木醋液对Cd污染石灰性土壤理化性质及Cd形态转化的影响

为寻找可行的强化Cd污染土壤植物修复的方法,通过室内培养试验,设置7个不同稀释梯度木醋液添加处理,研究木醋液对石灰性重金属污染土壤的理化性质、酶活性和Cd形态的影响。结果表明:随木醋液浓度升高,土壤pH逐渐降低,EC(除原液外)无明显变化。土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量较CK分别增加0.35%~66.64%,9.74%~96.10%,31.71%~56.64%,8.34%~30.87%。稀释10~100倍土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性明显增加,而稀释5倍和木醋液原液处理土壤酶活性显著被抑制(P<0.05)。土壤可交换态Cd含量除稀释5倍处理外较CK均显著升高(P<0.05),增加24.69%~72.40%。各处理Cd的碳酸盐结合态、铁锰氧化物态及有机物结合态含量较CK均升高,分别为6.67%~196.70%,16.24%~80.09%,31.51%~70.32%。Cd残渣态含量与CK相比均显著降低,降幅为45.88%~59.93%(P<0.05)。综上所述,添加适宜浓度的木醋液可提高土壤养分含量和酶活性,促进残渣态Cd向其他形态转化。

不同镉水平下纳米沸石对土壤pH、CEC及Cd形态的影响

通过室内培养试验及土培试验研究了不同镉水平(1、5、10和15 mg·kg^(-1))下纳米沸石和普通沸石对土壤pH、CEC及Cd形态的影响.结果表明,室内培养试验中,施用沸石(5、10和20 g·kg^(-1))均显著提高了不同镉(1、5、10和15 mg·kg^(-1))处理中的土壤pH和土壤CEC值,降低了土壤可交换态镉含量,增加了碳酸盐结合态、铁锰氧化态、有机态和残渣态镉含量,以纳米沸石(20 g·kg^(-1))对土壤可交换态镉的降低效果最好.土壤pH、土壤CEC与土壤可交换态镉含量呈极显著负相关(P<0.01),与铁锰氧化态镉含量均呈极显著正相关(P<0.01).土培试验中,在1 mg·kg^(-1)和5 mg·kg^(-1)Cd条件下,施用沸石(5、10和20 g·kg^(-1))使土壤可交换态镉FDC降低了6.4%~63.2%,使大白菜地上部去离子水提取态镉和乙醇提取态镉的分配比例分别降低了2.1%~56%和11.8%~100%,相同沸石使用量下的降低效果以纳米沸石优于普通沸石.在1 mg·kg^(-1)Cd条件下,大白菜地上部镉形态的FDC与土壤CAB-F和OM-F的FDC有显著相关性(P<0.05);在5 mg·kg^(-1)Cd条件下,大白菜地上部镉形态的FDC主要与土壤OM-F和RES-F形态的FDC存在显著相关性(P<0.05).

调理剂耦合水分管理对双季稻镉和铅累积的阻控效应

土壤重金属生物有效性和水稻自身的生理活动共同决定糙米的重金属累积.选取广州市郊一土壤镉(Cd)总量未超标但糙米Cd存在超标风险的稻田开展田间小区试验,以土壤重金属有效态和水稻生理阻隔为切入点,研究富硅调理剂(JD)、钙镁调理剂(YY)、富硅调理剂+淹水灌溉(JD+YS)和钙镁调理剂+淹水灌溉(YY+YS)处理对早、晚稻产量、糙米重金属含量、Cd和铅(Pb)富集系数、土壤重金属总量、土壤理化性质以及土壤Cd和Pb形态分布的影响.结果表明:(1)在土壤ω(总Cd)仅为0.13 mg·kg^(-1)的CK处理中,其早稻糙米ω(Cd)均值可达0.19 mg·kg^(-1).早稻品种(杂交稻)糙米对Cd和总As的富集能力强于晚稻品种(常规稻),而对Pb的富集能力不及晚稻品种(常规稻);(2)单施调理剂JD和YY对早、晚稻糙米的Cd和Pb累积没有明显的阻控效应,但JD+YS和YY+YS处理能显著地抑制早、晚稻糙米的Cd和Pb累积,且以JD+YS处理效果更加明显.JD+YS对早稻Cd和Pb累积的降幅达65.8%和68%,对晚稻的降幅达71.43%和49.15%.JD+YS处理通过提高土壤pH值和维持较低的氧化还原电位,促进土壤Cd和Pb由酸可提取态向还原态和残渣态的转化,明显降低了土壤Cd和Pb的有效态含量;同时,其提供的有效态Si、Ca^(2+)和Mg^(2+)养分供应通过生理阻隔和竞争Cd离子转运通道,进一步抑制了早、晚稻对土壤Cd和Pb的吸收及向糙米的转运.研究成果可为糙米Cd和Pb阻控产品和技术的研发与应用提供科学依据,对指导华南双季稻区的水稻安全生产具有重要意义.