河北主要土壤中Cd、Pb形态与油菜有效性的关系

当今土壤重金属污染日趋严重而表征土壤污染程度的指标不够完善、相关性亦较差。为此 ,采用网室盆栽试验 ,研究了河北平原主要土壤类型潮土和潮褐土上 Cd、Pb的化学形态特征及其与油菜植株干物重、油菜吸收重金属含量的关系。结果表明 Cd对油菜的毒害作用大于 Pb。总量及各形态 Cd、Pb含量与油菜可食部分干物重呈负相关 ,对油菜干物重影响最大的是交换态 Cd、Pb。而对油菜吸收 Cd、Pb贡献最大的形态是碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态。深入研究重金属形态与植物有效性间的关系 ,可为进一步揭示重金属的生物有效性 ,为更准确评价土壤重金属污染程度提供理论依据 。

沸石改土保肥及增产效果的研究

以天然沸石为试验材料,通过3a 多的田间小区和示范研究表明,在中、低等肥力的草甸褐土、盐化潮土中施入沸石后,能改善土壤的理化性状,降低土壤盐分浓度,提高肥效,一次施入连续3a 多茬作物都获得了明显的增产效果。

潮褐土施用有机酸对油菜吸收Cd Zn Pb的影响

采用盆栽试验研究了潮褐土中施用水杨酸和半胱氨酸对土壤中重金属Cd、Zn和Pb的活化影响,以及对油菜吸收和生长的影响。结果表明,两种有机酸在一定的添加浓度范围内,可以缓解重金属对油菜地上部的毒害,但浓度较高时,却使油菜生物量显著下降。在一定程度上,水杨酸不但可以促进土壤中Cd的活化,还可以提高油菜地上部对Cd的吸收,两者呈显著正相关。当水杨酸与土壤中Zn的摩尔比大于1时,能有效的促进土壤中Zn的活化。土壤中有效态Pb含量则与水杨酸添加量呈显著正相关,同时水杨酸也提高了油菜地上部对Zn、Pb的吸收;随半胱氨酸添加量的增加,土壤中有效态Cd、Zn、Pb含量与油菜地上部重金属含量均有所提高,在摩尔比半胱氨酸/Pb=1时,半胱氨酸不但促进了土壤中Pb的活化,同时也提高了油菜地上部对Pb的吸收。

河北主要土壤中Cd和Pb的形态分布及其影响因素

采用网室盆栽试验和大田取样 ,运用连续提取方法 ,研究了河北平原潮土和潮褐土两种土壤中Cd、Pb的化学形态特征及与其影响因素的关系。结果表明 :随着Cd、Pb污染程度的增加 ,其交换态有增加趋势。当高浓度重金属污染土壤时 ,Cd(潮土 >1mgkg- 1、潮褐土 >5mgkg- 1)主要以交换态存在 ,并表现为 :交换态 >碳酸盐结合态 >铁锰氧化物结合态 >有机结合态 >残留态 ;Pb主要以碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态存在。在低浓度重金属污染的土壤中 ,Cd (潮土 <1mgkg- 1、潮褐土 <5mgkg- 1)的残留态、有机结合态成倍增加 ,甚至超过交换态 ,表现为 :残留态 >碳酸盐结合态 >有机结合态 >交换态 >铁锰氧化物结合态 ;Pb主要以铁锰氧化物结合态和残留态存在。Cd、Pb在土壤中的分布与土壤的pH值 ,有机质含量密切相关。

双金属氧化物和改性赤泥对潮褐土中外源砷的调控研究

选取双金属氧化物(LDO)和两种改性赤泥(RM1和RM2)为钝化剂,应用室内模拟培养和盆栽试验的方法,研究了潮褐土中外源砷(As)添加量为10mg·kg-1和50mg·kg-1时,培养时间和钝化剂添加量对土壤砷有效性、小油菜吸收砷的调控效果。结果表明,添加钝化剂后,随着培养时间延长,土壤有效砷的含量均呈下降趋势,其中以LDO的调控效果最佳,培养12周时土壤有效砷含量分别降至1.06mg·kg-1(添加10mg·kg-1时)和5.77mg·kg-1(添加50mg·kg-1时);随着钝化剂添加量的增加,土壤中易溶态砷(AE-As)的含量逐渐降低,钙结合态砷(Ca-As)的含量则逐渐增加。3种钝化剂比较,添加LDO时铁结合态砷(Fe-As)含量降低,而添加RM2时铝结合态砷(Al-As)含量降低、Fe-As含量增加。盆栽实验结果表明,RM2能显著降低小油菜地上部分的砷含量,且对小油菜生长没有明显影响,在外源砷添加量为50mg·kg-1时,添加RM2后小油菜地上部分砷含量比CK降低了33.7%;LDO也可显著降低小油菜地上部分的砷含量,但同时抑制了小油菜生长,导致其产量显著低于CK。相对改性赤泥而言,采用LDO并不是调控潮褐土中砷有效性的较好选择。

有机酸对潮褐土和红壤吸附Cu(II)的影响及其机制

采用吸附平衡法,研究了有机酸(草酸、柠檬酸)对潮褐土和红壤吸附Cu2+的影响及机制。结果表明,潮褐土、红壤对Cu2+吸附明显有异,潮褐土对Cu2+吸附量是红壤对Cu2+吸附量的5倍多。潮褐土对Cu2+的竞争吸附率随有机酸浓度升高而降低,当草酸、柠檬酸浓度为10 mmolL-1时,Cu2+吸附率均分别比对照的降低40%和70%以上。在低浓度条件下,红壤对Cu2+的竞争吸附率随有机酸浓度的提高而增加,当草酸、柠檬酸浓度分别超过1 mmolL-1和0.05 mmolL-1时,又随有机酸浓度的升高而降低。两种土壤对Cu2+次级吸附率随有机酸浓度升高而变化的规律与竞争吸附的一致。在相同有机酸浓度下,土壤对Cu2+的次级吸附率均比竞争吸附率的高。

印度芥菜对潮褐土镉的富集特征及其EDTA的促进效果

通过盆栽试验研究了印度芥菜对潮褐土Cd污染胁迫的耐性、富集特征,比较研究了EDTA对印度芥菜修复潮褐土Cd污染的促进效果。结果表明：Cd添加量0-200 mg/kg下,总体上印度芥菜都能够顺利发芽生长,地上部生物量随Cd添加量的增加出现先升高后降低的规律,与空白对照相比可提高57.67%。且随着Cd添加量的增加,印度芥菜地上部Cd含量为0.37-115.59 mg/kg,呈现先增后减的趋势;地下部Cd含量线性上升,为0.82-191.91 mg/kg。在EDTA的诱导下,印度芥菜的提取量分别是对照的0.5、1.36、1.63、1.53、1.54、1.45倍,地上部Cd吸收量最高为对照处理的2.02倍。因此,加入螯合剂EDTA辅助植物修复技术,能促进印度芥菜对潮褐土Cd污染的修复。

不同施氮水平对华北平原冬小麦土壤CO_2通量的影响

针对当前碳、氮循环对生态环境影响以及碳源/汇问题的客观实际,设计了N0、75、150、225、300kg·hm-25个氮处理,对冬小麦(TriticumaestivumL.)返青期、拔节期、孕穗期、灌浆期和成熟期进行了土壤呼吸速率的测定,探讨了不同氮肥用量对华北平原潮褐土区冬小麦农田土壤CO2释放的影响。结果表明:土壤呼吸释放CO2与气温二次相关,25℃左右土壤呼吸速率达到最大,增幅随气温升高而减小,低于25℃时增幅较明显;随着氮肥用量增加土壤呼吸增强,土壤呼吸强度在N150达到最大;施用氮肥的冬小麦农田土壤CO2释放主要集中在孕穗、灌浆期;不施氮的则主要集中在灌浆、成熟期。

秸秆还田对潮褐土及其微团聚体磷素吸附与解吸特性的影响

通过8年定位试验,研究了秸秆还田对潮褐土及其微团聚体磷素吸附与解吸特性的影响,从各级微团聚体磷素吸附与解吸储量角度探讨了不同施肥制度下土壤磷素吸附与解吸性能的变化实质。结果表明:麦秸和玉米秸直接还田配施常量NPK化肥主要是通过降低<10μm粒级微团聚体的吸附储量(减少13.7～14.8 g·kg-1)和提高大粒级,特别是10～50μm粒级微团聚体磷的解吸储量(增加2.1～2.8 g·kg-1),使土壤的供磷能力得到改善;不施肥和单施常量NPK化肥则主要是由于<10μm粒级对磷的吸附储量增加(分别上升47.7 g.kg-1和12.3 g·kg-1)和大粒级的解吸储量降低(10～50μm粒级分别减少2.1g·kg-1和0.9g·kg-1),造成全土的吸附性能下降。土壤磷吸附性能与有机碳含量和微团聚体组成关系密切。

大棚栽培对土壤盐分状况影响的研究

本文在山东３种主要土壤上研究了大棚栽培对土壤盐分状况的影响。结果表明，在３种土壤上采用大棚种植之后，土壤中可溶性盐分含量都明显增加，土体中不同土层的盐分含量都分别有不同程度的增加；盐分在上体中的分布一般是表层含量高，向下逐渐减少；从盐分组成来看ＮＯ３、Ｃｌ、ＳＯ４２、Ｋ＋、Ｎａ＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋在大棚土壤中都有增加的趋势，其中Ｃｌ、ＮＯ３、Ｃａ２＋的增加达到显著水平；在不同土壤上盐分的组成有一定差异，棕壤上主要为ＨＣＯ３、Ｃｌ、Ｃａ２＋，褐土上主要为ＳＯ４２、ＨＣＯ３、Ｃａ２＋，而潮土上则主要为ＳＯ４２、Ｃｌ、Ｎａ＋、Ｃａ２＋、ＨＣＯ３，潮土上一价离子的含量较其他两种土壤为高，因而采用大棚栽培之后发生盐害的威胁也较大。

山东省高产农田土壤磷素组成及其有效性

以中低产田为对照，采用化学分析、顿号生物试验和统计分析相结合的方法，研究了山东省主要土类（棕壤、潮土、褐土）高产农田的土壤养分状况、磷素组成与其有效性。结果表明：夏玉米的产量受上壤有效磷含量的制约；土壤缓效磷、有效磷含量和供磷强度是评价高产农田土壤肥力特征的重要标志之一；高产田中Ｃａ２－Ｐ，Ａｌ－Ｐ，Ｆｅ－Ｐ，Ｃａ８－Ｐ，ＬＯＰ均高于中低产田且与土壤有效磷含量和作物吸收的磷量呈显著相关；棕壤、褐土的供磷状况优于潮土，其实质与各类土壤磷素的化学组成和培肥耕作历史有关。

山东省主要土类磷素形态及供磷状况的研究

对山东省主要土类的棕壤、褐土和潮土的无机磷形态分级结果表明,三类土壤中无机磷的组成有较大差别。供试土样中无机磷占土壤全磷量的80%以上,其中钙磷(Ca-P)是潮土和褐土(有石灰反应)中无机磷的主要组分。土壤中的Ca-P与CaCO_3的含量密切相关。在褐土和棕壤中,铝磷(Al-P)、铁磷(Fe-P)和闭蓄态磷(0-p)的含量高于潮土。土壤有效磷含量与Ca-PⅡ组、Al-P及有机磷含量达显著性相关;土壤有机磷与有机质的含量也达显著性相关水平。潮土的全磷含量虽高,但供磷状况比褐土、棕壤差。

磷肥在潮褐土中动态转化及其影响因素的研究

利用培养及微区试验研究P肥施入潮褐土后的动态转化及其影响因素表明,施肥初期土壤中除难溶性Ca_(10)-P外,各无机P组分均有不同程度地提高,随着时间的延续各组分间的相互转化呈一定规律。种植作物直接影响P肥动态转化的方向。

磷肥在潮褐土中动态转化及种植作物的影响

利用培养及微区试验 ,研究磷肥施入潮褐土后的动态转化及其影响因素。结果表明 :施肥初期 ,除土壤中难溶性Ca1 0 P外 ,各无机磷组分均有不同程度的提高 ,随着时间的延续 ,组分间的相互转化呈一定规律。

黑底潮砂泥土土壤养分动态变化及施肥效果

以褐土类潮褐土亚类潮垆土土属黑底潮砂泥土土种为研究对象,探讨长期定点不施肥对土壤养分含量及作物产量的影响。结果表明,长期不施肥对土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾都有明显的降低,且随年份的推后,降低的幅度越来越大;长期不施肥可使小麦、玉米大幅度减产。

山东主要土类的解磷细菌及其与供磷特性的相关分析

山东省3种土类相比,褐土的解无机磷细菌数量最多,平均为1.610×106个/g,其次是潮土和棕壤,3种土类高产田平均为1.472×106个/g,大于中低产田;而3种土类的解有机磷细菌数量潮土最多,平均为2.564×106个/g,其次是褐土和棕壤,3种土类高产田平均为2.603×106个/g,大于中低产田;但差异均不显著。同一土类和同一个产量水平比较,不仅解有机磷细菌的数量高于解无机磷细菌数量,而且解有机磷细菌与有效磷和缓效磷含量相关系数均大于解无机磷细菌数量与有效磷和缓效磷含量的相关系数。比较3种土类和2个产量水平,除个别试验误差外,解有机磷细菌数量分别与供磷强度、有效磷和缓效磷含量呈正相关;而解无机磷细菌只在棕壤中与缓效磷、在潮土中与供磷强度和有效磷呈正相关。通过对山东省3种土类和2个产量水平的解磷细菌及其与供磷特性的相关性分析,探讨了解磷细菌提高土壤磷素有效性的途径,为利用解磷细菌改善土壤供磷状况提供科学依据。

山东主要土类中磷酸化酶及其与供磷特性的关系

山东3大土类中棕壤的3种磷酸化酶以酸性磷酸化酶活性最高,平均为0.9856μg 100g-1,其酸性磷酸化酶主要通过减少磷的吸附和固定,增加磷的解吸,提高缓效磷的含量,从而改善棕壤的供磷状况;潮土的3种土壤磷酸化酶以碱性磷酸化酶的活性最高,平均为0.7032μg 100g-1,其碱性磷酸化酶主要通过增加磷的解吸,提高缓效磷的含量,从而改善潮土的供磷状况;褐土的3种土壤磷酸化酶也是以碱性磷酸化酶的活性最高,平均为1.009μg100g-1,其碱性磷酸化酶主要通过减少磷的吸附和固定,提高有效磷和缓效磷的含量,从而改善褐土的供磷状况。高产农田的碱性磷酸化酶活性高于酸性磷酸化酶,酸性磷酸化酶活性高于中性磷酸化酶,其活性分别为0.8875μg 100g-1、0.7043μg 100g-1和0.2675μg 100g-1,而且高产农田的3种磷酸化酶活性均极显著高于中低产田,2类产量水平的农田,均主要通过酸性磷酸化酶来改善土壤供磷状况,其中高产农田的酸性磷酸化酶主要通过减少磷的固定,增加磷的解吸,提高缓效磷的含量;中低产农田的酸性磷酸化酶,主要通过增加磷的解吸,减少磷的固定,提高有效磷的含量。