a)-1,其中大气沉降为主要来源,占总输入的69. 15%～82. 04%,平均为76. 61%,其次是灌溉水占12. 62%～23. 66%,平均为16. 94%,肥料占5. 34%～7. 19%,平均为6. 45%;稻田系统Cd通过地表径流、土壤下渗和水稻地上部分收获途径输出,年均输出量为7. 093g·(hm2·a)-1,水稻地上部分收获占总输出的85. 27%～95. 02%,平均为89. 69%,其次是地表径流4. 57%～13. 96%,平均为9. 41%,土壤下渗输出的Cd最少,为0. 41%～1. 51%,平均0. 90%.结果表明,研究区稻田系统Cd为净输入,土壤Cd污染形势仍在加剧.稻草还田与稻草移除将对土壤Cd平衡产生重要影响,稻草移除可以减缓土壤Cd污染发展趋势.     

不同母质发育土壤Cd环境行为对水分管理模式的响应差异

为探明不同母质发育稻田土壤Cd环境行为对水分管理模式变化的响应差异,通过不同的水分管理模式(长期淹水、湿润灌溉和干湿交替),在3种外源Cd水平下(0.5、 2.0和5.0mg·kg~(-1)),对2种母质发育稻田土壤(黄泥田和麻砂泥)进行培养试验,分析了土壤氧化还原电位(Eh值)、pH值、土壤溶液Cd含量及土壤Cd赋存形态等指标.结果表明,不同母质发育土壤pH值和Eh值对水分管理模式变化的响应存在差异,土壤pH值变化率分别为长期淹水:-2.61%(黄泥田)和2.25%(麻砂泥),干湿交替:-1.96%(黄泥田)和0.52%(麻砂泥),湿润灌溉:-4.08%(黄泥田)和-0.52%(麻砂泥), 2种母质土壤Eh值与pH值呈极显著负相关; 2种母质类型土壤溶液Cd质量浓度随水分管理模式变化规律一致,且该质量浓度麻砂泥高于黄泥田,其均值分别为:1.03μg·L~(-1)(黄泥田), 1.07μg·L~(-1)(麻砂泥);水分管理模式对不同母质发育土壤中有机结合态和铁锰结合态Cd含量影响不显著,长期淹水会促进Cd向残渣态转化,且在黄泥田中这一促进作用比在麻砂泥中强.因此,在应用水分管理调控土壤Cd生物有效性的过程中,需根据土壤母质类型区别实施.     

外源锌对水稻各部位镉吸收与累积的拮抗效应

为探明外源锌(Zn)对镉(Cd)污染稻田系统Cd吸收累积的影响,采用盆栽试验,向轻度(Cd含量为0.50 mg·kg~(-1))和中度(Cd含量为1.50 mg·kg~(-1))Cd污染土壤中施用不同浓度的外源Zn,研究Zn对土壤、水稻根表铁膜和水稻各部位中Cd、Zn含量变化的影响,探讨外源Zn对Cd污染稻田系统Cd吸收累积的交互作用.结果表明,在2种Cd污染土壤中,施用外源Zn显著降低了湘晚籼12糙米Cd含量,降低幅度为13.4%～78.4%;在轻度Cd污染土壤中,施用外源Zn显著降低了威优46糙米Cd含量,降低幅度为14.7%～79.8%,而在中度Cd污染土壤中,当外源Zn浓度超过40 mg·kg~(-1)将增加威优46糙米Cd含量;在2种Cd污染土壤下均显著增加2种水稻根表铁膜数量,分别增加14.7%～85.9%、5.8%～61.2%;但对土壤交换态Cd含量无显著影响.在2种Cd污染土壤中,2种水稻各部位Cd/Zn比值与Cd含量正线性相关,且各部位Cd/Zn比值呈下降趋势,2种水稻糙米、茎叶间Cd-Zn拮抗作用显著.轻度Cd污染土壤中,施加外源Zn可以降低湘晚籼12和威优46糙米中的Cd含量;中度Cd污染土壤中,外源Zn仍然可以降低湘晚籼12糙米Cd含量,而当外源Zn施加量高于40 mg·kg~(-1)时将增加威优46糙米的Cd含量.     

湖南省农业生态环境建设的问题与对策

湖南作为长江流域重要的农业大省，在主要农产品产量大幅度增长的同时，农业生态环境中存在的问题仍然严重，生态环境整体上尚未根本好转。湖南生态环境中存在的问题主要有；灾害频率和强度提高；不适当的丘岗山地与坡耕地开发造成了严重的水土流失；环境污染日趋严重。文章结合已有研究工作，提出了湖南农业生态建设主攻方向和措施。作者认为，(1)加强水土流失治理，是减少水旱灾害的根本措施。水土流失治理的重点是综合开发潜力大、人类垦殖活动频繁、环境相对脆弱的丘陵地区。(2)要构建人地协调的高效农业生态系统。在丘岗山区，依据不同自然条件，构建高效农业生态系统。达到提高生产率并保护生态环境的目的；在平原湖区调整农业布局，实行避灾减灾种植制度。(3)要依靠科技进步，促进农业生态建设。     

湘中某工业区农田重金属污染的初步研究

通过2年的定点调查,研究了湘中某工业区附近农田土壤、糙米中重金属含量状况;并对重金属在水稻植株中的含量分布,以及影响糙米中重金属含量的土壤因素进行了探讨。