有机肥长期施用对设施土壤全镉和有效态镉含量的影响

应用长期田间定位试验方法,比较研究了长期有机肥不同施肥方式(不施肥、有机肥常量、有机肥减量及有机肥减量配施化肥)对设施土壤镉(Cd)全量及有效态含量的影响,同时考察了其对土壤特性的影响及二者的相关性。结果表明:与不施肥的设施土壤(对照)相比,长期定量施用有机肥土壤表层(0~20 cm)Cd全量显著降低,且随着施用量下降,该效果更显著,但对亚表层(20~40 cm)Cd全量无显著影响。长期施用有机肥会提高设施土壤表层Cd有效态含量,特别是0~10 cm土壤有效态Cd含量显著高于对照,但与有机肥常量处理相比,有机肥减量和有机肥减量配施化肥处理土壤有效态Cd含量分别显著降低了17.56%和14.04%;同时,有机肥减量配施化肥对设施土壤有机质、全氮、表层有效磷均有大幅提升,且pH偏高于有机肥常量。相关分析表明,设施土壤有机质、有效磷含量均与土壤Cd全量和有效态含量之间呈显著或极显著正相关,土壤全氮含量与Cd有效态含量呈显著正相关,pH与有效态含量之间呈极显著负相关。上述结果表明有机肥适当减施,同时辅以适量化肥,可进一步改善设施土壤特性,进而控制设施土壤表层Cd累积。

GIS在土壤重金属污染评价中的应用

土壤中的重金属是影响土壤环境质量的重要因素,直接或间接危害人类健康。因此,准确评价土壤重金属污染情况,对污染土壤进行有效治理,具有十分重要的意义。本文在传统的土壤重金属污染评价方法的基础上,分析引入地理信息系统(Geographic Information System,GIS)的合理性,结合土壤重金属污染的特点,阐述其在土壤重金属污染评价中的具体应用,并结合GIS的最新技术发展,指出其在土壤重金属污染评价中存在的不足,对GIS在土壤重金属污染评价方面的应用趋势进行展望。

生物有机肥与化肥减量配施对稻田土壤酶活性和土壤肥力的影响

为更好实现畜禽粪便的资源化利用,通过田间小区定位试验,研究不同量生物有机肥与化肥减量配施对稻田土壤酶活性和土壤肥力的影响。结果表明:70%F+50%PM处理土壤蔗糖酶和蛋白酶活性分别比单施化肥处理(F)增加26.28%和18.53%;生物有机肥和化肥减量配施会降低土壤pH,但70%F+50%PM处理土壤pH比70%F+PM处理高0.3;70%F+50%PM处理土壤有机质和有效磷含量比CK分别增加180.75%和62.53%;相比F处理,70%F+50%PM处理土壤速效钾含量显著增加11.43%。稻田土壤蔗糖酶活性与速效磷含量呈显著负相关,土壤过氧化氢酶和脲酶活性分别与土壤pH和有机质含量呈显著正相关,是影响稻田土壤肥力的主要因素。综上,适量生物有机肥与化肥减量配施能够增加稻田土壤酶活性,改善稻田土壤肥力状况。

常规施肥对土壤水稳性团聚体镉吸附解吸特性及化学形态的影响研究

土壤团聚体是土壤颗粒的主要存在形式,对重金属在土壤中的富集和生物有效性具有重要影响。施肥方式会影响土壤团聚体的粒径分布和理化特性,但是不同粒径团聚体自身理化特性对重金属富集和赋存化学形态的影响仍缺乏系统研究。选取两种施肥处理(常规施肥和不施肥)的水稳性团聚体颗粒为研究对象,采用平衡等温法研究各粒级团聚体中镉(Cd)的吸附解吸特性和赋存化学形态,探讨施肥-团聚体理化特性-Cd吸附解吸及其赋存化学形态的内在关系。结果表明:相比未施肥处理,常规施肥处理能够显著增加大粒径团聚体(>53μm)占比及其有机质、游离氧化铁(特别是无定形氧化铁)、全氮、有效磷和速效钾含量。与未施肥处理不同,常规施肥处理原土及各粒径团聚体对Cd^(2+)的吸附解吸过程符合Freundlich方程,可达到非均匀多层吸附,其中2 000—250μm粒径团聚体对Cd^(2+)的吸附、固持能力最强,随着粒径的减小,对Cd^(2+)的吸附、固持能力均降低,主要与其游离氧化铁(特别是无定形氧化铁)、有机质、有效磷及全氮含量呈显著正相关。随着溶液中Cd^(2+)初始浓度的增大,各粒径团聚体对Cd^(2+)的吸附、解吸能力均增加。原土及各粒径团聚体固持Cd^(2+)的化学形态以交换态为主,其中2 000—250μm粒径团聚体交换态Cd占比最低,为66.0%。常规施肥处理使各粒径团聚体中交换态Cd和有机结合态Cd含量显著降低,铁锰氧化物结合态Cd和残渣态Cd含量显著增加。由此可以得出,适当施肥处理能够增加团粒胶结物质含量,有利于大团聚结构生成,提高土壤颗粒对Cd^(2+)的固持能力,促使固持的Cd^(2+)向更稳定的形态转化,降低其生物活性和迁移能力。

沸石、生物炭和微生物菌剂对畜禽养殖废水复合处理效果分析

分别利用沸石、生物炭、微生物菌剂及三者混合物对畜禽养殖废水进行处理,研究其对废水的净化效果,并利用水质综合污染指数对水质处理效果进行综合评价。结果表明:各处理组对总氮均无净化效果;硝态氮有不同程度地下降,沸石效果最好,去除率为24.86%;总磷、活性磷酸盐大幅下降,沸石、生物炭和微生物菌剂复合处理效果最好,去除率分别为70.08%和71.90%;重金属去除效果最明显,沸石和生物炭对镉的去除效果最好,沸石、生物炭和微生物菌剂复合处理对铬、铜去除效果最好,去除率>99%;新型有机物去除效果也有不同程度降低,卡马西平以沸石、生物炭和微生物菌剂复合处理效果最好,去除率为60.85%,而布洛芬和双酚A以生物炭去除效果最好,去除率为40.28%和81.43%。综合污染指数评价结果表明:沸石、生物炭和微生物菌剂复合处理畜禽养殖废水的效果较好。

环境因子对光合细菌提升猪粪水肥效的影响

以猪粪水为原料,研究温度、酸碱度和培养周期等环境因子对光合细菌提升猪粪水中营养元素(氮、磷)含量的影响及经光合细菌处理后猪粪水的应用效果。结果表明:温度对光合细菌处理的猪粪水中氮、磷含量无显著影响,而酸碱度能够显著影响光合细菌处理的猪粪水中氮素和磷素含量。培养周期对光合细菌处理的猪粪水中氮素含量影响不显著,但对磷素含量影响较为显著。在30℃、pH 7.5条件下,光合细菌处理3 d,猪粪水中氮素含量最高,而在30℃、pH 4.5条件下,光合细菌处理3 d的猪粪水中磷素含量最高。经光合细菌处理的猪粪水稀释100倍和1000倍后,可促使小青菜种子发芽和幼苗生长,其中,发芽率分别是对照(清水处理)的1.02倍和1.32倍,而幼苗根长、株高分别较对照提高了14.94%—16.09%、26.07%—26.81%。与稀释100倍相比,稀释1000倍的光合细菌猪粪水应用效果更好。