钾肥对土壤-辣椒体系中铅生物有效性的影响

在重金属中、轻度污染的土壤土,开展施肥对蔬菜安全生产的研究,对于减少重金属进入食物链、提高农产品的安全性具有重要意义。因此,本研究采用盆栽试验,探讨了不同用量的硫酸钾和氯化钾对辣椒（Capsicum annuum L．）吸收、累积铅的效应及对土壤铅植物有效性的影响。结果表明,硫酸钾能显著促进辣椒生长,降低辣椒根、茎叶及果实中铅含量,土壤有效态铅含量亦随着硫酸钾用量的增加而有所降低;低用量的氯化钾也能促进辣椒的生长,但随着氯化钾用量的增加,辣椒各部分生物量反而降低,其茎叶和果实铅含量也显著增加,而土壤DTPA-Pb含量则没有明显的变化趋势。因此,硫酸钾在控制辣椒吸收重金属铅方面较氯化钾有较好的效果,在类似铅污染农田中可以成为保障辣椒安全生产的简单易行、经济实惠的农艺措施。     

钾肥对镉的植物有效性的影响

采用室外盆栽模拟试验,研究了在镉单一污染及镉、铅复合污染的土壤中,钾肥（K₂SO₄）的施用及其施用水平对镉的植物有效性的影响.结果表明,施用钾肥可显著(p<0.05)促进小麦干重的增长,缓解重金属镉及镉、铅复合污染对小麦的毒害作用.不同施用水平的钾肥均减少了小麦对镉的吸收,降低了镉的植物有效性.随着钾肥施用水平的增加,小麦植株不同部位（根、茎叶和籽实）镉的浓度先逐渐降低而后上升,小麦植株不同部位的富集系数也呈现先降低而后上升的趋势,并且钾肥在K2水平时对镉的缓解效果最佳.施用钾肥降低了根际、非根际土壤交换态镉的含量,钾肥主要影响了小麦根际、非根际土壤中交换态、碳酸盐态镉的含量,而对铁锰氧化物结合态、有机质硫化物态和残渣态镉的影响较小.镉、铅复合处理与镉单一处理相比较,铅可促进小麦对镉的吸收,提高镉的植物有效性.     

张家口地区土壤硒形态分布及其植物有效性初步研究

分别采集了张家口克山病区非病村4个砂土样品和重病村6个草甸土、褐土样品．用连续提取程序分离出水溶态硒、离子交换态硒、有机态硒、酸溶态硒、硫化物态硒和残余态硒。水溶态硒容易被植物吸收。交换态硒也能被植物吸收，但受到吸附环境和pH值的影响。有机结合态硒只有在碱性条件下其中的富啡酸态硒才能被植物吸收。酸溶态硒是铁锰氧化物和碳酸盐类矿物醚性淋溶作用的结果，酸性条件下硒容易流失，碱性条件下硒被原矿物固定，因此都难被植物吸收利用。硫化物态硒和残余态硒是最难溶的，基本上不被植物吸收。张家口地区重病村土《铁锰氧化物和腐殖质含量高，呈中-微酸性，而非病村正好与之相反。因此，重病村土壤虽然水溶性硒+交换态盾+有机态硒高于非病村，但这三种硒形态所反映的土壤植物有效性反而低于非病村。这可能是病村粮食比非病村低硒的原因。     

苦丁茶树土壤铅的形态分布及生物有效性研究

采用Tessier连续提取-石墨炉原子吸收光谱法对6种冬青科(Ilex)苦丁茶树土壤中铅的形态分布进行了研究。结果表明:6种冬青科苦丁茶树土壤中铅的形态分布均表现为:.残渣态>有机态>碳酸盐态>铁锰氧化态>可交换态,铅在此类土壤中主要以残渣态和有机态存在,两者总量占土壤中总铅量的90%以上,显示出生物利用性较大的Pb形态含量相应减少。从非根际土壤到根际土壤,6种茶树土壤铅的各种形态的相对含量发生了改变,其改变情况虽各有差异,但总体上呈现出生物有效性较大的碳酸盐态铅和生物有效性居中的铁锰氧化态铅、有机态铅有下降趋势,而难于被植物吸收的残渣态铅含量有上升趋势,表明冬青科苦丁茶树的根际环境具有一定的降低重金属铅污染的阻截作用。     

腐殖酸对土壤挥发汞植物有效性的影响研究

土壤挥发汞对植物是非常有效的,并能通过食物链威胁人体健康,因此,本试验设计了“密闭箱的水培试验”定量研究了腐殖酸及其组份对土壤挥发汞生物活性的影响,结果发现：腐殖酸能有效地抑制土壤汞的挥发,降低植株对土壤挥发汞的吸收,其作用机理在于土壤挥发汞的形态转化,通过对转化条件的调节,可以达到控制土壤挥发汞向食物的链转移的目的。     

降雨对不同形态土壤铅迁移转化的影响研究

以修正的BCR连续提取法为基础,将土壤铅分为酸可提取态铅、可还原态铅、可氧化态铅和残渣态铅这4种形态,运用室内土柱淋溶模拟实验,研究了降雨pH及降雨量对土壤中不同形态铅迁移转化的影响。结果表明,降雨pH能明显影响土壤pH;土壤中酸可提取态铅在降雨作用下最易迁移,经pH=7.04的降雨淋溶后,酸可提取态铅基本释放完;可还原态铅含量随降雨pH的降低及降雨量的增加而逐渐降低;可氧化态铅较稳定,基本不受降雨pH及降雨量的影响;而残渣态铅经pH=4.28的降雨淋溶后,含量反而增加,这可能是其他形态铅向其转化造成的;在降雨作用下,不同形态土壤铅表现出迁移性:酸可提取态铅可还原态铅可氧化态铅残渣态铅;另外,降雨pH及降雨量对土壤中铅的形态分布也有明显影响。     

腐殖酸活性组分及其比例对紫色潮土中铅形态转化和有效性演变动态的影响

腐殖酸(HAs)是制约土壤铅赋存形态与活性的重要因素.本研究通过室内模拟实验,结合化学连续提取形态分级方法,探讨HAs活性组分(胡敏酸,HA;富里酸,FA)添加量及其比例(HA/FA比)对紫色潮土中铅赋存形态、有效性变化动态的影响.结果表明:(1)外源铅进入土壤经60d转化平衡后,土壤中交换态、残渣态铅降低,铁锰氧化物结合态、有机结合态铅增加,碳酸盐结合态铅变化不明显.(2)紫色潮土以交换态铅和碳酸盐结合态铅对有效铅贡献最大,HA通过降低碳酸盐结合态而对土壤铅产生钝化作用,FA则通过增加交换态和碳酸盐结合态而活化土壤铅;随着HAs用量的增加,钝化或活化作用越强.当HAs用量为3%C时,添加HA的土壤碳酸盐结合态铅较对照降低13.4个百分点,有效铅相应降低14.19%;添加FA的土壤交换态铅较对照增加13.59个百分点,碳酸盐结合态铅增加2.15个百分点,有效铅较对照相应增加4.09倍.FA(1%C)是土壤铅活化的突变点,当FA1%C时,土壤铅活化百分率增加了14%,土壤铅活性和生物有效性显著增大.(3)等量HAs(1%C)条件下,当HA/FA比≥7/3时,促进土壤铅向低活性的有机结合态和残渣态转化,HAs对土壤铅表现为钝化作用,而当HA/FA比≤5/5时,则表现为活化作用.     

施用制革污泥土壤中铬的积累、化学形态及其植物有效性

通过对施用制革污泥土壤中铬的含量和形态、作物中铬积累量的测定,结合小麦幼苗培养试验,对Cr的化学形态与植物有效性的关系进行了研究.结果表明,施用污染后2mol/L HCl浸提态Cr的大幅度增长可能是造成作物Cr含量增加的主要原因,当土壤中Cr含量为220mg/kg时,小麦植株达到最大吸收量23.5mg/kg.高浓度Cr投入2种不同土壤时,小麦与水稻茎叶中Cr含量基本一致,而籽粒中含量则随作物种类有较大变化.     

利用μ-XRF和XANES研究铅锌矿区土壤铅形态及其生物有效性

土壤中铅的可迁移性和生物有效性受土壤中铅形态影响.本工作采用改进的BCR顺序提取法、植物栽培、微区X射线荧光(μ-XRF)和同步辐射X射线吸收近边结构谱(XANES)研究了铅锌矿区土壤中铅生物有效性.结果表明:(1)铅在土壤中的分布规律为:可还原态酸溶态残渣态可氧化态;(2)植物组织中铅浓度与土壤中酸溶态铅浓度呈一定相关性;(3)微米水平上,铅在土壤中呈非均匀分布,与Fe和Mn存在一定相关性;(4)土壤中铅的分子形态主要以Pb-goethite(铅-针铁矿为41%~46%)、Pb3(PO4)2(36%~55%)和Pb-Mn O2(铅-锰氧化物为3%~24%)形式存在.研究表明BCR、μ-XRF和XANES分析方法结果可以相互印证,均表明土壤中铁锰氧化物吸附和磷酸铅沉淀是降低铅生物有效性的主要机制.     

长株潭公路系统土壤铅累积分布格局及其植物对铅累积状况的研究

本论文主要研究了湖南省环长株潭公路系统土壤中铅的累积程度和沿距离的分布格局,以及公路沿线种植的蔬 菜作物莴苣不同部位对铅的累积特征。     

土壤作物生态系统中的铅镉污染影响研究

土壤的铅镉污染是一个非常严重的环境问题。利用植物生长实验确认在土壤中添加有机肥后可以抑制和减缓Pb、Cd向作物器官中的迁移。     

磷肥和稻草对土壤重金属形态、微生物活性和植物有效性的影响

采用原位化学固定法,通过向土壤中添加修复剂磷肥和稻草,研究其对土壤中重金属形态、植物有效性和土壤微生物活性的影响.结果表明:添加磷肥和稻草可改变土壤中重金属Cu、Cd、Zn和Pb的形态分布,使土壤中重金属高植物有效性的酸提取态比例降低;其中以磷肥+稻草组下降最多,酸提取态Cu比例从对照的50.4%降至8.7%,酸提取态Cd从56.2%降至29.5%,酸提取态Zn从32.9%降至25.1%,酸提取态Pb从21.1%降至检测限以下.磷肥、稻草及磷肥+稻草修复土壤后,4种重金属在油菜(Brassica napus L.)中的含量显著降低,且油菜干生物量由对照的0.46 g分别增至0.97、1.53和2.28 g.同时土壤中微生物活力得到提高,土壤微生物生物量碳由对照的19.16 mg/kg最高增至966.71 mg/kg,而代谢呼吸率由对照的21.95 mg/(kg.h)最大升至158.63 mg/(kg.h).证明磷肥和稻草可降低重金属对油菜和土壤微生物的毒性胁迫,改善污染土壤质量,促进植物和土壤微生物的生长.      

生物炭对土壤中硫的迁移转化及植物有效性的影响研究

土壤中的硫是作物生长发育不可缺少的营养元素,也是合成植物体内蛋白质、核酸等的重要组成成分.硫素是不可再生资源,充分合理的利用现有的硫素资源,对于保持硫素的循环平衡具有重要意义.生物炭一般指农林废弃物在厌氧或缺氧条件下高温热解生成的一种富碳颗粒,因其在土壤性质改良等方面的广泛应用而备受关注.生物炭施入土壤,将直接或间接影响土壤中硫的植物有效性.评述了生物炭对土壤中硫素有效性的重要研究进展,为生物炭的农业应用提供参考价值.     

不同微生物菌肥对滨海盐渍土土壤质量及玉米产量的影响

微生物菌肥改良盐渍土具有高效环保的特点,施用功能性微生物菌肥对滨海地区盐渍障碍绿色消减和土壤质量提升有重要意义. 试验基于河北省滨海地区中度盐渍土,以玉米为指示作物,在常规化肥施用基础上设置施加推荐用量的不同微生物菌肥T1（常规化肥750 kg·hm^-2+复合菌剂75 kg·hm^-2）、T2（常规化肥750 kg·hm^-2+巨大芽孢杆菌300 kg·hm^-2）、T3（常规化肥750 kg·hm^-2+胶冻芽孢杆菌300 kg·hm^-2）、T4（常规化肥750 kg·hm^-2+有机硅肥600 kg·hm^-2）、T5（常规化肥750 kg·hm^-2+生物有机肥600 kg·hm^-2）、T6（常规化肥750 kg·hm^-2+活性微藻15 kg·hm^-2）和仅施化肥750 kg·hm^-2（CK）7个处理,研究玉米两个关键时期（大喇叭口期和成熟期）不同微生物菌肥对土壤养分、盐分、细菌群落和玉米产量与经济效益的影响. 结果表明,相较CK,T1显著提高了全生育期土壤全氮（TN）和有效磷（AP）含量;成熟期土壤有机质（OM）含量较大喇叭口期平均增加10.35%,但各处理间无显著性差异;相较于CK,T5和T6显著降低了全生育期土壤全盐量和Ca²⁺含量,平均降低14.51%~18.48%和24.25%~25.51%. T1显著提高全生育期细菌多样性指数,较CK提高了45.16%;土壤优势菌门为放线菌门、变形菌门、酸杆菌门和绿弯菌门,优势菌属为芽孢杆菌属和Geminicoccaceae. 研究区细菌群落最丰富的功能是化能异养和需氧化能异养,平均相对丰度为28.89%和27.11%,T3和T6显著提高土壤氮循环功能. 冗余分析（RDA）结果表明,Na⁺、SO₄^2-、pH和EC是驱动细菌群落结构的重要因素,相关性热图显示Na⁺、SO₄^2-、pH和EC主要与浮霉菌门呈显著正相关,土壤OM和TN与蓝细菌显著正相关. 相较CK,T6在生育期内增加了蓝细菌的相对丰度,优化了细菌群落结构. 使用推荐用量的菌肥T1和T6分别提高了7.31%~24.83%的玉米产量和9.05%~23.23%的经济效益;土壤化学性质与产量相关性分析结果初步揭示了EC、AP、HCO₃^-和Mg²⁺是限制滨海地区土壤生产力的障碍因子. 综上,推荐用量下使用复合菌剂（T1）和活性微藻（T6）可显著提升土壤养分、降低盐分和改善土壤细菌群落结构多样性,既保证了玉米增产增效,又实现了微生物菌肥高效利用和土壤质量提升.     

不同外源硒在土壤中的有效性变化及其对小麦硒累积的影响

为明确作物对几种常见外源硒肥的吸收利用差异,通过盆栽试验研究了不同硒肥(硒酸钾、亚硒酸钾、 EDTA螯合硒、硒矿粉、粉煤灰和富硒秸秆)在土壤中的有效性变化及其对小麦生长和硒吸收分配的影响.结果表明,不同外源硒进入土壤后有效性的变化规律不同,硒酸盐、亚硒酸盐和EDTA螯合硒处理土壤有效硒比例显著高于对照(CK)处理,其它处理和CK处理无显著差异.小麦生育前期,硒酸盐、亚硒酸盐和硒矿粉处理土壤有效硒比例逐渐降低,至生育后期则趋于稳定,其他外源硒处理土壤有效硒比例则呈现先下降再升高的动态变化.土壤有效硒含量显著影响小麦硒吸收,两者呈显著正相关关系.施用硒酸盐显著提高了小麦籽粒和叶生物量,但其它硒肥对小麦生长无显著影响.小麦对不同外源硒的累积能力顺序为：硒酸盐>亚硒酸盐和EDTA螯合硒>硒矿粉、粉煤灰和富硒秸秆,施用硒矿粉、粉煤灰和富硒秸秆处理与CK处理无显著差异.施用硒酸盐后硒更易向茎、叶转运富集,而施用亚硒酸盐和EDTA螯合硒后硒更易向籽粒转运累积.     

早稻秸秆还田和减钾对晚稻产量和土壤肥力的影响

水稻秸秆是华南双季稻区重要的有机肥资源,为探讨早稻秸秆还田条件下钾肥减量施用对晚稻产量和土壤肥力的影响,于广东省白云区和惠阳区开展大田试验,设置常规施肥（CK）、秸秆还田+常规施肥处理（RS）和秸秆还田+钾肥减施20%（RS-K）这3个处理,分析不同处理的晚稻生物量、钾含量和产量,及土壤速效钾、有机碳、细菌多样性和群落结构等土壤肥力性质的变化.结果表明,RS-K处理的水稻生物量和产量与CK处理无显著差异.与CK相比,RS处理的水稻植株钾含量平均提高了3.97%（白云）和6.91%（惠阳）.RS-K处理的植株钾含量在水稻生长前期显著低于CK处理,但在水稻生长后期两者无显著差异.与CK相比,RS处理显著提高了土壤速效钾含量,平均增幅达13.90%（白云）和21.67%（惠阳）;RS-K处理的土壤速效钾也较CK处理提高了3.56%（白云）和4.23%（惠阳）.秸秆还田处理显著提高了土壤可溶性有机碳含量,但对土壤pH值、有机碳、微生物量碳、硝态氮、铵态氮和有效磷含量无显著影响.与CK相比,秸秆还田处理显著提高了土壤细菌的Chao1和Shannon指数;秸秆还田处理还显著提升了变形菌门、放线菌门和硝化螺旋菌门的相对丰度,而降低了酸杆菌门、拟杆菌门和厚壁菌门的相对丰度;冗余分析表明,土壤有机碳、可溶性有机碳、微生物量碳、有效磷和速效钾含量是驱动土壤细菌结构群落变化的主要环境因素.综上,早稻秸秆还田可提高土壤速效钾含量和晚稻钾含量,在早稻秸秆还田条件下钾肥减施20%对晚稻钾营养水平和产量均没有产生明显负面影响,且能提高土壤有机碳和细菌多样性.因此,在华南双季稻区,早稻秸秆还田配合钾肥减施20%有利于化肥减施、粮食稳产和培肥地力,对农业绿色发展具有重要意义.     

几种有机物料对设施菜田土壤Cd、Pb生物有效性的影响

利用风化煤、草炭和生物炭这3种有机物料,采集陕西关中地区设施菜田土壤,通过2014~2015年两季盆栽模拟试验,研究了3种有机物料在设施菜田土壤重金属Cd、Pb单一和复合污染条件下对Cd、Pb生物有效态等赋存形态的影响,探究风化煤、草炭和生物炭对设施菜田重金属Cd、Pb污染土壤修复的可行性.结果表明,风化煤显著降低了复合污染土壤中Cd有效态含量,达11.9%(P0.05),并使Pb有效态含量显著降低达83.5%以上(P0.05);对Cd、Pb的交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态之和分别降低了26.4%~34.4%和12.0%~34.5%.草炭显著降低了复合污染土壤中Cd有效态含量18.9%(P0.05),分别显著降低了Pb单一和Cd、Pb复合污染土壤中Pb有效态含量2.7%和7.2%(P0.05),对Pb交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态三者之和分别降低了15.8%和14.6%.生物炭提高了土壤p H 0.03~0.08个单位,分别降低了Cd有效态、Pb有效态含量4.7%~15.0%和1.0%~6.8%,Pb交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态之和降低了11.9%~66.6%.风化煤、草炭和生物炭使番茄地上部对Cd的累积量显著降低15.0%~38.0%(P0.05),使复合污染条件下番茄地上部对Pb的累积量显著降低17.9%~30.0%(P0.05).番茄Cd含量与土壤中Cd交换态含量呈现极显著正相关关系(P0.01).番茄Pb含量与Pb交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态三者含量之和呈现极显著正相关关系(P0.01).综合来看,风化煤、草炭和生物炭这3种有机物料可以通过改变设施菜田土壤p H值和对重金属的吸附、络合等固定作用,降低土壤中Cd、Pb高活性态比例,进而减少植物对Cd、Pb的累积.