硅钙镁肥对不同母质稻田土壤水稻Cd吸收累积的影响及其差异研究

为研究硅钙镁肥(GF)对不同母质稻田土壤水稻Cd吸收累积的影响及其差异,选取黄泥田(板页岩母质发育水稻土)和麻砂泥(花岗岩母质发育水稻土)进行水稻盆栽试验,分析各生育时期土壤pH值与CEC变化、土壤溶液中Cd浓度、水稻各部位(根、茎、叶、谷壳和糙米) Cd含量及水稻全株总累积量、水稻根表铁膜Cd、Fe含量与总累积量.结果表明:稻田土壤施用GF显著降低了土壤溶液Cd浓度;施用GF显著提升了土壤pH和CEC;施用GF降低了水稻根、茎、叶、谷壳与糙米中的Cd含量,显著降低水稻全株Cd累积量.稻田土壤施用GF促进了水稻根表铁膜的形成,增加了各生育时期DCB-Fe、降低了DCB-Cd含量,抑制了Cd由根部向上迁移;稻田土壤施用GF,黄泥田与麻砂泥水稻糙米Cd含量降低至0.11 mg/kg和0.15 mg/kg,均低于国家标准.相关性分析表明,土壤pH与土壤溶液Cd浓度、水稻糙米Cd含量呈显著(P0.05)或极显著负相关(P0.01),水稻根表铁膜Fe累积量与DCB-Cd、根与糙米Cd含量呈极显著负相关(P0.01); GF使叶对糙米Cd再转运贡献率降低5.88%(黄泥田)和12.80%(麻砂泥).稻田土壤施用GF可有效阻控水稻对Cd的吸收累积,且麻砂泥效果优于黄泥田.     

水稻土中7个水稻品种对土壤Cd、Pb的富集与转运:田间研究

近年来,稻米Cd、Pb含量超标问题频繁出现,稻米质量安全备受关注。通过在Cd-Pb复合污染土壤上,采用田间试验方法研究了7个水稻(Oryza.sativa L.)品种(宜优673、东联5号、花优63、春优84、浙优18、甬优9号和台粳8号)对土壤Cd和Pb的富集与转运能力,并探讨了影响稻米富集Cd和Pb的因素,以期为Cd、Pb污染农业土壤的安全利用提供依据。研究结果表明,Cd、Pb主要富集在水稻根中,Cd、Pb在各组织中的含量分别表现为根茎叶糙米、根叶茎糙米。糙米Cd、Pb含量分别为0.06~0.18、0.09~0.31 mg·kg~(-1),品种间Cd、Pb含量差异均达显著水平(P0.05);供试水稻糙米中Cd含量均未超标(0.2 mg·kg~(-1),GB2762—2017),除台粳8号以外,其他品种糙米Pb含量也未超标(0.2 mg·kg~(-1),GB2762—2017)。糙米Cd含量随稻谷产量的升高而升高,糙米Pb含量则随稻谷产量的升高而降低。不同水稻品种对土壤Cd的富集能力表现为:春优84甬优9号浙优18宜优673东联5号、花优63、台粳8号,最大相差2.4倍;对土壤Pb的富集能力表现为:台粳8号宜优673浙优18花优63、春优84、甬优9号东联5号,最大相差3.3倍。高根表铁膜Cd含量促进了水稻根系对Cd的吸收,但高根表铁膜Pb含量则抑制了根系对Pb的吸收。糙米Cd含量随Cd在茎-糙米和叶-糙米之间的转移系数的升高而升高(P0.01),但糙米Pb含量与Pb在茎-糙米和叶-糙米之间的转移系数无明显相关(P0.01)。台梗8号是低产低Cd累积品种,东联5号为高产低Cd积累品种,东联5号和甬优9号为高产低Pb积累品种,在Cd污染、Pb污染或Cd-Pb复合污染的农田上可以酌情选种。     

根表铁膜对水稻铅吸收转运的影响

通过温室土壤盆栽试验研究不同生育期水稻根表铁膜形成对水稻吸收和转运Pb的影响。结果表明,两种水稻根表铁膜形成量(以DCB-Fe含量计)及铁膜中吸附的Pb量均随着生育期的延长而减少。水稻根表铁膜Fe含量与铁膜吸附的Pb量呈显著的正相关关系(r=0.798,p0.01)。水稻根系和茎叶吸收积累Pb随着不同品种和不同生育期而变化。品种NK57籽粒Pb含量显著高于品种YD6,前者为后者的1.9倍。从富集系数和分配比率来看,Pb主要富集在水稻的铁膜和根系中,而积累在茎叶和籽粒中的比率较少。Pb从水稻根表铁膜、根系和茎叶向籽粒中的转运系数在两个水稻品种间差异均不显著。水稻分蘖期和孕穗期根表铁膜量与根系Pb含量均呈显著的正相关关系(p0.05),但是成熟期水稻根表铁膜量与根系、茎叶和籽粒中Pb含量相关性均不显著,说明根表铁膜形成对水稻分蘖期和孕穗期吸收积累Pb有一定影响,但对水稻成熟期根系、茎叶和籽粒吸收积累Pb影响不大。     

不同南方籼稻品种对土壤锑的富集及其健康风险评估

为探讨不同水稻品种对土壤锑(Sb)的富集能力,本文采用福建部分区域13个籼稻品种的稻米和对应的表层土壤样品(138对),研究了不同品种水稻对土壤Sb的富集能力和累积特征,并评估了稻米Sb对人类健康的潜在风险.结果表明,调查区域土壤Sb全量介于0.12—1.02 mg·kg~(-1),其中39.5%的土壤Sb全量高于福建土壤Sb的背景值;水稻不同部位Sb含量依次为:根叶茎糙米;不同水稻品种糙米中Sb含量介于2.2μg·kg~(-1)(宜优673)和14.6μg·kg~(-1)(Ⅱ优673)之间;水稻对土壤有效Sb的平均富集系数表现出明显的品种差异,常规稻(东联5号)和两系杂交稻(培杂泰丰、扬两优6号)的富集系数均处于中-低水平.风险评估结果表明,在未遭受Sb污染的农田上生产的籼稻稻米中的Sb不至于对人体健康构成危害.     

椰纤维生物炭对砖红壤水稻土Pb形态及水稻产量和品质的影响

为研究椰纤维生物炭(CFB)对铅(Pb)污染水稻土中Pb形态和生物有效性的影响,以及对水稻(Oryza sativa L.)生长和品质的调控效果,以热带(海南)具有代表性的花岗岩和玄武岩母质发育的砖红壤水稻土为供试土壤,在6种Pb污染土壤(Pb质量分数为0、50、250、500、2 500、5 000 mg·kg~(-1))中添加质量分数为3%的CFB,并进行水稻盆栽试验,分析土壤EDTA有效态Pb含量和Pb形态,及糙米Pb含量、水稻产量和农艺性状的变化。结果表明:随Pb污染量的增加,两种水稻土中各化学形态和有效态Pb含量显著增加(P0.05);CFB的施用降低了土壤交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态Pb含量,增加了有机结合态和残渣态含量;降低了供试土壤有效态Pb含量,且玄武岩母质水稻土较花岗岩母质水稻土效果更显著。Pb质量分数(250、500 mg·kg~(-1))未超过国家农业用地风险管制值(GB15618—2018;≤500 mg·kg~(-1))时,花岗岩水稻土、玄武岩水稻土中糙米Pb含量依次超过食品安全国家标准(0.2mg·kg~(-1));Pb胁迫未对水稻生长和农艺性状造成明显影响;而质量分数为5 000 mg·kg~(-1)时,Pb胁迫抑制水稻生长、降低农艺性状,此时花岗岩和玄武岩中糙米Pb含量分别超过国家食品安全标准14、10倍。CFB能够缓解Pb对水稻产量和品质的影响;Pb质量分数为500mg·kg~(-1)时,CFB的施用使玄武岩水稻土中糙米Pb含量降低38.4%,符合食品安全国家标准。因此,椰纤维生物炭能够促使土壤中Pb向水稻难吸收的有机结合态和残渣态转化,降低有效态Pb含量,减轻Pb对水稻生长的毒害及在糙米中的累积。     

石灰、硅钙镁改良剂对不同土壤-水稻系统Cd吸收累积的影响

为研究改良剂(石灰、硅钙镁肥)对典型稻田土壤-水稻系统Cd吸收累积的影响,选取河沙泥(潮土母质发育)和紫泥田(紫色砂页岩母质发育)模拟制备成中度Cd污染土壤,施加不同用量的石灰和硅钙镁肥,进行水稻盆栽试验,分析土壤pH、土壤Cd形态以及水稻各部位Cd含量变化,探讨不同改良剂对不同土壤-水稻系统Cd吸收累积的影响.结果表明,施用石灰和硅钙镁肥能显著提高河沙泥土壤pH值,分别提高0.62—0.79个单位、0.35—0.46个单位,但对紫泥田pH值无显著影响.向河沙泥中施用石灰能降低其土壤酸提取态Cd含量,且在S3.0处理时降幅最大;而紫泥田施用硅钙镁肥能显著降低其酸提取态Cd.施用石灰和硅钙镁均能降低河沙泥水稻糙米Cd含量,分别降低23.5%—35.9%、9.5%—21.9%,且随着施用量的提高,糙米Cd含量降低幅度逐渐增大;施用硅钙镁肥能显著降低紫泥田糙米Cd含量,下降幅度为23.5%—34.1%.同种改良剂对水稻Cd吸收累积的影响因土壤类型不同而存在差异,向河沙泥中施用石灰和紫泥田中施用硅钙镁能最大程度抑制水稻对Cd的吸收累积,降低糙米Cd含量,提高稻米品质.     

镉胁迫条件下淹水时间对水稻吸收累积镉的影响

采用盆栽试验方法,以外源添加镉(Cd)模拟土壤镉污染,研究水稻不同生育期(分蘖盛期和灌浆期)淹水以及淹水时间对水稻产量及吸收累积Cd的影响。结果表明,与常规灌溉处理(CI)相比,其他不同淹水时间处理均出现一定程度减产,其中全生育期湿润灌溉(WI)、分蘖盛期开始淹水1~4周(T1、T2、T3和T4)5个处理的水稻产量显著下降,降幅分别为23.7%、16.0%、15.5%、20.2%和18.6%。随着淹水时间的延长,糙米Cd含量呈下降趋势,其中以全生育期淹水处理(WF)的糙米Cd含量最低,仅为WI的3.4%。在相同淹水时间条件下,分蘖盛期开始淹水1~4周处理的糙米Cd含量较灌浆开始淹水1~4周处理(F1、F2、F3和F4)分别降低了27.1%(P0.05)、46.6%(P0.05)、56.0%(P0.05)和35.2%,平均降幅为41.2%。水稻茎叶Cd含量与糙米Cd含量的变化趋势基本相同。水稻茎叶对Cd的转运效率随淹水时间的延长呈下降趋势。不同处理的水稻茎叶和糙米Cd富集系数变异极大,其中WI的糙米、茎叶Cd富集系数分别为WF处理的29.0和18.8倍。淹水能有效抑制水稻对Cd的吸收累积,抑制效果与淹水时间呈正相关,且分蘖盛期淹水对水稻茎叶和糙米Cd累积的抑制效果优于灌浆期淹水。     

牛粪配合无机改良剂对稻田土壤Cd赋存形态及生物有效性的影响

选取四川省德阳市旌阳区天元镇Cd污染稻田,通过牛粪与3种无机改良剂海泡石(DS)、石灰(DL)、钙镁磷肥(DP)配施,研究了有机无机混合改良剂对土壤重金属Cd的生物有效性以及水稻吸收累积Cd的影响。结果表明,稻麦轮作下,DS、DL和DP处理对糙米Cd含量较牛粪单独处理(D)降低50%~70%,且均低于GB 2762─2012《食品中污染物限量》中的Cd污染标准。DP处理促进了茎秆中Cd的累积,这可能加大稻草秸秆还田对冬季作物Cd污染风险;在水稻分蘖期和成熟期DS、DL和DP处理土壤可交换态Cd含量均降低,且稻油轮作下DL和DP处理比CK处理分别降低42%和44%,稻麦轮作DS和DL处理则分别降低48%和53%。同时,DS、DL和DP处理均增加了有机碳(SOC)和可溶性有机碳(DOC)含量,DL处理显著提高了土壤p H值。水稻成熟期土壤可交换态Cd含量下降是降低糙米Cd含量累积的主要因子;DS、DL和DP处理提高了土壤p H值,降低了土壤DOC含量,从而降低土壤Cd活性形态含量,减小了其通过生物富集进入食物链的风险。总体来看,DS和DL处理可作为稻米安全生产优先选择的农艺调控技术措施。     

深圳市城市绿地土壤中重金属的含量及化学形态分布

对深圳市中心区城市绿地表层土壤(0-20cm)中Cu,Zn,Pb和Cd的含量、化学形态分布和迁移性进行研究.结果表明,土壤中Cu,Zn,Pb和Cd的含量分别为6.4-188.2(26.3)mg·kg-1,34.9-284.8(69.1)mg·kg-1,15.2-245.5(47.2)mg·kg-1和0.01-3.48(0.47)mg·kg-1.道路绿化带土壤中Cu,Zn和Pb的平均含量最高,在公园绿地土壤中Cd的平均含量最高.分别有75.6%,87.0%,98.8%和98.8%的土壤中Cu,Zn,Pb和Cd的含量超过广东省赤红壤的背景值,重金属在土壤中呈现明显的富集特征.土壤中Cu,Zn和Cd以残渣态所占比例最高,Pb以铁锰氧化物结合态最高.随着土壤中Cu,Zn,Pb和Cd含量的增加其残渣态所占比例降低,铁锰氧化物结合态或交换态所占比例增加,重金属活性增大.土壤中Cd迁移能力最强,迁移能力依次为Cd>Zn>Pb和Cu.     

云贵地区磷矿分布区农田土壤重金属污染特征及对农产品质量的影响

为了解云贵地区磷矿背景下农田土壤重金属污染和生物有效性特征,对云贵地区重点磷矿分布区玉米、水稻和设施蔬菜3种农田土壤和作物可食部分重金属(Cd、Cu、Pb和Zn)含量进行测定,分析农田土壤重金属污染特征,并探究其对农产品重金属含量的影响。结果表明,云贵地区磷矿分布区农田土壤普遍富集Cd和Pb,与当地背景值相比,Cd和Pb的平均富集系数分别达到2.31和2.39;玉米、水稻和大棚青菜可食部分中Cd的生物富集因子平均值分别为0.09、0.17和0.32,而Pb的生物有效性水平较低;磷矿分布区不同类型农作物对土壤重金属的吸收能力不同,大棚青菜对重金属的富集能力最强,水稻对Cd和Pb的吸收能力高于玉米;回归模型结果表明,土壤有效态重金属含量以及pH、有机质和MgO等理化性质显著影响3种农作物可食部分重金属含量(P0.05)。     

土地利用方式和施肥管理对黑土物理性质的影响

为了探讨东北黑土区土壤水分的调控能力及其影响因素以及土壤水分对降水和不同植被覆盖的响应,以海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站内的长期定位试验为基础,利用中子水分仪测定土壤体积含水量,研究裸地、休闲地以及包括单施有机肥、化肥+秸秆还田、单施化肥和不施肥4种处理的农田耕层土壤物理性质和土壤水分动态.结果表明:与休闲地相比,农田土壤容重增加7.47％,而孔隙度、饱和含水量和田间持水量均呈降低趋势,分别下降2.59、6.04和1.90百分点;肥料的施入尤其是施用有机肥和秸秆还田能够改善土壤物理性质;裸地土壤物理性质最差.由于植被耗水量较大,农田和休闲地土壤剖面年平均体积含水量显著低于裸地,施用化肥和秸秆还田可显著降低农田土壤剖面年平均体积含水量.各处理土壤剖面水分变异系数均随土壤深度的增加(0～70 cm深处)而呈先减小后增加趋势.由于植被生长的耗水作用,休闲地和农田土壤水分变化比裸地强烈,秸秆还田加剧了农田土壤水分的变异.土壤储水量的动态变化与降水量之间存在明显相关性,不同土地利用方式和施肥管理对浅层土壤储水量的影响较大,但随着土壤深度的增加,各处理对土壤储水量的影响越来越不明显.     

农田土壤中汞的吸附分配行为研究

汞是环境中毒性最强的重金属之一,由于具有持久性、长距离迁移性和生物累积性被列为全球性污染物。土壤是汞重要的源和汇,在汞的生物地球化学循环中发挥关键作用,其理化性质可以显著影响汞的吸附分配行为。本文基于采自全国各地的131份农业土壤样品考察了汞(Hg2+)在土壤中的吸附分配行为,测定了Hg2+的固液分配系数(Kd),并探讨其与p H、有机质(OM)、粒度组成、溶解性有机质(DOM)和总硫等土壤理化性质的关系。利用逐步多元线性回归的方法分析发现旱地土壤对汞Kd的主要影响因素是DOM和土壤粒度,而水田的主要影响因素是总硫。通过淹水实验,进一步探究了土壤氧化还原对Hg2+分配的影响。研究发现,旱地土壤中,大部分土壤在淹水30 d后Kd呈明显增大趋势,继续淹水至60 d的Kd表现为稳定或下降的趋势;大部分水田土壤在淹水条件下Kd未表现出增大的趋势,且随淹水时间呈稳定或下降的趋势。     

有机污染物土壤吸附预测模型及其影响因素

以701种有机化合物的土壤吸附系数作为数据集,选取594种有机化合物作为训练集,剩余107种作为测试集.根据训练集化合物建立土壤吸附系数Koc与辛醇/水分配系数Kow的线性和非线性模型,应用平均残差(AE),平均绝对残差(AAE)和均方根误差(RMSE)来检验模型的预测能力,模型具有良好的预测能力.同时,比较不同类型的化合物的实测值与预测值,发现部分同系物的预测值与实测值存在系统的偏差,这些偏差主要是由吸附机理,溶解度,水解作用,挥发作用,实验误差等原因造成,这些因素均会对土壤吸附系数的预测产生影响.     

温度对三氯乙烯在土壤中土/气分配系数的影响

采用批量实验测定了三氯乙烯 (TCE) 在三种土壤 (黄土,稻田土,黑土)中的土/气分配系数 (KSA),考察了温度对TCE在土壤中KSA的影响.结果表明:三种土壤的lnKSA与1000/T都呈良好的线性关系,TCE在三种土壤上的相变热ΔUSA分别为84.48, 60.32, 59.86 kJ·mol-1.另外低温时的KSA同样符合Boltzmann方程.     

绿黄隆在麦茬土壤中的残留及其对后茬水稻的影响

应用核素示踪技术，以１４Ｃ－绿黄隆进行麦茬土壤残留及其对后茬水稻影响的盆栽试验研究。结果表明，施于麦地的绿黄隆经过麦季（２０６ｄ）后有２５％～３０％残留于土壤；经过麦－稻两季（３２６ｄ）后仍有约１５％的绿黄隆残留在土壤中；麦茬土壤中残留的绿黄隆严重影响后茬水稻根系生长，进而影响植株的生长发育；水稻植株残留量和转移系数是根系＞＞茎叶＞稻谷，在各部位的分布是不均匀的。     

水体颗粒物以及土壤对有机物吸附常数的测定

本文介绍了用批量平衡测定水体悬浮颗粒物以及土壤对有机物吸附常数的测定方法，并给出实例和方法的注意事项。     

哒嗪硫磷水解与土壤降解研究

采用室内模拟方法,研究了哒嗪硫磷在东北黑土、江西红壤和南京黄棕壤3种不同类型土壤中的降解特性及pH、温度和表面活性剂（SDS）浓度对水解的影响。结果表明,哒嗪硫磷水解速率随pH值与温度的升高而显著加快,在15℃、pH 5缓冲溶液中水解半衰期为216.56 d,在35℃、pH 9缓冲溶液中半衰期为3.47 d,平均温度效应系数为2.98。SDS能显著抑制哒嗪硫磷水解,且随着浓度的增大抑制作用增强。哒嗪硫磷在3种土壤中的降解速率依次为南京黄棕壤〉东北黑土〉江西红壤,半衰期分别为10.27、78.75、105.00 d,降解速率随土壤pH值的增大而增大。灭菌处理下,哒嗪硫磷在3种土壤中半衰期显著延长,其中在南京黄棕壤中半衰期延长近10倍,哒嗪硫磷在土壤中降解主要为微生物降解。     

土壤和沉积物的有机质组分对水中非离子有机物吸着的影响

在２５℃下，分别测定来自水各地的四种土壤和八种沉积物吸着水溶液中的１，２－二氯苯和四氯化碳的吸附等温线，所有的等温线呈线性，表明土壤和沉积物吸着水溶液中的非离子有机物的过程是分配机理，土壤或沉物的本身用有机碳标化的吸附系数（Ｋｏｃ）之间差异不大，而土壤的和沉积物之间的Ｋｏｃ则存在显著性差异，这是由于沉积物有机质成分的极性小于土壤有机质成分的极性造成的，沉积物质吸着上述两种有机物的Ｋｏｃ约是土壤的Ｋ     

4种蔬菜对土壤Mn转运累积特征及食用安全性研究

为探究土壤中锰(Mn)污染对蔬菜食用安全性的影响,以上海市常见的4种蔬菜(青椒,CA;黄瓜,CS;豇豆,VU;菠菜,SO)为试验材料,采用温室盆栽土培试验方法研究了不同土壤Mn含量梯度下的蔬菜生物量变化以及各部位Mn转运累积特征,并基于各蔬菜食用安全分析了土壤中Mn的安全阈值。研究结果表明,Mn对4种蔬菜的生长均表现出低含量促进、高含量抑制现象,SO和VU对Mn的耐受度强于CA和CS。Mn主要富集在SO的茎叶,以及CA、CS和VU的茎叶和根部,可食部分中Mn含量大小排序为SO>VU>CS>CA。SO可食部分Mn含量与土壤Mn含量呈显著对数相关(P<0.01),其他3种蔬菜的可食部分Mn含量与土壤Mn含量均呈显著指数相关(P<0.01)。依据新鲜蔬菜中Mn食用安全限量值,推导出各蔬菜对应的土壤Mn安全阈值预测区间为:SO 992.5～1 097.3 mg·kg~(-1),VU 2 607.5～2 910.0 mg·kg~(-1),CS 3 147.5～3 494.6 mg·kg~(-1),CA3 618.0～3 921.5 mg·kg~(-1)。Mn污染土壤的安全利用应优先选择种植CA、CS和VU等低累积品种。     

Adsorption and movement of carbaryl in soils: A verification of cosolvent theory and comparison of batch equilibrium and soil thin layer chromatography results

Batch equilibrium and soil thin layer chromatography (TLC) techniques were used to investigate the influence of different volume fractions of organic cosolvents (acetone and methanol) on the adsorption and movement of carbaryl in four different types of Indian soils. L-shaped isotherms were obtained for both the cosolvent–water mixtures at all f _s values and were in close agreement with the Freundlich equation. Higher adsorption was observed on F.R.I. soil (FSL) followed by Alampur soil (ASL), Kalai soil (KL), and Bhoran soil (BSL) at all f _s values for both the cosolvent systems as was anticipated from the K and K _D values. The K and K _D values also confirmed that carbaryl adsorption was higher in methanol–water mixture than acetone–water mixture and decreased with increasing f _s values. The frontal R _f values obtained from soil TLC studies were inversely proportional to the K and K _D values for both the cosolvent systems. The higher K and K _D values and lower R _f values in methanol–water mixtures relative to acetone–water mixtures for all the soils indicated that acetone had a greater potential for ground water contamination compared to methanol. The adsorption data were used to evaluate the cosolvent theory for describing adsorption of carbaryl in acetone–water and methanol–water mixtures. The aqueous phase partition coefficients, K _DW (mol g^?1), normalized with respect to f _oc for carbaryl was evaluated by extrapolating f _s → 0.