黄土高原黑垆土施肥的作物累积产量及土壤肥力贡献

施肥的作物产量和土壤肥力贡献是评价施肥是否科学的关键参数,为了给黄土高原黑垆土区施肥及农业可持续发展提供科学的决策依据,通过设置在黄土高原黑垆上的长期定位试验系统研究了不同施肥的作物产量和土壤肥力贡献。试验设不施肥(CK)、单施氮肥(N)、氮磷配施(NP)、秸秆与氮磷配施(SNP)、单施有机肥(M)和有机肥与氮磷配施(MNP)6个处理。结果表明,所有处理玉米和小麦累积产量与种植年限显著正相关。MNP、SNP、NP、M4处理玉米年均产量分别为8 856、7 089、7 226、7 043 kg·hm^(-2),小麦年均产量分别为4 916、3 747、4 132、3868kg·hm^(-2),均显著高于对照(CK)。SNP、M和MNP处理玉米和小麦产量与NP处理相近或高于NP处理。氮肥、磷肥的作物累积产量贡献量与种植年限分别呈二次凹函数和凸函数关系。氮磷配施(NP)、秸秆还田的作物累积产量贡献量则与种植年限显著正相关,其年均玉米产量贡献量分别为3408、2191kg·hm^(-2),小麦产量贡献量分别为429、206kg·hm^(-2)。长期施用有机肥及秸秆还田可显著增加土壤有机质和全氮含量。长期施磷肥土壤有效磷含量显著增加,而长期施用有机肥土壤有效磷和速效钾含量均显著增加。总体而言,黄土高原黑垆土区长期平衡施用化肥、施用有机肥、秸秆与化肥配合施用及有机肥与化肥配合施用均可增加作物产量,提升土壤肥力质量,适宜化肥施用量为N 90kg·hm^(-2)、P_2O_5 75 kg·hm^(-2),秸秆还田可隔年施磷。

施用粪肥和菇渣对作物重金属累积的影响

通过田间试验,研究了施用双孢菇和金针菇菇渣、猪粪肥和牛粪肥对农作物生长和重金属累积的影响.猪粪肥Cu、Zn等重金属含量显著高于菇渣和牛粪肥.双孢菇菇渣Cu、Zn、Pb、Cd含量显著高于金针菇菇渣,与双孢菇基料中添加少量鸡粪有关.施用菇渣和粪肥有显著增产效应.猪粪肥处理青椒产量显著高于其他施肥处理.猪粪肥处理,农作物中Cu、Pb、Cd主要富集在根部.青椒果实Zn、Pb、Cd含量显著增加,稻米Cu、Zn、Pb、Cd含量显著增加,但青椒和稻米重金属含量均处于食用安全范围内.双孢菇菇渣处理,青椒根部Cd含量显著增加,果实Pb含量也显著增加.双倍双孢菇菇渣处理,水稻根部重金属富集,稻米Pb、Cd含量也显著增加.猪粪肥和双孢菇菇渣长期使用对土壤和作物具有重金属累积风险,应引起充分重视.相比之下,施用金针菇菇渣和牛粪肥,土壤和作物重金属累积风险较低.

锌冶炼矿区周边重金属污染农田土壤低累积作物筛选

项目选取试验地位于西南某地,地盛产锡矿及钨矿,该地区大部分农田土壤存在砷、镉超标,选取土豆、花生、大豆,3种不同种类的作物,每类作物选取6个品种进行种植,通过田间种植,筛选出最优品种,为该重金属污染地区农作物种植品种的选取,提供理论与实践经验。且将种植过程中产生的秸秆进行回填,探讨了此过程对土壤养分的影响。结果显示:通过两季作物的种植,大豆对于重金属污染土壤的富集效率更高,且籽粒中健康风险远大于土豆及花生。根据对作物中重金属含量的检测结果可知,同种作物在经过2季种植后,作物可食用部分重金属含量有所下降,但仍高于食品安全国家标准《食品中污染物限量》(GB2762-2017)。花生与土豆更适于在重金属污染土壤种植,针对该地区种植结构调整可选用的作物为中薯3号土豆、中薯20号土豆、鲁花11花生、菜农13花生、花育23花生、丰花2号花生及平度01花生。根据土壤养分检测结果可知,经过两季度秸秆还田处理后,土壤养分有一定程度的提升。

废料碳酸钙对低累积作物玉米吸收重金属的影响:田间实例研究

通过田间试验方法,研究了在铅锌矿废水污染的土壤上施用废料碳酸钙对第1、2季低累积玉米(Zea mays)产量以及重金属Cd、Pb、Zn和Cu含量的影响,并分析了施用废料碳酸钙后土壤pH和土壤有效态重金属含量的变化。结果表明,施用废料碳酸钙,玉米产量均有显著提高,其中高量废料碳酸钙处理效果最佳,第1季增产154%,第2季增产275%,玉米对Cd、Zn和Cu吸收量降低,玉米籽粒Cd、Zn和Cu含量降低到了国家食品卫生标准允许的含量水平。与对照比较,废料碳酸钙不同用量水平均能不同程度地提高土壤pH,降低土壤有效态重金属含量,并抑制茎叶Cd和Cu向玉米籽粒的转移,从而造成玉米籽粒重金属含量降低。

低累积作物与化学固定联合利用中度重金属污染土壤

本研究以三个玉米品种：云石5号、华农1号、乐满田1号和三种重金属钝化剂：石灰、硅藻土、硅制剂为试验材料，在广东某地铅锌矿废水污染的酸性土壤上进行田间试验。土壤pH为4．2，重金属Cd、Zn含量分别为0．965和246mg·kg^-1，超过农业用地标准，属于中度重金属污染土壤。试验中每个玉米品种均施加不同的钝化剂：

玉米对重金属累积与转运的品种间差异

通过田间试验,研究了8个玉米品种对重金属Cd、Pb、Zn和Cu累积与转运的品种差异,以期筛选出适合广东地区冬季种植的低累积玉米品种。结果表明,8个玉米品种间籽粒和茎叶Cd、Pb、Zn和Cu含量存在显著差异。对玉米籽粒Cd、Pb、Zn和Cu含量进行聚类分析,可将8个玉米品种划分为3类:灵丹20、正丹958和高优1号属Cd、Pb、Zn和Cu较低累积类群,蠡玉6号、丰田1号、超甜38和华宝1号属Cd、Pb、Zn和Cu中等累积类群,粤糯1号属Cd、Pb、Zn和Cu高累积类群。根据玉米籽粒生物量、籽粒重金属含量以及重金属转运系数等指标进行评价,认为饲料玉米灵丹20和正丹958可作为广东地区冬季种植的低累积玉米品种。

过磷酸钙与石灰混施对污染农田低累积玉米生长和重金属含量的影响

通过田间实验,研究了过磷酸钙和石灰混施对重金属污染农田上低累积玉米产量以及籽粒、茎叶重金属含量的影响,并分析了施用过磷酸钙和石灰后土壤pH和有效重金属含量的变化。结果表明,与单施过磷酸钙和单施石灰相比,过磷酸钙和石灰混施更能显著提高玉米生物产量,且过磷酸钙和石灰均有一定的后效。单施石灰处理、石灰与过磷酸钙混施处理都均显著降低玉米籽粒Cd、Zn和Cu含量,其中以中量(0.4 kg/m2)、高量石灰(0.6 kg/m2)+中量过磷酸钙(0.2kg/m2)处理效果最佳,其玉米籽粒Cd、Zn和Cu含量降低到了国家食品卫生标准允许的含量水平。石灰处理均不同程度地提高了玉米籽粒Pb含量,配施过磷酸钙也不能明显降低玉米籽粒Pb含量,但仍低于饲料卫生标准允许的含量水平。另外,单施石灰处理和石灰与过磷酸钙混施处理均显著降低了玉米茎叶Cd、Pb、Zn和Cu含量,可以安全用作有机肥。