菱镁矿粉尘污染土壤改良及玉米生长效应分析

根据菱镁矿区粉尘污染土壤pH较高、养分含量较低及水溶性Mg~(2+)/Ca~(2+)较大的特点,采用盆栽试验研究了糠醛渣、磷石膏分别以不同比例施入污染土壤后土壤理化性质的变化及对玉米幼苗生长的影响。结果表明:糠醛渣能有效降低菱镁矿粉尘污染土壤pH值,显著增加有机质含量;添加比例为5%~30%时,土壤pH从9.34降低到8.96~7.61,土壤有机质增加了1.19~13.19倍;磷石膏能显著提高土壤水溶性Ca~(2+)含量,有效调节土壤Mg~(2+)/Ca~(2+)比;添加比例为5%~30%时,土壤Mg~(2+)/Ca~(2+)降低了92.4%~94.9%;相同比例条件下,添加磷石膏时土壤微生物生物量碳(MBC)、土壤微生物生物量氮(MBN)及玉米幼苗生长指标优于添加糠醛渣的处理;糠醛渣与磷石膏添加比例在5%~15%时,土壤MBC、MBN、玉米幼苗最大根长、株高、生物量、叶片叶绿素含量均呈增加趋势,添加比例为15%~30%时逐渐下降,添加比例为15%时达到最大,土壤MBC分别增加2.02倍和2.27倍,MBN增加4.75倍和5.54倍,玉米幼苗最大根长增加1.05倍和1.14倍,株高增加1.15倍和1.34倍,生物量增加1.47和1.58倍,过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性也较高。因此,糠醛渣和磷石膏是改良菱镁矿区粉尘污染土壤理化性质的潜在材料,15%添加比例的改良效果优于其他处理。     

镉钝化剂与尿素配施对土壤镉钝化效果的影响

以生物炭(B)、海泡石(S)和磷矿粉(P)为重金属镉钝化材料,研究它们与尿素配施对土壤重金属镉(Cd)钝化效果的影响,为重金属钝化专用肥的研制提供理论依据。结果表明:3种钝化剂经盐酸改性后,表面积和比表面积显著提高,吸附能力增强;与未添加钝化剂的处理相比,3种钝化剂的单一和复合处理均显著降低土壤活性Cd的含量(P0.05),其中海泡石与磷矿粉复合处理(S+P)降低幅度最大,活性Cd含量降低了23%;与单施尿素比,尿素与钝化剂配施能有效降低活性Cd含量,其中S+P处理钝化效果最好,钝化剂的添加能缓解由于尿素态氮转化带来的土壤酸化的趋势,提高土壤pH,在一定程度上降低Cd的有效性。本研究表明,在未来重金属钝化专用肥的研制中,酸改性磷矿粉和海泡石可作为重点关注的钝化材料。     

降雨隔离和温度增加对杉木幼林土壤可溶性碳氮的影响

土壤可溶性碳氮在森林土壤碳循环和养分循环中起到重要作用,因其对气候变化高度敏感且可被微生物直接利用.本研究通过在2年生杉木人工林内设置隔离50%降雨处理(P)、增温5 ℃+隔离50%降雨处理(WP),利用张力测渗计野外原位收集土壤溶液,研究降雨和温度变化对不同深度土壤可溶性碳氮浓度的影响.结果表明: 降雨和温度变化没有改变土壤可溶性有机碳(DOC)浓度的季节变化,土壤溶液DOC浓度在10月最高.降雨和温度变化增加了不同土层土壤溶液DOC浓度,60 cm处增加量最大,与对照相比,P和WP处理土壤溶液DOC浓度的增加幅度分别为30.4%～88.7%和32.8%～137.6%,10 月的差异值最大,对照土壤溶液DOC浓度随土壤深度增加而降低,但降雨和温度变化后各土层间土壤溶液DOC浓度没有显著差异.WP处理土壤溶液NO₃^--N浓度大幅增加,增加幅度为221.1%～931.0%.在未来全球变化背景下,亚热带地区降雨减少将增加土壤通透性和细根向深层土壤的生长,促进土壤微生物活性和有机质分解,可能增加本地区土壤有机碳氮淋溶流失,而温度增高将加剧碳氮流失风险.     

伴矿景天-水稻轮作及磷修复剂对水稻锌镐吸收的影响

采用盆栽试验,将锌镉超积累植物伴矿景天与镉低积累水稻中香1号轮作种植于重金属污染土壤,并向土壤添加钙镁磷肥和磷矿粉,研究两种磷修复剂对伴矿景天和锡低积累水稻生长及地上部重金属积累性的影响.盆栽试验结果表明,在轻污染土壤上施用50g"kg-'磷矿粉时伴矿景天地上部的Zn,Cd吸收量分别达到每盆11.5和0.79 mg,效果好于施用4g·kg(-1)钙镁磷肥处理.在重金属污染土壤上种植伴矿景天使后茬水稻地上部Zn、Cd浓度上升,但钙镁磷肥的施用显著降低了水稻体内的Zn,Cd积累量.种植伴矿景天后添加钙镁磷肥稳定调控剂对土壤中水溶态及NH4 OAc提取态Zn、Cd的稳定效果明显优于磷矿粉,且在高污染土壤上效果更佳.田间试验结果显示,施用钙镁磷肥不仅可增加水稻产量,且可一定程度上降低水稻地上部的Zn、Cd吸收量.     

施用秸秆对淹水土壤镉、铜溶出的影响

污染土壤中重金属的溶出直接关系到重金属在环境中的迁移及生物有效性.以小麦、水稻秸秆为材料,在淹水培养的条件下研究了添加秸秆对污染土壤Cu、Cd溶出的影响及其与溶解有机碳(DOC)的关系.结果表明:添加秸秆可显著促进Cu、Cd的溶出,促进效应随秸秆用量的增加而提高;与Cd相比,Cu的溶出对添加秸秆更为敏感,麦秸处理Cu、Cd的峰值浓度平均比稻秸处理分别提高98%和31%;麦秸处理DOC的峰值浓度平均比稻秸处理提高约40%;Cu、Cd的溶出与土壤溶液中DOC呈极显著正相关,相关系数分别为0.9072和0.8695;DOC对Cu溶出的促进效率是对Cd溶出促进效率的4倍.     

添加过磷酸钙对蔬菜废弃物堆肥中氨气及温室气体排放的影响

为研究过磷酸钙不同添加量对蔬菜废弃物堆肥过程中氨气和温室气体排放的影响,以生菜的废弃菜叶和玉米秸秆为原料,以过磷酸钙肥料为添加剂,进行了27 d的曝气供氧堆肥,对堆肥过程中的氨挥发和温室气体排放(N2O、CH4和CO2)进行了监测.试验共设6个处理,除CK处理(不添加过磷酸钙)外,其余处理依次根据混合物料初始总氮物质量的5%、10%、15%、20%和25%的比例添加过磷酸钙.结果表明:添加过磷酸钙对减少堆肥过程中的氨挥发和温室气体排放均有明显效果,氨挥发总量较CK减少了4.0%~16.7%,总温室气体CO2排放当量减少了10.2%~20.8%.堆肥过程中排放的NH3对温室效应的贡献相对较大,各处理NH3的CO2排放当量为59.90~81.58 kg·t-1,占4种气体总CO2排放当量的69%~77%.蔬菜废弃物堆肥过程中适量添加过磷酸钙是减少氨挥发和温室气体排放并提高堆肥品质的有效措施.     

CO_2浓度升高对铜镉污染土壤粳稻稻米安全品质的影响

采用盆栽试验,在开顶式气室(OTC)内种植水稻,研究了5个粳稻品种在铜镉复合污染土壤上,CO2浓度升高对水稻吸收Cu、Cd和矿质元素Fe、Zn的影响,并对稻米中Cd的安全性进行了评价。结果表明:在2种复合污染水平土壤上,CO2浓度升高条件下,除千重浪2号稻米中Cu含量在高污染土壤处理下增加20.3%外,其他品种稻米Cu含量均有所降低,降低幅度为20.6%~30.2%、2.4%~12.3%;CO2浓度升高除降低了高污染土壤上元丰6号稻米中Cd含量外,均增加了其他品种在低、高污染土壤上的稻米Cd含量,增加幅度分别为3.7%~297.4%、31.7%~209.1%;2种污染水平土壤上,CO2浓度升高对不同品种稻米中Fe、Zn含量变化影响差异显著;CO2浓度升高下,元丰6号、勇丰金穗品种稻米中Cd含量超过食品卫生标准(Cd≤0.2 mg·kg-1);CO2浓度升高会增加5种稻米中Cd的标靶危害系数,其中,勇丰金穗和元丰6号稻米中Cd的THQ值1,表明CO2浓度升高下,其对人体健康已构成了潜在风险。     

伴矿景天-水稻轮作及磷修复剂对水稻锌镉吸收的影响

采用盆栽试验,将锌镉超积累植物伴矿景天与镉低积累水稻中香1号轮作种植于重金属污染土壤,并向土壤添加钙镁磷肥和磷矿粉,研究两种磷修复剂对伴矿景天和镉低积累水稻生长及地上部重金属积累性的影响.盆栽试验结果表明,在轻污染土壤上施用50 g·kg^-1磷矿粉时伴矿景天地上部的Zn、Cd吸收量分别达到每盆11.5 和0.79 mg,效果好于施用4 g·kg^-1钙镁磷肥处理.在重金属污染土壤上种植伴矿景天使后茬水稻地上部Zn、Cd浓度上升,但钙镁磷肥的施用显著降低了水稻体内的Zn、Cd积累量.种植伴矿景天后添加钙镁磷肥稳定调控剂对土壤中水溶态及NH₄OAc提取态Zn、Cd的稳定效果明显优于磷矿粉,且在高污染土壤上效果更佳.田间试验结果显示,施用钙镁磷肥不仅可增加水稻产量,且可一定程度上降低水稻地上部的Zn、Cd吸收量.     

菱镁矿区镁粉尘污染土壤的植物修复效果评价

菱镁矿在开采和煅烧过程中产生的镁粉尘严重损害矿区土壤性质和植被生长,然而至今对菱镁矿污染土壤修复仍无成熟的方法。本研究通过不同添加量镁粉尘处理(0、2%、5%和10%)以及配合施用磷酸二氢钙[Ca(H2PO4)2·H2O]的盆栽实验,探讨羊草(Aneurolepidium chinense)、披碱草(Elymus dahuricus)、剪股颖(Agrostis stolonifera)和碱茅(Puccinellia distans)对菱镁矿区镁粉尘污染土壤的修复效果。结果表明:羊草和披碱草对土壤镁粉尘污染具有极强的耐性,而剪股颖和碱茅耐性中等;4种植物对土壤镁的富集能力均不强,地上部分镁浓度为1.6~8.6 g·kg-1,生物富集系数均小于1,转运系数为0.5~3.1。在轻度镁粉尘污染处理中,4种植物对土壤镁有较好的去除效果;配施Ca(H2PO4)2·H2O显著促进了镁粉尘处理植物的生长,提高了植物对土壤镁的去除能力,在中度和重度镁污染处理的效果更强。因此,在轻度镁粉尘污染土壤上,配施Ca(H2PO4)2·H2O、种植碱茅和羊草,不但能恢复菱镁矿区废弃地植被,还能有效去除土壤镁;对于中度和重度镁粉尘污染土壤,可通过配施Ca(H2PO4)2·H2O、种植羊草和披碱草来加快菱镁矿区废弃地的植被恢复。     

磷肥对土壤中镉的植物有效性影响及其机理

为寻求保障镉污染农田稻米质量安全的有效措施,采用盆栽方法研究了低镉磷肥(Cd＜0.2 mg·kg^-1)及不同施磷量(0.10、0.20 g P₂O₅·kg^-1)对污染稻田土壤中(潮泥田)镉的植物有效性影响,并探讨了相关机理.结果表明： 在0.10 g·kg^-1磷剂量水平下,与对照(无磷肥)相比,钙镁磷和磷酸二氢钾处理显著提高了土壤pH和降低了土壤镉活性,钙镁磷和过磷酸钙处理显著降低了水稻对镉的吸收累积;当施磷量增至0.20 g·kg^-1时,磷酸氢钙处理显著提高了土壤pH和降低了土壤镉活性,钙镁磷、磷酸二氢钾和磷酸氢钙处理下DTPA提取态镉含量降低11.8%、9.8%和11.8%,NH₄OAc提取态镉含量降低9.5%、7.1%和7.1%;5种磷肥处理均显著降低了水稻茎叶中镉含量(降幅24.9%～50.8%),除磷酸氢钙处理外,糙米镉含量的降幅均达到显著水平,钙镁磷和过磷酸钙处理下糙米镉含量接近国家粮食卫生标准(GB 2715-2005).5种供试磷肥中,能提高土壤pH的磷肥(钙镁磷、磷酸二氢钾和磷酸氢钙)降低土壤镉有效性的效果显著,含钙磷肥(钙镁磷和过磷酸钙)降低水稻镉积累的效果较好.磷肥化学性质的差异可能是影响其效果的主要原因,选择碱性含钙磷肥对控制污染农田中作物吸收累积镉更有效.     

淹水-控温模式下砷污染水稻土溶液中砷形态的变化

以水稻种植区的砷污染土壤为研究对象,采用高效液相色谱(HPLC)-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)联用分析测试系统,研究了不同培养温度(5、27和50 ℃)对灭菌和不灭菌的土壤淹水后其溶液中砷赋存形态变化的影响.结果表明： 在土壤溶液中检测到的砷形态只有无机三价砷(As^Ⅲ)、无机五价砷(As^V)和有机的二甲基砷(DMA^V),未检测到单甲基砷(MMA^V)的存在;在不同控温条件下随淹水时间的延长,As^Ⅲ逐渐转变为砷的主要赋存形态,平均比例约为64%;As^V次之,约占35%,DMA^V的含量相对最低,约占1%;土壤灭菌与否对土壤溶液中五价砷的水平没有明显影响,但明显影响了五价砷的还原和促进了无机三价砷的甲基化,并且灭菌的促进效果随着淹水及培养时间的延长而逐渐降低;50 ℃、淹水23 d时,灭菌土壤溶液中DMA^V浓度最高,为23.7 ng·mL^-1,这说明灭菌土壤中残留的某些嗜热微生物成为优势菌群并促进了土壤溶液中砷的甲基化.结合水稻生长的实际环境条件对该研究结果进行分析,培养温度27 ℃淹水23 d后不灭菌的自然土壤溶液中砷浓度处于较低水平,因此在砷污染的水稻种植区建议采用短周期干湿交替的水分管理模式,在保障产量的情况下可尽量降低土壤溶液中砷的水平.     

pH对不同富集能力植物根际土壤溶液中镉形态的影响

为了解不同p H对土壤溶液中Cd形态分布的影响,采用Visual MINTEQ 3.0模型和阳极溶出伏安法(ASV)研究土壤p H分别为4.0、5.5、7.0和8.5时镉超富集植物东南景天和非富集植物垂盆草根际土壤溶液中Cd的形态分布。模型计算结果表明:随着p H的升高,2种植物土壤溶液中Cd2+的比例均逐渐减小,其中东南景天根际土壤溶液中Cd2+占总溶解性Cd的比例为46.1%~3.2%,垂盆草为60.9%~9.9%;当土壤p H≥5.5时,土壤溶液中Cd形态主要以有机络合态(Cd-DOM)为主;2种植物相比,4个p H水平下垂盆草土壤溶液中Cd2+比例均高于东南景天,但东南景天中有机络合态Cd所占比例较大。基于ASV法的测定结果表明:东南景天土壤溶液中电活性Cd占总溶解性Cd的比例从最小(p H 8.5时)的5.5%到最大(p H 4.0时)的79.6%,而垂盆草的变化范围为11.8%~86.7%;电活性Cd的测定结果与Visual MINTEQ 3.0模型计算结果显著相关(R2=0.80),从而互相验证了实验测量和模拟计算的可靠性。     

氮添加对亚热带常绿阔叶林土壤溶液化学特性的影响

土壤溶液被称作"土壤的血液"，是土壤中各种生物化学反应的中介物质，在外界环境发生变化时，土壤溶液化学成分能在其他土壤指标尚无变化之前对环境变化做出迅速响应。为了探索持续增加的大气氮（N）沉降对森林生态系统的影响，以华西雨屏区亚热带常绿阔叶林为对象，设置对照（CK，0 g m^-2 a^-1），低N（LN，5 g m^-2 a^-1），高N（HN，15 g m^-2 a^-1）三种N处理，通过人工施加硝酸铵（2017年9月起改施硝酸钠及氯化铵）的方法模拟N沉降增加情景，N处理42个月后，使用负压土壤溶液采样器定位收集A层（37-45 cm）及B层（52-60 cm）土壤溶液，并进行分析（每月1次，为期1 a）。结果表明：对照处理中A、B两层土壤溶液NO₃^-浓度达（3.94±0.77）mg/L、（4.27±1.13）mg/L，N添加显著提高两层土壤溶液NO₃^-浓度和B层NH₄⁺浓度；N添加显著降低土壤溶液pH，且显著增加Al³⁺浓度，Ca²⁺和Mg²⁺含量有增加趋势，但影响不显著；N处理使A层土壤溶液可溶性有机碳（DOC）浓度显著降低，对两层土壤溶液芳香化指数（AI）无显著影响；两层土壤溶液电导率（EC）及氧化还原电位（Eh）显著增加；此外，两层土壤溶液中许多化学成分均呈现极显著相关，特别是NO₃^-与EC相关系数达到了0.855。本研究中，对照处理极高的NO₃^-含量以及B层土壤溶液硝酸盐浓度高于A层，表明该亚热带常绿阔叶林N的有效性超过植物和微生物的总营养需求而发生淋溶，该生态系统已达到氮饱和状态，此外N添加会显著促进土壤酸化和铝离子活化，表层土壤溶液DOC的降低一定程度反映了凋落物分解受N添加的抑制作用，显著升高的氧化还原电位可能导致土壤中某些金属元素的迁移率降低。     

添加玉米和水稻秸秆对淹水土壤pH、二氧化碳及交换态铵的影响

通过温室土壤培养试验,研究了不同添加量玉米和水稻秸秆对淹水土壤pH、CO₂及交换态铵的影响.结果表明：在接近中性的土壤中加入秸秆可使土壤pH值降低,4 g·kg^-1玉米和水稻秸秆处理的土壤pH值均与对照差异显著（P＜0.05）,而1 g·kg^-1玉米和水稻秸秆处理与对照差异不显著（P＞0.05）.土壤溶液中的CO₂含量随秸秆添加量的增加而增大,1 g·kg^-1玉米和水稻秸秆处理的土壤溶液CO₂含量最大值分别为35.9％和31.9％（v/v）,与对照（25.8％）差异达显著水平（P＜0.05）,但两者间差异不显著（P＞0.05）;4 g·kg^-1玉米和水稻秸秆处理的土壤溶液CO₂含量最大值分别为54.2％和41.8％（v/v）,与对照差异极显著（P＜0.01）,两者间差异也达显著水平（P＜0.05）.在不施氮肥的情况下,添加秸秆可降低土壤铵态氮浓度,且铵态氮浓度随秸秆添加量的增加而降低,不同添加量处理间差异显著（P＜0.05）;在施入氮肥的情况下,1 g·kg^-1玉米和水稻秸秆处理提高了土壤铵态氮浓度,而4 g·kg^-1玉米和水稻秸秆处理降低了土壤铵态氮浓度.无论是否施入氮肥,玉米和水稻秸秆处理的土壤铵态氮浓度差异不显著（P＞0.05）.     

增温和施氮对亚热带杉木人工林土壤溶液养分的影响

在增温和氮沉降等气候变化背景下,土壤溶液养分元素供应是否平衡对加速或减弱土壤养分循环起着至关重要的作用。为探究增温和施氮对亚热带杉木人工土壤溶液养分动态的影响,分别于各样地的0—15、15—30cm和30—60cm土层安装土壤溶液采集器。利用真空泵的负压原理采集土壤溶液,对其有机组分及无机组分进行了两年的动态监测。结果显示:增温及增温+施氮显著增加了各土层溶解性总氮(DTN)及硝态氮(NO-3)浓度,而施氮促进了植被对其的大量吸收而未呈现显著的促进作用。整体而言,短期增温和施氮处理显著降低了可溶性有机碳(DOC)浓度,对土壤溶液K~+、Ca~(2+)、Na~+、Mg~(2+)等离子含量影响较小。但相比于施氮,增温对土壤溶液中矿质元素的影响远大于施氮。增温导致的土壤孔径增大,通透性增强可极大地促进Fe~(3+)、Al~(3+)淋溶,同时导致表层Na~+、Mg~(2+)离子含量显著降低。增温+施氮交互作用对土壤溶液各养分的影响存在叠加效应,但并不是增温和施氮单因子的简单累加,要深入了解土壤养分对未来气候变迁的内部机制需进一步长期监测。     

植物残体去除对帽儿山温带落叶林土壤碳、氮、磷化学计量特征及其相关因子的影响

2007年在帽儿山温带落叶阔叶林中设置了地上凋落物去除(NL)、根系去除(NR)2个处理,9年后(2016年)测定土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)浓度,以及土壤含水率和容重.结果表明: NL和NR处理表层(0～10 cm)土壤C浓度分别降低15.6%和10.7%,0～30 cm土层加权平均C浓度分别降低7.9%和4.6%;NL处理表层土壤N浓度降低10.2%,而NR处理表层土壤P浓度增加6.6%,两种处理均降低了表层土壤的C:P和N:P.标准主轴回归分析表明,不同处理间0～30 cm各土层C、N、P浓度的回归斜率均差异显著,土壤C浓度与土壤含水率、容重的回归截距也差异显著,这表明处理使土壤C、N、P化学计量与土壤物理性质发生了协同变化.建议今后植物残体去除处理试验考虑生态化学计量的调控作用.     

矿区复合污染土壤真菌多样性及其对稀土-重金属离子的吸附特征

大量的稀土-重金属通过尾矿坝的浮尘、地表径流和渗滤液排放到周边土壤中,影响了土壤中的微生物群落结构。【目的】分析稀土和重金属复合污染土壤真菌群落结构并分离具有同时吸附稀土和重金属的菌株。【方法】本研究基于ITS基因,采用Illumina-Hiseq测序技术分析了包头稀土尾矿坝周边5份稀土-重金属污染土壤样品和距尾矿区20 km的1份相对未受污染的土壤样品的真菌群落特征,同时采用富集培养法从污染样品中筛选出金属耐性真菌,并对其进行吸附稀土-重金属的特性分析。【结果】群落结构为:在门水平,除了未分类门真菌(unclassified Fungi)外,子囊菌门(Ascomycota)真菌在所有土壤中占比较大(13.5%–90.5%);在纲水平上,除了未分类纲真菌外,粪壳菌纲(Sordariomycetes)真菌在B2 (73.1%)、B3 (28.4%)和B4 (20.8%)的丰度显著高于对照样点C (7.4%),而座囊菌纲(Dothideomycetes)在B5 (11.8%)的丰度明显高于B1 (3.5%);在属水平,除了未分类属,足孢子虫属(Podospora)是C(0.9%)和B3(23.6%)样点的优势种。曲霉属(Aspergillus)、未分类的格孢腔菌目(unclassified Pleosporales)和未分类的戴维迪科(unclassified Davidiellaceae)分别为B1 (3.0%)、B4 (10.5%)和B5(5.8%)的优势种,而蜡蚧属(Lecanicillium)真菌只在B2样点土壤存在且占优(51.6%)。Zn污染对真菌群落结构的影响大于稀土元素污染,且其浓度与优势的未分类真菌相对丰度呈负相关。从污染样品中共分离出6株真菌,它们分属于曲霉属(Aspergillus)(5株)和镰刀霉菌属(Fusarium)(1株)。所有分离菌株对镧(La~(3+))的吸附率均显著高于锌(Zn~(2+)),其中Aspergillus sp. B6-3对La~(3+)和锌Zn~(2+)的吸附率最高,分别为19.7%和3.9%。【结论】该研究为利用真菌去除稀土和重金属以优化生物吸附过程导向的环境生物修复和保护策略提供了机制基础。     

淹水-控温模式下砷污染水稻土溶液中砷形态的变化

以水稻种植区的砷污染土壤为研究对象,采用高效液相色谱(HPLC)-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)联用分析测试系统,研究了不同培养温度(5、27和50℃)对灭菌和不灭菌的土壤淹水后其溶液中砷赋存形态变化的影响.结果表明:在土壤溶液中检测到的砷形态只有无机三价砷(AsⅢ)、无机五价砷(Asv)和有机的二甲基砷(DMAv),未检测到单甲基砷(MMAv)的存在;在不同控温条件下随淹水时间的延长,AsⅢ逐渐转变为砷的主要赋存形态,平均比例约为64％;Asv次之,约占35％,DMAv的含量相对最低,约占1％;土壤灭菌与否对土壤溶液中五价砷的水平没有明显影响,但明显影响了五价砷的还原和促进了无机三价砷的甲基化,并且灭菌的促进效果随着淹水及培养时间的延长而逐渐降低;50℃、淹水23 d时,灭菌土壤溶液中DMAv浓度最高,为23.7 ng·mL-1,这说明灭菌土壤中残留的某些嗜热微生物成为优势菌群并促进了土壤溶液中砷的甲基化.结合水稻生长的实际环境条件对该研究结果进行分析,培养温度27℃淹水23 d后不灭菌的自然土壤溶液中砷浓度处于较低水平,因此在砷污染的水稻种植区建议采用短周期干湿交替的水分管理模式,在保障产量的情况下可尽量降低土壤溶液中砷的水平.     

磷肥对土壤中镉的植物有效性影响及其机理

为寻求保障镉污染农田稻米质量安全的有效措施,采用盆栽方法研究了低镉磷肥(Cd＜0.2 mg·kg-1)及不同施磷量(0.10、0.20 g P2O5·kg-1)对污染稻田土壤中(潮泥田)镉的植物有效性影响,并探讨了相关机理.结果表明:在0.10 g·kg-1磷剂量水平下,与对照(无磷肥)相比,钙镁磷和磷酸二氢钾处理显著提高了土壤pH和降低了土壤镉活性,钙镁磷和过磷酸钙处理显著降低了水稻对镉的吸收累积;当施磷量增至0.20 g·kg-1时,磷酸氢钙处理显著提高了土壤pH和降低了土壤镉活性,钙镁磷、磷酸二氢钾和磷酸氢钙处理下DTPA提取态镉含量降低11.8％、9.8％和11.8％,NH4OAc提取态镉含量降低9.5％、7.1％和7.1％;5种磷肥处理均显著降低了水稻茎叶中镉含量(降幅24.9％ ～ 50.8％),除磷酸氢钙处理外,糙米镉含量的降幅均达到显著水平,钙镁磷和过磷酸钙处理下糙米镉含量接近国家粮食卫生标准(GB 2715-2005).5种供试磷肥中,能提高土壤pH的磷肥(钙镁磷、磷酸二氢钾和磷酸氢钙)降低土壤镉有效性的效果显著,含钙磷肥(钙镁磷和过磷酸钙)降低水稻镉积累的效果较好.磷肥化学性质的差异可能是影响其效果的主要原因,选择碱性含钙磷肥对控制污染农田中作物吸收累积镉更有效.     

云杉碳氮化学计量比对土壤水分和氮有效性的响应

以西南亚高山针叶林优势种——粗枝云杉(Picea asperata)为研究对象,探究不同土壤水分状况和氮添加下云杉碳氮化学计量比的变化及其响应过程。采用两因素(水分×氮素)随机区组实验,设置5个土壤水分梯度和3个氮添加浓度,其中土壤水分梯度分别是土壤田间持水量的40%(W1)、50%(W2)、60%(W3)、80%(W4)和100%(W5),氮添加浓度分别为0(N0)、20(N1)、40(N2)gNm~(-2) a~(-1)。结果表明:(1)土壤水分和氮添加显著影响了云杉碳氮化学计量比(P0.05),具体为:云杉植株和器官碳氮比在N0W4处理下最大值,随土壤水分有效性的降低而减小,随氮添加浓度的增加而降低。(2)随土壤水分有效性的降低,根和叶的碳含量显著升高(P0.05),茎和叶的碳含量随着氮添加浓度的增加而降低。此外,土壤水分有效性的降低显著提高了根和茎的氮含量(P0.05),各器官的氮含量随着氮添加浓度的增加而增加。在相同水分和氮添加浓度处理下表现为碳含量:叶茎根,氮含量:叶根茎。(3)云杉净光合速率随土壤水分有效性的降低先升高后降低,随氮添加浓度增加而增加,在N2W4达到最大。(4)根对NH~+_4和NO~-_3的净吸收速率随土壤水分有效性的降低而减小,随氮添加浓度的增加而显著增加(P0.05)。此外,根对NH~+_4的净吸收速率与土壤有效氮含量呈显著负相关关系(P0.05)。本研究表明,土壤水分和氮添加影响了云杉的碳同化和氮吸收过程,改变植物的碳、氮分配策略和养分利用效率,从而导致碳氮比的变化。