不同有机肥对土壤镉锌生物有效性的影响

在南方典型稻田设置连续4年施用猪粪、鸡粪、稻草的定位试验,监测施用不同有机肥条件下土壤及水稻植株镉(Cd)、锌(Zn)含量的变化,研究有机肥对土壤Cd、Zn活性及其交互作用的影响.结果表明:施用有机肥(猪粪、鸡粪、稻草)对土壤全Cd、有效态Cd含量及Cd活性皆无显著影响,但有增加土壤Cd全量的趋势,且显著增加土壤全Zn、有效态Zn含量及Zn活性.施用猪粪、鸡粪、稻草皆可降低稻米Cd含量,降Cd效果为猪粪>鸡粪>稻草,猪粪处理水稻稻米、茎、叶Cd含量分别比对照下降37.5%、44.0%、36.4%;鸡粪处理水稻米、茎、叶Cd含量分别比对照下降22.5%、33.8%、22.7%;而稻草处理水稻米Cd含量比对照下降7.5%,但茎、叶Cd含量比对照分别增加8.2%、22.7%;施用猪粪、鸡粪降低稻米Cd含量主要是降低了水稻植株对土壤Cd的富集,而施用稻草则主要是降低了水稻茎Cd向稻米的转运.施用有机肥还增加了水稻茎Zn含量,施用猪粪、鸡粪、稻草的水稻茎Zn含量比单施化肥分别增加53.4%、41.2%、13.9%,但对水稻稻米、叶Zn含量无显著影响.Zn、Cd在土壤、植株茎中皆表现出显著的拮抗作用,土壤及水稻茎Zn含量的增加显著抑制了水稻米、茎、叶对Cd的吸收积累,且随土壤有效态Zn/Cd含量比值的增加,Zn、Cd竞争土壤吸附不是抑制水稻吸收积累Cd的主控因子,而Zn、Cd竞争吸收才是影响水稻吸收积累Cd的主控因子.     

施用有机肥对高砷红壤中小白菜砷吸收的影响

通过盆栽试验,研究了施用猪粪和鸡粪条件下红壤中的砷对小白菜生长和吸收的影响及土壤有效态砷含量的变化.结果表明：向高砷红壤中施用猪粪和鸡粪两种有机肥均使小白菜的生物量有不同程度的增加,其中,施用猪粪处理的小白菜生物量显著高于对照处理(P<0.05);猪粪和鸡粪两种有机肥的施用可导致土壤有效砷含量明显提高,施用猪粪后土壤有效砷含量增幅达394.9%～1033.6%,而施用鸡粪的土壤有效砷含量增幅为30.4%～94.1%; 施用有机肥明显促进了小白菜对砷的吸收,其中猪粪处理下小白菜的砷吸收量比对照增加20.7%～53.9%. 根据本研究结果,对砷含量较高的高风险农田,施用猪粪、鸡粪等有机肥可能会在一定程度上提高土壤有效砷含量和作物对砷的吸收量,使农产品质量和环境风险增加.     

鸡粪有机肥对设施菜地土壤重金属和微生物群落结构的影响

通过田间试验,研究在设施菜地上施用不同剂量的鸡粪有机肥对土壤-植物系统中重金属的累积、重金属有效性和土壤微生物群落结构的影响,进一步探讨土壤微生物群落结构与土壤重金属之间的相关关系。结果表明,与对照相比,施用有机肥可提高小白菜地上部生物量,其中施肥量为60 t/hm²时值最大,增幅为59.92%;小白菜地上部Cd、Cr、Cu、Zn和As含量均大幅增加,但Pb含量无明显变化。土壤重金属Cd、Cr、Cu、Zn和As的全量均随鸡粪有机肥施加量的增加而增大,最高增幅分别为21.30%、21.58%、17.40%、19.40%和17.43%,出现明显的累积现象;施用有机肥均增加了土壤Cd、Cr、Cu、Zn和As的有效态含量,而Pb的全量和有效态含量无显著变化;除重金属Pb外,不同重金属元素全量与有效态含量均显著正相关,其中元素Zn的全量与有效态含量相关性最强。磷脂脂肪酸（PLFA）分析结果表明,土壤中含量较高的PLFA为16：0、18：1ω7c、10Me16：0和18：1ω9c,土壤微生物总PLFA和各类群PLFA含量均呈现M0.5 > M1 > CK > M2 > M4;相关性分析结果表明,土壤Cu、As全量和Cd、Cr、Cu、As有效态含量与微生物总PLFA和各类群PLFA含量均呈现显著负相关关系,其中有效态Cr和Cu含量对微生物群落结构的影响最为显著。     

碳酸钙对水稻吸收重金属(Pb、Cd、Zn)和As的影响

选用重金属(Pb、Cd、Zn)和As复合污染土壤进行水稻盆栽试验,结果表明,碳酸钙的添加显著提高了土壤pH值,显著降低了土壤中交换态Pb、Cd、Zn和As的含量,与对照相比,交换态Pb、Cd、Zn和As含量分别最多降低了98.35%,93.72%,98.52%和69.48%。碳酸钙对水稻根、稻谷干重和总生物量没有显著影响,添加量过高时显著降低了水稻分蘖数和茎叶干重,说明过量施用碳酸钙对水稻生长会产生负面作用。因为碳酸钙的添加,水稻植株各部位重金属Zn含量显著降低,糙米中Zn含量最多减少了34.95%;根、谷壳中Pb、Cd含量显著降低,但糙米中含量却未显著降低;水稻各部位As含量均没有显著降低。参照《食品中污染物限量》(GB2762—2012),试验糙米中Pb、Cd、无机As含量均未达到限量标准。显然,碳酸钙的添加降低了Pb、Cd、Zn的生物有效性(水稻根系对Pb、Cd、Zn的吸收累积减少),但并未有效地抑制Pb、Cd向糙米转运;碳酸钙显著降低了土壤的交换态As含量,但并未使土壤中As的生物有效性明显降低(水稻植株各部位的As含量并未显著减少)。     

有机物料对污染土壤上水稻生长和重金属吸收的影响

采用盆栽试验,研究了施用有机碳源、菜籽饼和猪粪对污染土壤上水稻生长和重金属吸收特性的影响.结果表明： 施用菜籽饼和猪粪均能缓解重金属对水稻的毒害作用,促进水稻生长,显著增加地上部生物量和籽粒产量,降低糙米中重金属浓度;而有机碳源抑制水稻生长.与施用化肥相比,施用菜籽饼和猪粪处理的水稻籽粒产量分别增加128.3%和67.9%;施用菜籽饼处理的糙米Cd、Cu和Zn浓度分别降低47.6%、35.2%和21.5%,施用猪粪处理分别降低9.5%、21.2%和9.3%.土壤中DTPA提取态重金属浓度与水稻地上部生物量和重金属积累总量呈显著负相关.     

施用鸡粪对土壤与小白菜中Cu和Zn累积的影响

我国鸡饲养量已占世界总量的24%,鸡饲料添加剂中高含量的Cu和Zn随鸡粪排出体外,鸡粪作为优良的有机肥大量施用于菜园土壤,会导致土壤和蔬菜中重金属Cu和Zn的含量过高,进而通过食物链影响动物和人类健康。研究含高Cu和高Zn的鸡粪施入土壤后典型蔬菜对Cu和Zn的富集和转运,对于阐明鸡粪中Cu和Zn的土壤环境行为和蔬菜的健康风险评价具有重要的科学价值,同时可为蔬菜安全生产提供参考。本研究以Cu和Zn浓度分别为1137.3 mg/kg和1503.4 mg/kg的鸡粪堆肥作为实验材料,设置5个鸡粪施用处理,即11、22、44、89 g/kg和222 g/kg,相当于25、50、100、200 t/hm2和500 t/hm2,以不施鸡粪处理为对照。通过小白菜盆栽实验,研究了施用鸡粪对土壤与小白菜中Cu和Zn的影响。结果表明：土壤全Cu和全Zn含量范围分别为58.6—203.4 mg/kg和78.1—431.6 mg/kg;EDTA-Cu为12.7—119.8 mg/kg,EDTA-Zn为15.6—215.1 mg/kg。鸡粪施用量大于50 t/hm2时,土壤中Cu和Zn全量均较对照显著提高。小白菜地上、地下部以及整株Cu和Zn的含量都随鸡粪施用量的增加而提高,且地下部Cu、Zn的含量均高于地上部,同时小白菜各部分Zn的含量都高于Cu。鸡粪施用量大于100 t/hm2处理的小白菜地上部Cu含量显著高于对照处理,但是各处理小白菜中地上部的Zn含量与对照相比,均无显著性差异。施鸡粪量为大于50 t/hm2时,地下部分Cu含量较对照显著增加,而施鸡粪量大于100 t/hm2时,地下部分Zn含量显著增加。土壤有效态的Cu（EDTA-Cu）与植物各部分吸收Cu的相关性较好,但土壤有效态的Zn（EDTA-Zn）与植物各部分吸收Zn的相关性较差。随着鸡粪施用量的增加,小白菜对土壤中Cu的富集系数由11%增加到15%,对Zn富集系数却由47%下降到19%,小白菜对Cu和Zn的转运系数分别下降36%和51%。小白菜地上、地下部及整株的Zn/Cu都随鸡粪施用量的增加而减小,说明小白菜对Cu、Zn吸收转运能力的差异随着鸡粪施用量的增加而下降。     

长期施用猪粪红壤稻田土壤Cu、Zn累积规律

为揭示长期施用猪粪红壤稻田土壤Cu、Zn累积规律,以设立于1981年的红壤稻田有机肥定位试验为载体,选取PM1(早稻施猪粪和紫云英)、PM2(早稻施紫云英+晚稻施猪粪)、GMS(早稻施紫云英+晚稻秸秆还田)和NPK(早稻施化肥)等处理为对象,分析了不同试验年限土壤全量和有效态Cu、Zn含量。结果表明:长期施用猪粪显著提高了土壤Cu、Zn含量;连续施用猪粪30 a后,土壤全量Cu、Zn含量分别增加了7.69—9.52 mg/kg和22.42—35.46 mg/kg;生物有效性显著增加,有效态Cu、Zn含量占全量Cu、Zn的比例分别由15%和5%增加到51%和27%。猪粪年度内的施用时间对土壤Cu的累积没有显著影响,早稻施用猪粪加剧了土壤Zn的累积。土壤铜、锌累积分为两个差异显著的阶段,1981—2002年为缓慢增长期,2002—2010年为快速增长期,这可能与2002年后施用的猪粪中Cu、Zn含量增高有关。以研究的结果推算,红壤稻田鲜猪粪施用量在9.5 t hm-2a-1以下,50 a内不会造成土壤Cu、Zn含量超标。     

有机肥连续施用对土壤剖面有机碳分布的影响及其与重金属的关系

应用大田定位试验方法,研究了连续4年施用不同类型有机肥后,土壤剖面中有机碳和易氧化有机碳的分布特征,并与相应的重金属含量进行了相关性分析。结果表明:连续4年施用不同类型有机肥后,土壤剖面中有机碳、易氧化有机碳主要累积在0～15 cm土层,其含量随土层深度的增加而降低。施用高量鸡粪时,有机碳可迁移到15～30 cm土层,易氧化有机碳可迁移到60～90 cm土层;施用猪粪和污泥时,有机碳均未发生明显的迁移现象,但高施用量处理下易氧化有机碳可迁移至60～90 cm土层。施用猪粪和污泥后,土壤剖面各层中易氧化有机碳占总有机碳的比例显著增加,且均高于施用鸡粪。施用不同有机肥后土壤剖面中有机碳、易氧化有机碳分布和Cu、Zn、Cd具有显著正相关。     

猪粪和稻草对镉污染黄泥土生物活性的影响

通过培养试验研究了猪粪和稻草对Cd污染黄泥土生物活性的影响,结果表明,Cd污染土壤的生物活性下降,施用有机肥料后,土壤有效态Cd含量降低,降幅约为40％;微生物量C、N、P和脱氢酶、过氧化氢酶的活性增高,增幅为30％～100％,其中微生物量C、N与土壤有效态Cd之间有显著的负相关关系,可作为污染土壤的生物指标。     

长期施用含氯化肥对稻田土壤氯积累及养分平衡的影响

随着含氯化肥 (氯化钾和氯化铵 )在中国的广泛施用 ,其对稻田生态系统的长期影响成为人们关心的问题。为此 ,1975年在湖南祁阳红壤站建立了含氯化肥长期定位试验 ,3个处理 (CK、低氯和高氯 )的施 Cl量分别为 0、35 2、10 32 kg/ (hm2· a) ,其历年土壤样品和 1997年水稻植株样品被用于研究长期连续施用氯化钾和氯化铵后 Cl-在土壤 -水稻系统中的累积及其对土壤养分平衡和水稻养分吸收的影响。结果表明 :Cl- 极易随水淋失 ,在土壤中的总残留率极低 (占总施氯量的 0 .16 %～ 0 .2 1% ) ,但长期的积累还是使施氯处理土壤 Cl- 含量显著增加 ,连续施用高氯化肥 2 4 a后 (1998) ,表土 (0～ 2 0 cm)中的 Cl- 含量比试验前(1975 )增长了 5 2 .2 % ,0～ 10 0 cm土壤剖面中和稻草中的 Cl-含量也显著增加 ;长期施用高氯化肥使表土中有效 K、Cu、B、Mn及全 Ca含量显著降低 ,而剖面 (6 0～ 80 cm)中的有效 B显著增加 ,对土壤有机质、全 N、全 P、有效 Mo、Zn及总 Mg没有明显影响 ;长期施用高氯化肥还显著抑制早稻对 P、Ca、Mn、Cu的吸收和晚稻对 Ca、Mn、Cu、Si的吸收 ,促进水稻对 Cl和 Zn的奢侈吸收 ,妨碍早稻植株中的 P、Cu和晚稻植株中的 Cu、Zn、Si向籽粒运输 ,使这些元素在稻谷中的分配率显著降低。长期施用低氯     

不同有机废弃物改良新复垦耕地的综合效果评价

由废弃地整理复垦形成的耕地存在土壤有机质和有效养分低、土壤板结、微生物活性弱和土壤耕作性状不良等问题,快速、有效地提高土壤肥力质量是全面提升该类耕地质量和生产性能的重要组成部分.本文通过田间小区试验研究了城郊有机废弃物对新复垦耕地土壤培肥的综合效果,并比较了不同类型城郊有机废弃物在培育耕地质量方面的差异.试验设置了施用等量猪粪、鸡粪、水稻秸秆、蔬菜收获残留物、城市污泥、沼渣、猪粪/水稻秸秆堆肥、生活垃圾堆肥和对照（不施有机肥）9个处理（年用量30 t·hm^-2）,连续进行3年的定点试验.结果表明： 施用任何有机物对改善土壤肥力均有明显的作用.其中,提升土壤碳库管理指数以施用猪粪、鸡粪、猪粪/水稻秸秆堆肥、水稻秸秆和沼渣的效果最为显著;增加土壤水稳定性团聚体和降低土壤容重以施用猪粪/水稻秸秆堆肥和沼渣的效果最佳;施用污泥、猪粪/水稻秸秆堆肥和生活垃圾堆肥可增强土壤保蓄能力;施用猪粪、鸡粪和猪粪/水稻秸秆堆肥对增加土壤有效态养分的效果最为明显;各类有机物均显著提高了土壤微生物数量和酶活性.长期施用污泥、生活垃圾堆肥及畜禽粪存在着土壤重金属污染的风险,但短期施用对土壤环境质量影响不明显.总体上,对土壤肥力的改善效果由大至小依次为：猪粪/水稻秸秆堆肥>鸡粪>猪粪>沼渣>生活垃圾堆肥>水稻秸秆>城市污泥>蔬菜收获残留物;对土壤的相对污染程度由大至小为：城市污泥>生活垃圾堆肥>猪粪>鸡粪>沼渣>猪粪/水稻秸秆堆肥>蔬菜收获残留物>水稻秸秆.     

有机物料对喀斯特地区石灰土有效N、Fe、Zn含量的影响

为研究不同有机物料对喀斯特石灰土元素有效性的影响,采用40 d的室内培养实验,比较了单独添加不同比例（1%、3%、5%）的生物质炭、鸡粪肥、羊粪肥对喀斯特石灰土有效N、Fe、Zn含量的影响。结果表明：添加生物质炭提高了喀斯特石灰土的pH值,而添加鸡粪肥和羊粪肥降低了喀斯特石灰土的pH值;添加3种有机物料均增加了喀斯特石灰土的有机质含量,大小关系为：生物质炭 > 鸡粪肥 > 羊粪肥,但添加鸡粪肥和羊粪肥土壤有机质的化学活性和微生物活性更高。受pH、有机质活性、碳氮比等因素的影响,添加鸡粪肥和羊粪肥能增加土壤有效N含量,但两种有机肥对土壤有效N的提高效果相差不大,而添加生物质炭反而降低了土壤有效N的含量;3种有机物料均能提高土壤的有效Fe和有效Zn含量,其中鸡粪肥效果最佳,其次为羊粪肥和生物质炭。当3种有机物料的添加比例为5%时,生物质炭处理土壤的有效N、Fe、Zn含量分别是对照处理的0.92、1.13、1.21倍;鸡粪肥处理土壤的有效N、Fe、Zn含量分别是对照处理的1.22、1.63和3.39倍;羊粪肥处理土壤的有效N、Fe、Zn含量分别是对照处理的1.27、1.34和2.59倍。所以,相对于生物质炭,有机粪肥对喀斯特地区的石灰土有更好的改良效果。     

有机物料还田对双季稻田土壤有机碳及其活性组分的影响

有机物料还田是提升农田土壤有机碳、培肥土壤的重要措施。为探讨不同有机物料的还田效果,采用室外培养方法,研究了在等碳输入条件下,施用水稻秸秆、紫云英、生物有机肥、猪粪和水稻秸秆生物炭对洞庭湖双季稻区潮土有机碳和活性有机碳组分含量的影响。结果表明: 经过180 d的培养试验,与不施用有机物料相比,施用有机物料提高了土壤活性有机碳含量。生物有机肥、猪粪和水稻秸秆生物炭处理分别使土壤有机碳含量显著提升了26.1%、9.7%和30.7%,水稻秸秆和紫云英对土壤有机碳含量的提升效应在试验期间并不显著。水稻秸秆和紫云英还田更有利于土壤可溶性有机碳和微生物生物量碳的积累,猪粪更有利于土壤可溶性有机碳的积累,生物有机肥更有利于土壤微生物生物量碳和易氧化有机碳的积累,水稻秸秆生物炭则更有利于土壤微生物生物量碳和轻组有机碳的积累。与水稻秸秆还田相比,紫云英、生物有机肥、猪粪和水稻秸秆生物炭还田使土壤碳库管理指数分别提高了31.8%、111.6%、62.2%和50.7%。从土壤固碳和土壤碳库管理指数来看,生物有机肥、猪粪和水稻秸秆生物炭的还田效果优于水稻秸秆和紫云英还田。     

Evaluation of Organic and Inorganic Amendments on Maize Growth and Uptake of Cd and Zn from Contaminated Paddy Soils

Pot and field experiments were conducted to investigate the effects of soil amendments (cow manure, rice straw, zeolite, dicalcium phosphate) on the growth and metal uptake (Cd, Zn) of maize (Zea mays) grown in Cd/Zn contaminated soil. The addition of cow manure and rice straw significantly increased the dry biomass, shoot and root length, and grain yield of maize when compared with the control. In pot study, cow manure, rice straw, and dicalcium phosphate all proved effective in reducing Cd and Zn concentrations in shoots and roots. Cd and Zn concentrations in the grains of maize grown in field study plots with cow manure and dicalcium phosphate amendments to highly contaminated soil (Cd 36.5 mg kg^?1 and Zn 1520.8 mg kg^?1) conformed to acceptable standards for animal feed. Additionally both cow manure and dicalcium phosphate amendments resulted in the significant decrease of Cd and Zn concentrations in shoots of maize.     

集约化养殖禽畜粪中主要化学物质调查

对广东省集约化养殖场61个禽畜粪样本进行调查的结果表明,鸡粪和猪粪的总N、P、K含量均明显高于传统养殖,鸡、猪和鸽粪的P/N比高于一般作物的P/N比;3种禽畜粪总盐分含量分别为49.0、20.6和60.3 g·kg^-1,盐分组成以K和Na的硫酸盐和氯化物为主;鸡粪Cu、Zn和As的平均含量分别为107.5、366.6和21.6 mg·kg^-1;猪粪分别为765.1、1128.0和89.3 mg·kg^-1;鸽粪分别为56.1、210.9和2.9 mg·kg^-1.这3种禽畜粪的Pb、Cd和Cr含量均很低,在未检出至12.0 mg·kg^-1之间.按不同肥料重金属限量标准,鸡粪和猪粪重金属超标以Cu、Zn和As为主,其中Zn的超标最为普遍.     

碱性肥料对稻田土壤和稻米镉含量的影响

以碱性复合肥为材料,在湖南郴州松柏村进行大田小区试验,研究了碱性复合肥及其与微生物菌剂配合施用对稻田土壤和稻米镉含量的影响.结果表明: 水稻分蘖期、灌浆期和收获期碱性肥料处理的土壤有效镉含量较常规肥料处理分别降低8.3%、6.7%和16.4%.收获期碱性肥料处理土壤有效镉含量较插秧前降低了7.2%,而常规肥料处理却增加了11.0%.配施微生物菌剂使土壤有效镉增加了1.2%～23.3%.与常规肥料处理相比,碱性肥料处理根系、茎鞘、叶片、籽粒、稻米镉含量显著降低,分别降低了54.9%、56.6%、41.8%、62.7%、67.6%.与微生物菌剂配施时,碱性肥料处理稻米镉含量却增加63.2%.表明施用碱性肥料可显著降低土壤中镉的有效性及水稻各器官和稻米镉含量,而碱性肥料与微生物菌剂配施则削弱了其对稻米镉含量的降低效果.