[目的]本文旨在研究重金属污染土壤施用生物质炭后对土壤有机碳稳定性的影响,为环境污染修复条件下土壤有机碳库的科学管理提供参考。[方法]以苏南地区长期Cd/Pb污染和邻近未污染水稻土为研究对象,采集对照无污染土壤(P0)、低污染土壤(P1)和高污染土壤(P2)3种土壤,每种土壤分别设置施用量为0(C0)、10 g·kg~(-1)(C1)和20 g·kg~(-1)(C2)的玉米秸秆生物质炭处理,进行为期60 d的恒温恒湿室内培养试验,对比分析施用生物质炭对不同程度重金属污染水稻土中CO_2-C释放动态、总有机碳和活性碳库含量和激发效应的影响。[结果]添加生物质炭能够显著增加不同程度重金属污染水稻土CO_2排放,其中未污染和低污染土壤施加生物质炭后其CO_2的释放速率及累积矿化量显著高于高污染土壤。相比于污染土壤,施加生物质炭对未污染土壤易氧化态碳含量的增加影响更显著;P1土壤低炭和高炭处理分别比原土微生物量碳含量增加23.1%和27.1%,P2土壤增加49.7%和41.7%;P1土壤低炭和高炭处理颗粒态有机碳含量分别比对照增加66.9%和200.2%,P2土壤增加22.2%和45.8%;施炭处理可显著降低土壤中的可溶性有机碳含量。施用生物质炭对各处理土壤产生负激发效应,且在低污染土壤中表现最为显著;生物质炭抑制土壤本底碳的矿化,促进土壤原有有机碳的稳定性。[结论]施用生物质炭可提高重金属污染水稻土中有机碳的累积量,增加土壤中活性碳库的组分,抑制土壤中原有有机碳的矿化分解,存在显著的负激发效应。

【目的】探究不同原料制备的生物质炭能否缓解长期重金属污染对土壤微生物活性的胁迫效应，为污染土壤生物质炭修复提供科学依据。【方法】将竹材边角料(BB)、山核桃Carya cathayensis蒲壳(PB)和玉米Zea mays秸秆(CB)制备的3种生物质炭分别以3%比例(炭土质量比)添加到长期受铅、镉污染土壤中，分析生物质炭短期施用下土壤养分、重金属有效质量分数和土壤微生物活性的变化特征。【结果】3种生物质炭添加均未影响土壤重金属全量，而显著(P<0.05)降低了土壤氯化钙可提取态铅、镉质量分数。与不施生物质炭处理相比，BB、PB和CB分别使可提取态铅质量分数显著(P<0.05)降低了69%、84%和72%；使可提取态镉质量分数显著(P<0.05)降低了26%、63%和36%，且PB处理显著(P<0.05)低于BB和CB处理。PB和CB添加均显著(P<0.05)提高了土壤pH(0.79和0.51个pH单位)、有机碳质量分数(37%和74%)、全氮质量分数(12%和41%)，而BB添加对其影响不显著。BB、PB和CB分别使土壤磷脂脂肪酸总量提高了33%～56%、革兰氏阳性菌提高了30%～41%、革兰氏阴性菌提高了40%～66%、放线菌提高了34%～52%、真菌提高了33%～79%，但3种处理间无显著差异(除PB和CB处理的磷脂脂肪酸总量显著高于BB处理)。3种生物质炭均显著(P<0.05)提高了脱氢酶活性(2～6倍)，但未影响土壤基础呼吸速率，而PB处理显著(P<0.05)降低了细菌胁迫指数(13.9%)，提高了底物诱导呼吸速率。【结论】山核桃蒲壳制备的生物质炭可作为较好的改良剂，降低土壤铅镉有效性，恢复土壤微生物的数量和活性。图4表3参29

2014—2015年,分别以中嘉早17和五丰优T025为早、晚季试验材料,通过田间定位试验,在氮、磷、钾养分施用量相同的条件下,研究不同用量(0、450、750 kg/hm2)钢渣粉对双季水稻生长、产量及重金属含量的影响。结果表明:与单施化肥相比,增施钢渣粉有利于促进水稻根系生长,提高水稻生育后期根系活力和产量,根系干质量增幅为10.1%25.8%,根系活力的增幅为14.3%29.4%,产量的增幅为4.6%6.2%;同时还能提高土壤pH值和有效氮、磷、钾、硅养分含量以及阳离子交换量(CEC),平均增幅分别

【目的】研究毛竹与超积累植物伴矿景天对重金属复合污染土壤的修复效果,探索不同种植模式对微生物群落的影响,为重金属污染土壤的修复提供科技支撑。【方法】对长期受重金属污染(Cu,Zn和Cd)的土壤,设置毛竹纯林(SM)、毛竹与伴矿景天间作林(IMS)2种模式,以无栽培土壤作为对照(CK),测试土壤化学性质及重金属含量的变化,并利用Illumina Mi Seq高通量测序技术分析土壤微生物群落结构。【结果】种植4年后,土壤中重金属全量和有效态含量均为CK>SM>IMS。与CK相比,Cu、Zn和Cd全量含量在IMS土壤中分别下降47.8%、21.6%和23.7%,在MS土壤中分别下降39.0%、12.5%和23.0%;Cu、Zn和Cd有效态含量在IMS土壤中分别下降65.0%、28.7%和48.4%,在MS土壤中分别下降52.8%、24.8%和45.5%。在门分类水平上,3类检测土壤中的微生物丰度高于1%的有变形菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门)、浮霉菌门、疣微菌门、放线菌门、拟杆菌门、硝化螺旋菌门、绿弯菌门和WS3等共10个门,其中变形菌门为最优势的菌,其相对丰度占30%以上。2种种植模式(SM和IMS)及对照的土壤在放线菌门、硝化螺旋菌门、拟杆菌门和绿弯菌门等4个门水平上的微生物多样性存在显著差异(P<0.05)。从微生物丰度与土壤重金属含量的相关性分析得到,全量及有效态重金属含量与硝化螺旋菌门、放线菌门(有效Zn除外)呈极显著负相关(P<0.01),与拟杆菌门呈极显著正相关(P<0.01)。虽然3类土壤微生物经α-多样性分析无显著差异,但基于β-多样性分析发现它们存在显著差异(ANOSIM,P<0.05)。【结论】IMS和SM种植模式有效降低了土壤中的重金属含量,表现出较好的土壤修复效果。同时,不同种植模式对重金属污染土壤的微生物群落结构及群落多样性产生了显著影响,SM和IMS均有利于增加土壤细菌群落的多样性,其中SM模式的土壤微生物多样性较为丰富。土壤微生物群落在重金属污染土壤的生态修复上及指示重金属耐受性和敏感性等方面均起着重要作用。

【目的】研究生物质炭粒径的改变对其理化性质以及汞污染稻田土壤中修复能力的影响，以期为减少汞污染地区水稻Oryza sativa甲基汞富集量、保障粮食安全提供科学依据。【方法】以水稻秸秆为制备生物质炭的原料，通过筛分法制备不同粒径(<0.5、0.5～1.0、1.0～2.0 mm)的水稻秸秆生物质炭，利用元素分析仪、比表面分析仪、傅里叶红外光谱仪和扫描电镜仪分析不同生物质炭的结构特征变化，并结合盆栽试验研究施用不同粒径生物质炭对水稻甲基汞富集的影响。【结果】(1)随着粒径的减小，生物质炭的表面形貌变化明显，生物质炭比表面积增大，孔隙增多，C—O、—OH和—COO含氧官能团强度增加。(2)与对照相比，3种粒径生物质炭的施入均降低了土壤中甲基汞的生物有效性，水稻各组织中甲基汞富集量减少，其中小粒径生物质炭的降低效果最佳，添加粒径<0.5 mm的生物质炭组精米中的甲基汞质量分数降低了47.01%。(3)生物质炭的施入增大了水稻根际土壤甲基汞质量分数，且这种正向促进作用随着生物质炭粒径的减小而更加明显。【结论】生物质炭粒径的减小能够增强其在汞污染稻田土壤中的修复能力，减少水稻对甲基汞的积累，降低甲基汞暴露风险。图5表1参34

【目的】土壤有机碳矿化是土壤中重要的生物化学过程,与土壤养分释放、土壤质量保持以及温室效应密切相关。揭示稻田生态系统在长期施肥下土壤有机碳固存与矿化特征,旨在正确评价施肥对全球气候变化的影响。【方法】本研究以33年长期定位试验为依托,对红壤性水稻土土壤有机碳累积及矿化动力学特征等进行系统研究。长期定位试验始于1984年,选取其中5个处理:不施肥处理(CK),施氮磷钾化肥处理(NPK),施70%化肥+30%有机肥处理(70F+30M),施50%化肥+50%有机肥处理(50F+50M),施30%化肥+70%有机肥处理(30F+70M),于2017年早稻种植前采集耕层(0—20 cm)土壤样品,采用室内培养方法,测定土壤碳矿化释放CO2-C量和速率等,并采用一级动力学方程拟合土壤潜在可矿化有机碳量(C0)、易矿化有机碳量(C1)和周转速率常数等。【结果】各施肥处理均不同程度地提高了土壤总有机碳含量,NPK处理有机碳含量显著高于CK,较CK提高了27.32%。化肥配施有机肥处理(70F+30M、50F+50M和30F+70M)土壤有机碳显著高于NPK处理(P30F+70M>70F+30M>NPK>CK,随后下降,11 d之后趋于稳定,稳定后各处理的土壤有机碳矿化速率大小排序为:30F+70M>50F+50M>70F+30M>NPK≈CK。在整个培养期,土壤有机碳矿化速率与培养时间呈对数曲线关系。培养35 d结束后,NPK处理较CK未能显著改变土壤有机碳累积矿化量(P>0.05),70F+30M、50F+50M和30F+70M处理土壤有机碳累积矿化量显著高于NPK处理(P<0.05),分别较NPK提高了50.99%、70.85%和86.39%。各处理土壤有机碳累积矿化率(累积矿化量占有机碳总量的比率)变化范围为3%—4%,30F+70M处理显著高于NPK处理(P<0.05);土壤有机碳的周转速率常数(k)与土壤有机碳及投入碳量均未呈现显著性相关性。【结论】长期化肥配施有机肥可有效提高红壤性水稻土有机碳的矿化速率及促进有机碳的积累,并未显著改变土壤有机碳的矿化率,有利于红壤性水稻土的养分供应及固碳。

重金属对水体的污染已成为全球性的环境问题,利用藻类生物修复重金属污染水体,因其有效、低廉和环保引起了国内外的广泛重视,并且取得了一定的成效。本文介绍了藻类修复重金属废水的应用概况,总结了多年来在藻类对重金属离子的吸收途径、耐受机理、生物吸附机制、模型解释及影响因素等方面的研究成果,同时指出了当前在这些方面尚存的不足,并就今后继续筛选、利用生物技术培育对重金属高耐受、高富集性藻类,进一步探求修复机理以及野外应用方面的研究。

【目的】作为土壤肥力的重要指标,土壤有机碳及其组分在耕地生产力和作物产量方面发挥着重要作用。论文以4年定位施肥试验为依托,分析连续施用炭基肥及生物炭对土壤有机碳含量及其组分的影响,为调控农田土壤肥力及棕壤有机碳库的管理提供科学依据。【方法】田间试验始于2011年,设置5个处理:不施肥(CK)、低量生物炭(C15)、高量生物炭(C50)、氮磷钾配施(NPK)、炭基肥(BBF)。其中C15与BBF是等碳量处理,NPK与BBF是等氮磷钾养分处理。于第4年花生收获后(2014年秋季)采集各处理耕层(0—20 cm)土壤样本,测定土壤有机碳总量、各组分含量及花生产量。【结果】施用炭基肥和生物炭均可以显著增加耕层土壤总有机碳含量,比试验起始年土壤(简称起始土)分别提高10%、8%;而在相同碳素(C15和BBF)或氮磷钾养分投入(NPK和BBF)条件下,施用炭基肥提升土壤总有机碳含量的效果最好,提升幅度为2%—15%。施入炭基肥及生物炭显著提高了游离态颗粒有机碳和闭蓄态颗粒有机碳含量;在等碳量投入条件下,炭基肥处理的提升幅度分别为43%、17%;等氮磷钾养分投入条件下,炭基肥处理的提升幅度更大,分别为40%、43%。无论施入炭基肥或生物炭,对于矿物结合态有机碳含量影响均不大,但都比起始土略高。土壤可溶性有机碳含量变化规律与总有机碳相似,即施入炭基肥或生物炭均提高了其含量,但等碳量投入条件下无显著差异。各施肥处理花生产量在199.4—232.9 kg/667m~2,均显著高于不施肥处理,其中施用炭基肥产量最大,比等碳量处理(C15)高17%,比等养分处理(NPK)高10%,且差异显著。【结论】连续多年施用炭基肥或生物炭均能明显提高土壤总有机碳、游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳含量;提升效果显著优于投入等量碳素或等量氮磷钾养分。连续多年施肥可以提高土壤中水溶性有机碳含量,但炭基肥与生物炭、氮磷钾配施处理间无明显差异。无论施用炭基肥还是生物炭对土壤矿物结合态有机碳含量影响不大。连续施用炭基肥对花生产量的提升效果最好,显著高于等氮磷钾养分和等碳量处理。

为修复重金属污染的土壤,通过室内盆栽模拟试验,研究有机、无机钝化剂及组合对小白菜的生长、土壤重金属Pb和Cd有效性及小白菜体内Pb和Cd含量的影响。结果表明,有机无机钝化剂组合对小白菜的生长均有一定程度的促进作用,以加入鸡粪处理效果最明显。与对照(不添加任何钝化剂)相比,所有钝化剂组合处理均明显降低土壤有效态Pb和Cd含量,其中活性炭+磷矿粉组合效果最好,土壤有效态Pb和Cd含量分别降低80.60%和49.21%;其次是鸡粪+磷矿粉组合,土壤有效态Pb和Cd含量分别降低76.16%和36.78%。与对照相

【目的】了解多重金属污染土壤在外源有机物料配施化学肥料处理后对土壤重金属形态变化以及甜高粱苗期生长和生理特性的影响,为重金属污染土壤修复提供科学依据。【方法】以甜高粱为研究对象,采用盆栽试验的方法,研究在多重金属污染土壤中施加不同添加量的秸秆、有机肥和生物质炭,并配施氮磷钾肥处理下,土壤中重金属形态、甜高粱苗期植株生长及生理指标的变化趋势。【结果】有机肥和生物质炭分别与NPK配合处理能显著降低土壤中重金属有效态含量,其随着各处理施用量的增加而减少。秸秆配合NPK处理后土壤中铅(Pb)、锌(Zn)及镉(Cd)的有效态含量先增后减。随着外源有机物料施用量不断增加,甜高粱苗期的株高和生物量呈增长趋势,过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性提高。有机肥和生物质炭施用量越高,叶绿素(Chl)含量越高,丙二醛(MDA)含量越低。【结论】外源有机物料配施NPK能有效降低土壤中重金属有效态含量,进而降低对甜高粱的毒害作用,增强酶活性。处理中以有机肥配施NPK在降低多金属污染土壤效果最好。

施用生物质炭进行农田土壤改良已被认为是一种有效的土壤固碳与温室气体减排措施，研究深层土壤有机碳动态对于准确评估农田土壤固碳潜力有重要意义。目前，国内外学者对于生物质炭施用对土壤有机碳动态影响已有一定的认知，尤其是对表层土壤有机碳的周转情况，但对于深层土壤有机碳影响方面的研究还相对缺乏。本文主要阐述了深层土壤固碳研究的趋势，农田深层土壤有机碳的来源与稳定性，生物质炭施用下表层土壤有机碳移动性的变化及其对深层土壤有机碳动态的影响，探讨了深层土壤有机碳研究方面存在的问题和未来研究需求，期望为农业土壤固碳和生物质炭应用的相关研究发展提供参考。

【目的】研究不同用量生物炭对（土娄）土微生物量碳（ＳＭＢＣ）、微生物量氮（ＳＭＢＮ）及酶活性的影响，为生物炭提升土壤质量提供科学依据。【方法】采用大田试验，将果树树干、枝条生物炭（４５０℃、限氧条件下裂解）以不同用量（０、２０、４０、６０、８０ ｔ·ｈＭ～（－２）分别记作Ｂ０、Ｂ２０、Ｂ４０、Ｂ６０、Ｂ８０）施入（土娄）土，与耕层（０—２０ ＣＭ）混匀。经过２年的夏玉米和冬小麦轮作后，分３层测定０—３０ ＣＭ土层的土壤生物活性及理化性质，采用主成分分析研究施用生物炭后（土娄）土酶活性及微生物量碳、氮的变化特征。【结果】（１）在０—２０ ＣＭ土层，ＳＭＢＣ和ＳＭＢＮ均是在生物炭用量为４０或６０ ．．．

为研究重金属污染土壤经不同生态类型蚯蚓消化后蚓粪和消化前土壤的微生物群落结构差异,选取2种不同污染特征的重金属污染水稻土,分别接种表栖型赤子爱胜蚓Eisenia fetida和内栖型壮伟环毛蚓Amynthas robustus进行10d室内盆钵培养后采集新鲜蚓粪,通过变性梯度凝胶电泳技术和序列分析研究蚓粪和对照土壤的微生物种群特征。蚓粪微生物丰富度和Shannon指数均明显高于对照土壤(P

采用全面踏查和典型调查相结合的方法,对福建主要重金属矿区的尤溪铅锌矿、连城铅锌矿和连城锰矿不同片区重金属污染状况进行调查。结果表明:福建重金属矿区重金属污染极其严重,矿区中Mn、Zn、Pb、Cd最高含量分别达92 546、27 454、23 792和248 mg/kg,是对照区的几倍至上百倍。根据国家土壤环境质量三级标准,按照重金属单项污染指数标准进行的污染评价表明:南方重金属矿区Zn、Pb、Cd均达到重度污染标准,污染程度表现为尤溪铅锌矿区>连城铅锌矿区>连城锰矿区。按照综合污染指数评价标准,福建连城铅锌矿、连城锰矿和尤溪铅锌矿的综合污染指数也达到重度污染标准,分别是重度污染临界标准的16....

为比较施用有机肥替代化肥对果蔬产量品质及果蔬和土壤中重金属含量的影响，采用田间小区试验，连续三季蔬菜（小白菜、萝卜、辣椒）和多年柑橘（马家柚）施用有机肥。以不施肥（CK）和施用化肥（CF）为对照，设置2种有机肥的化肥等氮量施用处理（OF1、OF2）。结果显示：与CF处理相比，OF1、OF2处理均能保证前两季蔬菜以及马家柚的产量不下降，并显著提高马家柚可溶性固形物以及蔬菜土壤有机质的含量。前两季蔬菜不同处理间重金属含量差异不显著，但OF1、OF2处理的萝卜可食部Pb含量已临近限量标准；在第三季蔬菜中，OF1、OF2处理的辣椒可食部Cr、As、Cu、Zn含量较CF处理均出现显著积累。OF1处理的马家柚果肉与果皮Pb含量已超出限量标准，OF2处理也已接近限量标准。蔬菜土壤各项重金属含量远低于风险管控值，但Pb、Cd、Hg较CF处理均出现了显著性积累，其中Hg含量积累速度最快。结果表明，2种等氮有机肥施用均能在短期内提高果蔬的产量及品质，改善土壤理化性质，但同时也会增加土壤重金属的积累。因此，连续施用有机肥，将存在果蔬重金属含量超标的风险。