2种组配改良剂对稻田土壤重金属有效性的效果

为研究2种组配改良剂LS（碳酸钙＋海泡石）和HZ（羟基磷灰石＋沸石）对土壤重金属的生物有效性以及水稻吸收累积重金属的影响，在湘南某矿区附近污染稻田中施用了不同添加量（0，2,4，8g／kg）的两种组配改良剂，并进行了水稻种植的田问试验．结果表明，施用2-8g／kg组配改良剂LS和HZ均能使土壤pH值和CEC含量显著增加，有机质含量变化不明显，Ls比HZ更能提高土壤pH值和CEC含量．施用2-8g／kg组配改良剂Ls能使土壤中Pb、Cd、cu和zn的TCLP提取态含量分别降低25．7％52．2％、12．7％-25．7％、6．4％～17-2％和8．6％-23．4%，施用2-8g／kgHZ使土壤中Pb、Cd、Cu和Zn的TCLP提取态含量分别降低57．6%-80．1％、7．0％-40．9％、2．3％22．7％和4．5%-33．2％．两种组配改良剂能显著降低土壤中Pb、Cd、Cu和Zn的生物有效性，抑制水稻植株对Pb和cd的吸收，土壤Pb、Cd和Cu的TCLP提取态含量与水稻根系和糙米中Pb、Cd和Cu的含量之间存在显著或极显著的正相关关系，TCLP提取态含量能较好的表示重金属在土壤中的生物有效性．

组配改良剂对园林废弃物堆肥基质理化性质及鸟巢蕨生长影响

采用鸟巢蕨盆栽试验,研究组配改良剂(竹酢液+麦饭石)施用对园林废弃物堆肥栽培基质理化性质和植株生长的影响。结果表明,组配改良剂的施加对栽培基质容重、总孔隙度、持水空隙和通气孔隙等物理性质影响不明显;组配改良剂的施加对化学性质有显著影响,降低有机碳含量和基质pH值,提高基质EC值及全氮、全磷、全钾、碱解N、速效P、速效K的含量,同时对微量元素Cu、Zu、Fe含量提高有积极作用;组配改良剂添加促进了植株生长,提高了生物量的积累(鲜质量)、株高、冠幅,叶绿素含量,同时提高植株全N、全P、全K营养元素含量。将栽培后基质和植株之间各指标进行综合比较,组配改良剂稀释1 000倍竹酢液500 mL/kg+麦饭石40g/kg,效果最佳。

组配改良剂对重金属污染土壤-蔬菜系统的修复效果研究

采用大田实验研究复合污染土壤中添加组配改良剂FQ12(沸石∶羟基磷灰石=1∶2)对受污染土壤和蔬菜中Pb、Cd、Cu、Zn 4种重金属的影响。结果表明,在添加FQ12后,土壤中重金属交换态含量大幅降低。辣椒可食部位中Pb、Cd、Cu、Zn含量也显著降低,FQ12添加量8.0g/kg时降低效果最好,Pb、Cd、Cu分别降低91.1%,58.3%,95.3%;Zn则是在4.0g/kg时,最大降幅达到89.4%,其他部位也有不同程度降低。在添加FQ12后,在一定程度上可以降低空心菜可食部位中Pb、Cd、Cu、Zn含量。在添加量为8.0g/kg时,4种重金属总量均达到最大降幅,最为明显的是Pb和Cu分别降低55.9%和50.7%,根部各重金属含量变化不大。由此可知,FQ12的施用对2种蔬菜吸收土壤重金属起到有效的抑制作用。

组配改良剂对重金属污染土壤理化性质及有效养分的影响

采用水稻盆栽实验,对施用组配改良剂(石灰石+海泡石)前后盆栽土壤的酸碱性、有机质含量和营养元素有效态含量,盆栽水稻糙米Pb、Cd含量进行分析和评价。结果显示:施用组配改良剂能够降低水稻糙米Pb、Cd含量,显著提高土壤pH值(从5.57到7.34)和土壤CEC(添加量达到16 g·kg-1时,比对照提高217%);但是施用组配改良剂对土壤有机质含量影响未达显著水平,其变化率在-2%到7%之间。另一方面,施用组配改良剂对土壤中营养元素(Ca、Mg)有效态含量有提高作用,最多比对照分别提高293%和22%;组配改良剂添加量与土壤中碱解N、有效P、速效K含量无显著相关性;施用组配改良剂会降低微量营养元素Fe有效态的含量,但添加量与有效态含量并无显著相关性。因此,本研究表明,施用这种组配改良剂到重金属污染土壤,能够有效改善土壤环境,提高保肥能力,降低糙米Pb和Cd的含量。

组配改良剂联合硅肥对Cd污染稻田的修复效果

选取湖南省浏阳市某Cd污染稻田进行田间试验,研究组配改良剂石灰石+海泡石(LS)、基施硅肥及叶面喷施硅肥对Cd污染稻田修复效果,结果表明:(1)基施硅肥90kg/hm^2和叶面喷施硅肥(0.2,0.4g/L)对土壤pH值无明显影响,添加LS(2250,4500kg/hm^2)的各处理均显著提高土壤pH值(P<0.05).(2)基施硅肥90kg/hm^2分别降低土壤交换态、毒性特征浸出(TCLP)提取态Cd含量20.0%和18.5%,叶面喷施硅肥对土壤Cd两种提取态含量无明显影响,添加LS的各处理(2250,4500kg/hm^2)分别使土壤交换态、TCLP提取态Cd含量降低25.8%~49.9%、26.4%~44.5%.(3)3种单一技术措施均能明显降低水稻各部位Cd含量,但降低糙米中Cd含量的效果低于3种技术措施的组合处理;“组配改良剂LS+基施硅肥+叶面喷施硅肥”各处理(JL1F1、JL1F2、JL2F1、JL2F2)使水稻糙米中Cd含量降低25.6%~70.5%.(4)“组配改良剂LS+基施硅肥+叶面喷施硅肥”的组合技术处理能显著降低土壤中Cd的有效性,显著降低水稻各部位中Cd含量,其中JL2F2处理效果最佳,能使对照糙米Cd含量从0.66mg/kg降低到0.19mg/kg,实现中重度Cd污染稻田的水稻安全生产.

组配改良剂对土壤和水稻糙米重金属积累的影响

[目的]研究组配改良剂对Cd污染稻田的修复效果。[方法]在湖南省长沙县春华镇污染稻田进行了组配改良剂的田间试验,设4个处理,分别为T_1:未添加改良剂(CK);T_2:生石灰(0.1%)翻耕整地时混施;T_3:TH01(0.4%)+生石灰(0.1%)翻耕整地时混施;T_4:翻耕整地时混施TH02(0.4%),分蘖前期撒施生石灰(0.1%)。研究添加改良剂对水稻产量、重金属含量和土壤重金属含量的影响。[结果]4个处理间水稻分蘖情况、子粒生物量差异不明显;T_3处理子粒的Cd含量最低,且T_3、T_4处理水稻子粒的Cd含量分别降低了45.22%、38.14%,而与T_2处理相比,T_3、T_4处理水稻子粒Cd含量分别降低36.16%、27.91%;不同生长期水稻茎叶、根Cd含量与土壤醋酸铵Cd含量呈线性相关关系。[结论]可在孕穗期后水稻进入灌浆期前采取农艺措施或添加稳定剂降低稻田土壤醋酸铵Cd含量,从而降低水稻子粒Cd含量。

组配改良剂对稻田土壤中镉铅形态及糙米中镉铅累积的影响

通过田间实验,研究了镉（Cd）和铅（Pb）复合污染稻田土壤中施加组配改良剂（LS,石灰石＋海泡石）对黄华占和丰优9号2种水稻种植土壤中p H、Cd和Pb形态转化以及水稻糙米中Cd和Pb累积量的影响.结果表明,施加LS,通过提高2种水稻土壤的p H值,可以有效地改变土壤中Cd和Pb的存在形态,使土壤Cd和Pb由酸可提取态不同程度地转化为铁锰氧化态和有机结合态.LS施加量为2.0-8.0 g·kg-1时,使黄华占水稻土壤中Cd和Pb的酸可提取态含量分别降低19.6%-23.8%、7.7%-14.3%,丰优9号水稻土壤中Cd和Pb的酸可提取态含量分别降低7.6%-31.1%、11.7%-24.8%,且降低效果为Cd〉Pb.LS还能显著降低2种水稻糙米中Cd和Pb含量,LS施加量为2.0-8.0 g·kg-1时,黄华占和丰优9号2种水稻糙米中Cd含量分别降低了56.5%-67.2%、29.0%-38.7%,Pb含量分别降低了9.8%-34.2%、6.8%-45.4%,同种水稻Cd和Pb含量降低效果为Cd〉Pb.研究表明,土壤中Cd和Pb酸可提取态含量能很好地反映土壤中Cd和Pb的生物有效性和迁移性.

组配改良剂对污染稻田中Pb、Cd、Cu和Zn钝化效果持续性比较

为研究组配改良剂碳酸钙＋海泡石（LS）对稻田土壤重金属Pb、Cd、Cu、Zn钝化效果的持久性,通过一次性施用0、2、4、8 g·kg-1的LS,并分别于2012年（第一季）、2013年（第二季）和2014年（第三季）连续种植水稻,在湘南某矿区附近污染稻田进行了一个3 a的大田修复试验.结果表明：1LS能显著提高三季土壤p H值,且LS对土壤p H值提高效果为：第一季〉第二季〉第三季.2LS能显著降低三季水稻土壤中Pb、Cd、Zn的交换态含量,且第三季水稻土壤中Pb、Cd、Zn的交换态含量分别降低32.6%~97.7%、8.3%~71.4%和10.9%~83.5%,但对降低三季土壤中Cu的交换态含量无显著影响;LS降低三季土壤中Pb、Cd、Cu、Zn交换态含量的效果均为：Pb〉Zn〉Cd〉Cu.3LS使第三季水稻糙米中Pb和Cd含量分别降低26.7%~66.7%、59.1%~80.3%,这种降低效果均随着改良剂LS添加量的增加而增大,但对糙米中Cu和Zn含量无明显影响.LS降低糙米中Pb、Cd、Cu、Zn含量的效果为：第一季,Pb〉Cd〉Cu〉Zn;第二季,Pb〉Cd〉Cu〉Zn;第三季,Cd〉Pb〉Zn〉Cu.LS降低三季水稻糙米中重金属含量的整体效果为Pb〉Cd〉Cu〉Zn.4随着时间的延长,LS对土壤中Pb和Cd具有更稳定的钝化效果.因此,LS对治理Pb和Cd污染的土壤具有良好的持久性.

大田条件下施加组配改良剂对蔬菜吸收重金属的影响

通过向湘南某矿区周边重金属污染的农田施加不同添加量(0、2、4和8 g/kg)的组配改良剂HS(海泡石+石灰石),分析农田土壤理化性质变化和土壤重金属及其交换态含量的影响、空心菜和辣椒可食部位和根部位重金属含量的影响。结果表明,施用2~8 g/kg组配改良剂HS能使2种蔬菜土壤p H值和CEC含量显著增加,使交换态重金属含量大幅降低,且不同程度地降低了空心菜和辣椒可食部位及根部位的重金属含量。与对照相比,空心菜和辣椒可食部位重金属Pb、Cd、Cu、Zn的降幅分别为:21.1%~47.5%、6.5%~31.0%、57.7%~80.0%、65.3%~92.0%和27.3%~74.5%、29.8%~62.0%、55.4%~76%、37.8%~77.1%;根部位的重金属含量也有明显降低。当添加量为8 g/kg时,2种蔬菜可食部位和根部位重金属含量降低幅度最大。由此可知,组配改良剂HS的施用对2种蔬菜吸收土壤重金属起到有效的抑制作用。

组配改良剂对稻田系统Pb、Cd和As生物有效性的协同调控

通过水稻盆栽种植试验,研究了两种组配改良剂LST（石灰石＋海泡石＋二氧化钛）和LSF（石灰石＋海泡石＋硫酸铁）在不同添加量（0、1、2、4、8、16 g·kg-1）下对水稻土壤Pb、Cd和As的生物有效性以及水稻吸收累积Pb、Cd和As的影响.结果表明：1与对照相比,组配改良剂LST和LSF均使土壤pH值上升,且与对照之间均存在显著差异（P〈0.05）;两种组配改良剂相比,LST比LSF使土壤pH值上升得更多.2施用1-16 g·kg-1的LST和LSF使土壤中Pb、Cd和As的交换态含量分别降低16.8%-88.3%、22.4%-73.7%、2.25%-43.8%和20.2%-86.9%、20.7%-51.2%、18.0%-55.1%,均与对照之间存在显著差异.LST和LSF均能显著降低水稻植株对Pb、Cd和As的吸收.当LST和LSF施加量为16 g·kg-1时,糙米中Pb、Cd和As的含量最高分别降低了50.7%、64.7%、34.1%和40.7%、40.7%、36.2%.3水稻各部位对Pb和As的转运能力为谷壳〉茎叶〉根系,对Cd的转运能力为谷壳〉根系〉茎叶,水稻中谷壳向糙米转运Pb、Cd和As的能力为Cd〉As〉Pb.4施加LST和LSF后,水稻糙米中Pb、Cd和As含量与土壤Pb、Cd和As交换态含量之间存在极显著的正相关关系,与土壤pH值之间存在显著的负相关关系.

组配改良剂对土壤-蔬菜系统铅镉转运调控的场地研究

以组配改良剂LS(石灰石∶海泡石=2∶1)为试验材料,通过对湘南某矿区附近铅镉复合污染旱地土壤进行现场改良钝化,研究施加不同量的LS(0、2、4、8 g·kg-1)对茄子和苋菜植株吸收累积Pb和Cd的影响以及对Pb和Cd在2种蔬菜植株各部位间转运的调控.结果表明:1施加LS能够显著提高土壤p H,降低土壤中交换态Pb和Cd的含量.2施加LS能显著降低2种蔬菜植株各部位中Pb和Cd的含量.LS施加量为2~8 g·kg-1时,茄子果实中Pb和Cd的含量分别降低44.7%~78.6%和36.0%~78.7%;苋菜植株茎叶中Pb和Cd的含量分别降低45.8%~59.1%和40.0%~87.2%.3LS的施加降低了2种蔬菜植株各部位间Pb和Cd的转运系数.2种蔬菜植株在根-茎-果实间或根-茎叶间转运Cd的能力大于Pb,且施加LS各处理下,同种蔬菜相同部位对Pb和Cd的转运能力大小关系保持不变.

组配改良剂对污染稻田中铅、镉和砷生物有效性的影响

选取湖南某矿区重金属和砷复合污染稻田土,以盆栽实验研究了施用组配改良剂LMF（碳酸钙＋偏高岭土＋钙镁磷肥）对土壤中Pb、Cd和As的生物有效性和水稻糙米中Pb、Cd和As累积效应的影响.结果表明：施用LMF能显著增加供试土壤pH值、交换性盐基总量（TEB）和阳离子交换量（CEC）,对盐基饱和度（BS）和有机质（OM）含量无显著影响.施用LMF能显著降低土壤中Pb、Cd的交换态和酸可提取态含量,以及降低Pb的TCLP提取态含量,对Cd的TCLP提取态含量无明显效果.LMF施用使土壤中As的交换态和TCLP提取态含量呈现先下降后上升的趋势,且均在施用量为2 g·kg-1时含量最低.随着LMF施用量的增加,水稻糙米中Pb、Cd的含量分别降低了8.44%~99.6%、27.5%~74.1%,而水稻糙米中As含量呈现出先下降后上升的趋势.除Cd的TCLP提取态和酸可提取态外,Pb、Cd和As的其它提取态含量与其在水稻糙米中的含量均呈现出显著正相关关系（p〈0.05或p〈0.01）.

2种组配改良剂修复镉砷复合污染稻田土壤的研究

将2种复合改良剂LI(碳酸钙+铁粉)和HI(羟基磷灰石+铁粉)施加于镉、砷复合污染稻田土壤,设置投加比例分别为1∶2、1∶1、2∶1,通过分析熟化后土壤的p H值、毒性浸出(TCLP提取态)镉、砷含量及交换态镉和砷含量,研究了复合改良剂同时固定这两种污染元素的效果.结果表明,施加LI使土壤p H值提高了0.60~1.21,降低了土壤TCLP提取态镉、交换态镉含量,以及TCLP提取态砷和交换态砷含量;与对照相比,配比为2∶1的LI使土壤TCLP提取态镉含量降低了60.97%,效果较好;配比为1∶2和1∶1的LI分别使TCLP提取态砷含量降低了29.81%、29.85%;配比为1∶2的LI使交换态砷含量降低了55.18%.施加HI同样提高了土壤的p H值(升高了0.51~0.73),同时降低了土壤中97.05%~98.09%的TCLP提取态镉含量,效果显著;施加HI略微提高了土壤TCLP提取态砷含量,但却略微降低了土壤交换态砷含量.在本实验条件下,综合考虑土壤中镉和砷的稳定化效果,LI的效果明显好于HI.其中,从TCLP提取态镉和砷含量来评价,2∶1的LI施用效果最佳;从交换态镉和砷含量来评价,1∶2的LI施用效果最佳.

组配改良剂联合锌肥对土壤-水稻系统镉迁移转运的影响

选取湖南省长沙市北山镇某中重度Cd污染稻田进行田间试验,通过连续种植早晚两季水稻,研究了组配改良剂LS(石灰石+海泡石),同时结合土施Zn肥和叶面喷施Zn肥对水稻Cd吸收的影响.结果表明:(1)施用LS(2250 kg·hm^(-2)和4500kg·hm^(-2))的各处理均能使早、晚稻土壤pH值增加0.28~1.26个单位,土壤CEC增加7.7%~33.4%,而土施Zn肥(90kg·hm^(-2))和叶面喷施Zn肥(0.2 g·L^(-1)和0.4 g·L^(-1))对土壤pH值无明显影响.(2)基施LS的各处理能使早、晚稻土壤中TCLP和CaCl_(2)提取态Cd含量分别降低11.5%~38.8%和24.0%~81.0%,土施Zn肥和叶面喷施Zn肥对土壤Cd两种提取态含量无明显影响.(3)单一处理均能显著降低糙米Cd含量,但降低效果均不如联合处理,组配改良剂LS联合Zn肥的处理(L1Z1F1、L1Z1F2、L2Z1F1和L2Z1F2)使早稻和晚稻糙米Cd含量分别降低64.9%~67.5%和56.1%~80.6%,其中L2Z1F1(4500kg·hm^(-2)的LS+90 kg·hm^(-2)的Zn肥+叶面喷施0.2 g·L^(-1)的Zn肥)处理效果最佳.(4)各处理下水稻各部位Cd/Zn比显著降低,糙米中Cd/Zn比值与Cd含量呈极显著正线性相关,说明各部位中Zn含量的增加是稻米Cd含量显著降低的关键原因之一.组配改良剂联合Zn肥修复技术能有效阻隔水稻对Cd的吸收和转运,降低水稻糙米Cd含量,是一种能有效实现中重度Cd污染稻田安全利用的技术模式.

石灰石和海泡石组配对水稻糙米重金属积累的影响

为了研究组配改良剂（石灰石＋海泡石，Ls）对于重金属Ph、cd、cu和zn复合污染稻田的修复效果，在湘南某矿区附近稻田中进行了组配改良剂的田间试验。结果表明：施用0～1．8kgm。的组配改良剂Ls使土壤pH和CEC显著增加，使土壤中Pb、cd、cu和zn交换态含量显著降低。土壤Pb、cd、cu和zn交换态含量的降低是pH升高，土壤胶体的CEC增加及土壤吸附能力增强的共同作用。施用组配改良剂Ls显著降低了3个水稻品种（黄华占、丰优9号、Ⅱ优93）糙米中Pb、cd和cu的累积量，最大降幅分别为55．8％、66．9％、37．4％，而对糙米中zn的含量没有明显影响。当Ls施用量为1．8kgm。时，能使丰优9号糙米中cd含量（0．195mgkg-1）达到国家食品中污染物限量标准（0．20mgkg。）以下。土壤中交换态Pb、cd和cu含量的降低是糙米中重金属累积量减少的原因。土壤交换态Pb、cd和cu含量的对数值（1nC交换态）与其糙米中含量（1nC#＊）的对数值之间存在显著的线性相关关系。

羟基磷灰石+沸石对稻田土壤中铅镉有效性及糙米中铅镉累积的影响

为研究组配改良剂羟基磷灰石+沸石(简称HZ)对稻田土壤Pb和Cd生物有效性以及糙米中Pb和Cd累积的影响,在湘南两矿区附近污染稻田中施用不同添加量(0、0.45、0.9、1.8 kg·m^(-2))的组配改良剂HZ,进行了水稻种植的田间试验。结果表明:与对照相比,当施用量为1.8 kg·m^(-2)时,土壤A中Pb和Cd的DTPA提取态含量分别降低69.6%和62.0%,TCLP提取态含量分别降低80.0%和41.8%,Mg Cl2提取态含量分别降低87.4%和19.4%;土壤B中Pb和Cd的DTPA提取态含量分别降低73.8%和82.7%,TCLP提取态含量分别降低65.8%和65.1%,Mg Cl2提取态含量分别降低99.8%和94.5%。施用0.45~1.8 kg·m^(-2)的HZ能使土壤A水稻糙米中Pb和Cd的含量分别降低36.4%~48.5%和4.9%~17.0%;土壤B水稻糙米中Pb和Cd的含量分别降低5.0%~41.3%和16.7%~20.2%。分析土壤p H和糙米中重金属含量与3种重金属提取态含量的关系得知,土壤p H增加是HZ降低土壤中Pb和Cd生物有效性的关键因素之一;比较得知,DTPA提取方法更合适表达重金属生物有效性,可用于糙米重金属含量的风险评估。

碳酸钙和海泡石组配对水稻中Pb和Cd迁移转运的影响

为研究组配改良剂LS（碳酸钙＋海泡石）对农田土壤重金属Pb和Cd的固化效果以及水稻各部位吸收累积Pb和Cd的影响,在湘南2个矿区（矿区A和矿区B）附近污染稻田中施用了不同添加量的LS（0、2、4和8 g/kg）,并进行了水稻种植的田间实验.结果表明,（1）施用2 ～8 g/kg的LS能使矿区A和矿区B土壤pH值分别增加1.11 ～1.95和1.61～2.31个单位,能使矿区A和矿区B土壤中Pb和Cd的TCLP提取态含量分别降低18.6％ ～ 62.7％、15.7％～37.1％和38.6％～66.7％、0～ 76.6％.（2）LS能不同程度地降低水稻各部位重金属含量.矿区A糙米中Pb和Cd含量降低9.4％～35.6％、56.1％ ～66.8％;矿区B糙米中Pb含量降低14.4％ ～36.6％,而Cd含量变化不明显.（3）LS对水稻中Pb和Cd在各部位之间的转运系数均有不同程度的影响,其中Pb和Cd从茎叶到谷壳的转运系数最大,说明水稻茎叶对重金属的转运能力最强.（4）LS添加量为8 g/kg时,Pb和Cd从谷壳到糙米的转运系数最小,且糙米中Pb和Cd含量最低.