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.     

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.     

蚯蚓对土壤中铜、镉生物有效性的影响

以第四纪红黏土红壤和长江冲积物形成的高砂土为供试土壤、分别加入3个浓度的Cu^2 (100、200、400mg／kg)或Cd^2-(5.10、20mg/kg)模拟土壤污染．设置接种蚯蚓(Pheretima sp.)处理与不加蚯蚓对照．并种植黑麦草(Lolium multiflorum)、研究蚯蚓活动对土壤中Cu、Cd生物有效性的影响．以揭示蚯蚓在植物修复重金属污染土壤中的作用。结果表明：蚯蚓活动显著增加红黏中DTPA提取态Cu的含量、只有在浓度低于200mg／kgCu的处理中．才能增加CaCl2提取态Cu的含量．对H2O提取态Cu影响甚微;而对高砂土上Cu、Cd的各种形态影响均不显著;除红黏中浓度高于100mg／kgCu和10mg／kgCd处理外．蚯蚓活动显著提高了两种土壤上黑麦草地上部的生物量;接种蚯蚓后各种重金属处理中黑麦草对Cu的吸收量也显著增加,而Cd的吸收量变化不大。蚯蚓可能通过提高重金属的生物有效性而间接影响植物对重金属的修复效率。     

铁对小麦吸收不同形态镉的影响

采用营养液培养方法,研究了在供铁与铁与缺铁条件下小麦对不同镉化合物和镉污染土壤中镉的吸收和转移,同时不他陪伴阴离子对小麦吸收镉的影响。结果表明：缺铁培养小麦植株地上部及根中的含镉量均显著高于下沉供铁培养的小麦,小麦对小同化合物的吸收量不同,其吸收的多寡顺序依次为：Ｃｄ（ＮＯ３）２〉ＣｄＳＯ４〉ＣｄＯ。     

高粱属植物对土壤镉吸收及亚细胞的分配

通过盆栽模拟试验研究了3种高粱属植物(甜高粱、高丹草和苏丹草)对土壤cd的富集效应及其亚细胞的分配.结果表明:cd在3种高粱属植物不同部位的富集量随着cd处理浓度的增加而增加,生育期内3种高粱属植物根系中Cd的富集量大于茎鞘和叶片中的富集量;高丹草对Cd的富集量高,甜高梁次之,苏丹草最低;Cd在高粱属植物叶片、茎鞘和根系中各亚细胞组分中的分布相似表现为细胞壁>可溶性部分>细胞核、叶绿体组分>线粒体.     

玉米与番茄间作对土壤镉吸收的影响

为探究间作对作物吸收重金属镉(Cadmium,Cd)的影响,以Cd相对高积累番茄(中蔬4号)和相对低积累玉米(金珠蜜甜玉米)为试验材料,在Cd 3.70 mg/kg的污染水平下以单作、限制性间作、间作3种种植方式进行了盆栽试验,研究间作后作物各部位Cd积累差异及其形成原因。结果表明,番茄和玉米间作和限制性间作所产番茄根、茎、叶中Cd含量均有所提高(叶中Cd含量从13.52mg/kg分别升高至24.94mg/kg和27.30mg/kg);与未种植作物的对照组相比,非单作条件下番茄根围土壤的pH有所下降,酸性磷酸酶活性上升,而脲酶活性下降,且间作组变化幅度较大;间作还能改变作物根围微生物种群结构,提高对重金属吸收有促进作用的微生物种群的丰度,最终实现Cd高积累番茄对Cd的吸收能力提高。研究结果可为利用间作模式修复土壤重金属污染和保障食品安全提供参考。     

土壤有效态铜参数的探讨

土壤铜污染对环境生态的破坏已引起国内外的广泛重视.在制订土壤铜的环境卫生标准时,常涉及土壤有效态铜的参数问题.一般估计土壤有效态铜的方法是通过盆栽试验程序、检测萃取剂从土壤中萃取的铜与植物铜的相关性,但是其结果却因各个研究的试验条件及土样理化性质的不同而有较大差异.在自然条件下,萃取铜是否能有效地反映作物可食部分的铜含量,仍是一个有争议的问题.近年Mathur等根据土壤基本特性对土壤铜有效性的影响,提出了以土壤总铜与土壤阳离子交换量的比值为土壤铜参数,在反映     

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.     

土壤镉含量对高粱属植物生理生化特性的影响

通过盆栽模拟试验研究了土壤镉(Cd)含量对一年生高粱属植物(甜高粱、高丹草和苏丹革)根系活力、叶片脯氨酸含量和细胞膜透性等生理生化指标的影响.结果表明,土壤Cd含量＞25 ng·kg-1时,3种高粱属植物根系活力均显著下降(P＜0.05);3种高粱属植物叶片中脯氨酸的含量在各浓度处理下均显著增加(P＜0.05);Cd胁迫影响了3种高粱属植物叶片和根系的细胞膜通透性,表现为不同程度的增加.     

多伦县土壤营养元素有效态含量的影响因素研究

在对该区土壤进行全面调查、分析、评价的基础上,对影响土壤中元素有效态含量的因素如土壤类型、地貌类型、土地利用类型,以及砂化等进行讨论。结果表明,这些因素均影响到元素有效态含量。过度开垦和放牧是造成土壤沙化和肥力下降的主要原因。研究认为全理利用土地资源,实行退耕还草、还林、改善生态,以控制沙化和优化农、林、牧结构比,并结合配方施肥。则是提高粮食、牧草单产及经济效益的关键。     

Immobilization and phytoavailability of cadmium in variable charge soils. I. Effect of phosphate addition

The effect of phosphate on the surface charge and cadmium (Cd) adsorption was examined in seven soils that varied in their variable-charge components. The effect of phosphate on immobilization and phytoavailability of Cd from one of the soils, treated with various levels of Cd (0–10 mg Cd kg^–1 soil), was further evaluated using mustard (Brassica juncea L.) plants. Cadmium immobilization in soil was evaluated by a chemical fractionation scheme. Addition of phosphate, as KH₂PO₄, increased the pH, negative charge and Cd adsorption by the soils. Of the seven soils examined, the three allophanic soils (i.e., Egmont, Patua and Ramiha) exhibited greater increases in phosphate-induced pH, negative charge and Cd²⁺ adsorption over the other four non-allophanic soils (i.e., Ballantrae, Foxton, Manawatu ad Tokomaru). Increasing addition of Cd enhanced Cd concentration in plants, resulting in decreased plant growth (i.e., phytotoxicity). Addition of phosphate effectively reduced the phytotoxicity of Cd. There was a significant inverse relationship between dry matter yield and Cd concentration in soil solution. Addition of phosphate decreased the concentration of the soluble + exchangeable Cd fraction but increased the concentration of inorganic-bound Cd fraction in soil. The phosphate-induced alleviation of Cd phytotoxicity can be attributed primarily to Cd immobilization due to increases in pH and surface charge.     

Immobilization and phytoavailability of cadmium in variable charge soils. II. Effect of lime addition

The effect of pH-increases due to Ca(OH)₂ and KOH addition on the adsorption of cadmium (Cd) was examined in two soils which varied in their variable-charge components. The effect of Ca(OH)₂ on immobilization and phytoavailability of Cd from one of the soils, treated with various levels of Cd (0–10 mg Cd kg^–1 soil), was further evaluated using mustard (Brassica juncea L.) plants. Cadmium immobilization in soil was evaluated by a chemical fractionation scheme. The addition of Ca(OH)₂ and KOH increased the soil pH, thereby increasing the adsorption of Cd, the effect being more pronounced in the soil dominated by variable charge components. There was a greater increase in Cd²⁺ adsorption in the KOH-treated than the Ca(OH)₂-treated soil, which is attributed to the greater competition of Ca²⁺ for adsorption. Increasing addition of Cd enhanced Cd concentration in plants, resulting in decreased plant growth (i.e., phytotoxicity). Although addition of Ca(OH)₂ effectively reduced Cd phytotoxicity, Cd uptake increased at the highest level, probably due to decreased Cd²⁺ adsorption resulting from increased Ca²⁺ competition. There was a significant inverse relationship between dry matter yield and Cd concentration in soil solution. Addition of Ca(OH)₂ decreased the concentration of the soluble + exchangeable Cd fraction but increased the concentration of inorganic-bound Cd fractions in soil. Since there was no direct evidence for CdCO₃ or Cd(OH)₂ precipitation in the variable charge soil used for the plant growth experiment, alleviation of phytotoxicity can be attributed primarily to immobilization of Cd by enhanced pH-induced increases in negative charge.     

Immobilization and phytoavailability of cadmium in variable charge soils. III. Effect of biosolid compost addition

We examined the effect of biosolid compost on the adsorption and complexation of cadmium (Cd) in two soils (Egmont and Manawatu) which varied in their organic matter content. The effect of biosolid compost on the uptake of Cd from the Manawatu soil, treated with various levels of Cd (0–10 mg Cd kg^–1 soil), was also examined using mustard (Brassica juncea L.) plants. The transformation of Cd in soil was evaluated by a chemical fractionation scheme. Addition of biosolid compost increased negative charge in soil. The effect of biosolid compost on Cd adsorption varied between the soils, with a large portion of the sorbed Cd remaining in solution as an organic complex. Increasing addition of Cd increased Cd concentration in plants, resulting in decreased plant growth at high levels of Cd (i.e., phytotoxicity). Addition of biosolid compost was effective in reducing the phytotoxicity of Cd as indicated by the decrease in the concentration of NH₄OAc extractable-Cd and soil solution-Cd. The solid-phase fractionation study indicated that the addition of biosolid compost decreased the concentration of the soluble and exchangeable Cd fraction but increased the concentration of organic-bound Cd fraction in soil. Alleviation of Cd phytotoxicity by biosolid compost can be attributed primarily to complexation of Cd by the organic matter in the biosolid compost.     

退耕植茶地土壤团聚体及其无机磷组分分布特征

为了揭示土壤团聚体及其无机磷组分对退耕植茶的响应特征,以雅安市名山区中峰乡退耕植茶地(2～3年、9～10年、16～17年)为研究对象,选取邻近耕地为对照,采用野外调查与室内分析相结合的方法开展退耕植茶地土壤团聚体及其无机磷组分分布特征的研究.结果表明: 耕地及退耕植茶地土壤团聚体均以粒径>2 mm团聚体为主.随着退耕植茶年限的延长,各退耕植茶地粒径>5 mm的团聚体含量逐渐增加,粒径<5 mm的团聚体含量却逐渐降低.退耕植茶初期,退耕植茶地土壤团聚体平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)值与对照差异不明显,退耕植茶9～10年和退耕植茶16～17年显著高于对照,且随着退耕植茶年限的延长逐渐增大.退耕植茶地与耕地相比,其有效性较高的Al-P、Fe-P含量增加,有效性较低的O-P含量降低,随着退耕植茶年限的延长,各粒径团聚体中有效性较低的O-P逐渐降低,有效性较高的Al-P、Fe-P逐渐增加.耕地及退耕植茶地中Al-P、Ca-P含量随粒径的减小而增加,在<0.25 mm粒径中的含量最高;Fe-P在<0.25 mm粒径团聚体中的含量最多,其次是2～5 mm和0.25～0.5 mm粒径团聚体;退耕植茶后,O-P逐渐向较小粒径中富集,在<2 mm粒径中含量较高.     

不同典型地带性土壤氮素分布特征及其影响因素

在野外取样的基础上,研究中国不同典型地带性土壤各形态氮素分布特征及其影响因素.结果表明: 垂直地带性土壤中0.5 mol·L^-1 K₂SO₄提取的提取态总氮、提取态有机氮、吸附氨基酸随取样点海拔的增加而显著增加,且提取态总氮、提取态有机氮和吸附氨基酸平均值都大于水平地带性土壤;水平地带性土壤各形态氮含量随土壤类型的不同而差异显著.土壤吸附氨基酸含量是游离氨基酸的5倍,占提取态有机氮百分比为21.1%,表明吸附氨基酸可能作为土壤有机氮库的一种重要存在形态.相关分析结果表明,垂直地带性土壤中提取态总氮、提取态有机氮、铵态氮、氨基酸态氮均与有机质、全氮呈显著正相关(r=0.57～0.93,P<0.05),但与pH、硝态氮呈显著负相关(r=-0.37～-0.91,P<0.05);水平地带性土壤pH与提取态总氮、硝态氮、有机质、全氮、碱解氮及盐基离子(K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺)呈显著正相关(r=0.36～0.85,P<0.05),与铵态氮、氨基酸态氮呈显著负相关(r=-0.39～-0.81,P<0.05).     

改良剂对酸性土壤上伴矿景天铝毒缓解作用及镉锌吸收性的影响

为探究不同改良剂对酸性土壤铝(Al)胁迫条件下镉(Cd)锌(Zn)超积累植物伴矿景天Sedum plumbizincicola生长以及镉和锌吸取修复效率的影响,分别添加不同种类改良剂(钙镁磷肥(CMP)、MgCO3、KH2PO4)和不同浓度CMP进行温室盆栽试验。结果表明,CMP能够一定程度上提高土壤pH值并降低土壤交换性Al的浓度,MgCO3能够显著提高土壤pH值和降低土壤交换性Al的浓度,KH2PO4能够降低土壤中交换性Al浓度但未改变土壤pH值。施用适量的CMP(9.39 mg/kg)能够提高伴矿景天生物量和Cd、Zn吸取修复效率,用量过高会抑制伴矿景天生长和Cd、Zn修复效率;施用MgCO3可增大伴矿景天生物量和Cd、Zn修复效率,施用KH2PO4反而抑制了伴矿景天生长。酸性土壤上施用适量的CMP和MgCO3能够缓解伴矿景天的铝毒作用,维持较高的重金属吸收效率。     

秸秆隔层对盐碱土水盐运移及食葵光合特性的影响

在内蒙古河套灌区通过微区试验,研究了秸秆深埋(S)、上盖秸秆下埋秸秆(简称上秸下秸,S+S)、上盖地膜下埋秸秆(简称上膜下秸,P+S)和地膜覆盖(对照,CK)4种耕作措施对0-40 cm土层水盐运移及食葵光合特性的影响.结果表明:(1)不同措施对土壤水盐调控的效果与作用时期差异较大.P+S在整个生育期内土壤盐分含量和盐溶质浓度较低,控盐效果显著;S+S仅在苗期能保墒控盐,但控盐效果比P+S差,后期出现水减盐增现象,保墒控盐效果也不佳;S在整个生育期内土壤盐分含量和盐溶质浓度最高,控盐效果最差;CK在整个生育期内土壤水分含量变化不大,而盐分含量较高,控盐效果也不明显.(2)不同措施对土壤水盐运移调控程度的差异,导致食葵光合特性也有明显变化.与CK、S、S+S相比,P+S由于其较低的盐溶质浓度环境,明显改善了其光合特性,在苗期、蕾期和花期能提高净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr),增加气孔导度(Gs),降低胞间CO2浓度(Ci),从而使其作物长势和干物质积累明显高于其它措施.综合试验结果,P+S是内蒙古河套灌区盐碱地改良中优选的控抑盐耕作措施.     

盐渍化灌区土壤盐分的时空变异特征及其与地下水埋深的关系

土壤盐分空间变异特征和地下水埋深状况是指导灌区合理用水和防治土壤盐碱化的重要依据。运用经典统计学和地质统计学方法,结合GIS技术,分析了河套灌区沙壕渠灌域0-20 cm、20-40 cm、40-60 cm土壤EC值的空间变异特征及地下水埋深对土壤盐分分布的影响。结果表明:沙壕渠灌域土壤盐分Cv值在不同灌溉时期和不同土壤深度均大于36%,表现为强变异特征;各灌水时期和不同土壤深度土壤EC值均表现为中等强度的空间自相关性,表层0-20 cm土壤空间自相关程度最高;秋浇前不同层次土壤EC值的空间分布在灌域内从南到北呈增大趋势,秋浇后土壤含盐量的高值区在西北部或东北部;土壤盐分受地下水埋深影响显著,灌域内地下水埋深南深北浅,土壤盐分随地下水埋深的增大而减小,二者之间满足指数关系。因此,应采取合理措施控制地下水埋深,防止区域土壤盐渍化加剧。