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长期淹水、传统灌溉、湿润灌溉条件下海泡石修复镉污染水稻土效应

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江苏农业科学 2021年第17期49卷 226-231页

作者：李剑睿徐应明太原工业学院山西太原030008 农业农村部环境保护科研监测所天津300191

采用盆栽试验,于长期淹水、传统灌溉、湿润灌溉条件下,研究海泡石对镉污染水稻土的修复效应及对水稻抗氧化胁迫和土壤养分含量的影响。结果表明,施加海泡石后,土壤pH值显著升高,土壤镉形态由酸提取态向残渣态转化。长期淹水、传统灌溉... 详细信息

采用盆栽试验,于长期淹水、传统灌溉、湿润灌溉条件下,研究海泡石对镉污染水稻土的修复效应及对水稻抗氧化胁迫和土壤养分含量的影响。结果表明,施加海泡石后,土壤pH值显著升高,土壤镉形态由酸提取态向残渣态转化。长期淹水、传统灌溉、湿润灌溉条件下,土壤有效镉含量分别下降16.3%~37.2%、7.8%~37.3%、14.8%~32.8%,稻米镉含量降幅分别为26.7%~60.0%、19.2%~46.2%、18.6%~50.0%,稻草镉含量分别降低25.0%~58.3%、15.2%~43.6%、15.4%~43.5%(P<0.05);土壤有效磷含量分别增加5.3%~26.2%、9.0%~33.6%、9.5%~25.1%,有效铁含量分别降低8.4%~19.5%、8.5%~15.1%、12.8%~18.9%,有效锌含量分别降低20.5%~45.5%、21.8%~60.0%、8.8%~52.9%,有效铜含量降幅分别为22.4%~32.7%、13.3%~33.6%、17.6%~32.8%(P<0.05);叶片CAT(过氧化氢酶)活性增幅分别为15.1%~130.2%、15.6%~93.3%、18.9%~137.8%,叶片GSH(蛋白类谷胱甘肽)含量最大增幅分别为33.5%、31.7%、39.9%(P<0.05)。得出结论,长期淹水下,1.5%海泡石处理可使稻米镉满足我国食品中污染物含量限量值0.20 mg/kg(GB 2762—2012),长期淹水是一种推荐的镉污染稻田修复水分管理模式。

关键词：水分管理镉水稻土海泡石修复长期淹水传统灌溉湿润灌溉

膨润土钝化与不同水分灌溉联合处理对酸性稻田土镉污染修复效应及土壤特性的影响

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环境化学 2017年第5期36卷 1026-1035页

作者：徐奕李剑睿徐应明梁学峰黄青青孙约兵湖南农业大学资源环境学院长沙410128 太原工业学院太原030008 农业部环境保护科研监测所农田重金属污染修复创新团队天津300191 农业部产地环境污染防控重点实验室天津300191

采用盆栽实验方法,研究了膨润土钝化与不同水分灌溉联合处理对酸性稻田土Cd污染修复效应,以及对土壤脲酶活性和氮、磷有效性的影响及其机制.结果表明,与干湿灌溉相比,长期淹水和湿润灌溉可明显降低稻谷生物量.膨润土钝化修复与不同水分... 详细信息

采用盆栽实验方法,研究了膨润土钝化与不同水分灌溉联合处理对酸性稻田土Cd污染修复效应,以及对土壤脲酶活性和氮、磷有效性的影响及其机制.结果表明,与干湿灌溉相比,长期淹水和湿润灌溉可明显降低稻谷生物量.膨润土钝化修复与不同水分灌溉联合处理时稻谷和稻草生物量总体上虽略有增加,但与对照相比并无明显差异.干湿灌溉、湿润灌溉和长期淹水灌溉下,稻米Cd含量分别为0.29、0.38、0.18 mg·kg^(-1),其中与干湿灌溉相比,长期淹水可使稻米镉降低37.93%,而湿润灌溉则使稻米Cd含量增加31.03%.添加膨润土钝化修复后,与干湿灌溉联合处理相比,长期淹水灌溉可使稻米Cd降低45.29%,而湿润灌溉可使稻米Cd增加23.53%.与未钝化处理相比,膨润土钝化修复下,水稻根表Fe(Ⅱ)含量显著增加,但水稻根表Fe(Ⅲ)含量间无明显差异,水稻根表Cd含量显著降低.在未添加膨润土和添加膨润土钝化修复下,长期淹水灌溉处理时土壤脲酶活性比干湿灌溉处理分别降低21.05%和15.79%.在未添加膨润土钝化修复下,不同水分灌溉处理对土壤碱解氮含量无明显影响,但长期淹水灌溉处理比干湿灌溉处理土壤有效磷增加34.92%,而湿润灌溉下土壤有效磷则降低16.99%.不同水分灌溉处理下,膨润土钝化修复对土壤碱解氮和有效磷含量无明显影响.

关键词：膨润土灌溉水分稻田土镉污染钝化修复效应

坡缕石钝化与喷施叶面硅肥联合对水稻吸收累积镉效应影响研究

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农业环境科学学报 2016年第9期35卷 1633-1641页

作者：徐奕李剑睿黄青青梁学峰彭亮徐应明湖南农业大学资源环境学院长沙410128 太原工业学院太原030008 农业部环境保护科研监测所农田重金属污染修复创新团队天津300191 农业部产地环境质量重点实验室天津300191

采用盆栽试验,研究了坡缕石钝化与喷施叶面硅肥联合处理对水稻吸收累积Cd效应的影响。试验结果表明,单独喷施叶面硅肥能够增加水稻产量,可以不同程度地降低水稻地上部Cd含量及Cd从根系向地上部的转运能力。与空白对照相比,糙米、颖壳和... 详细信息

采用盆栽试验,研究了坡缕石钝化与喷施叶面硅肥联合处理对水稻吸收累积Cd效应的影响。试验结果表明,单独喷施叶面硅肥能够增加水稻产量,可以不同程度地降低水稻地上部Cd含量及Cd从根系向地上部的转运能力。与空白对照相比,糙米、颖壳和秸秆中Cd含量最大可分别降低34.9%、30.1%和34.0%,且在水稻不同生育期喷施硅肥对Cd在地上部累积的抑制效果依次为分蘖期＋齐穗期〉分蘖期〉齐穗期。盆栽试验中添加1.0%的坡缕石后能够显著降低土壤中Cd的生物有效性,糙米、颖壳、秸秆以及根系中Cd含量分别比空白对照降低39.5%、28.6%、35.3%和20.9%。坡缕石钝化处理并联合在水稻分蘖期和齐穗期分别喷施0.1%~0.4%叶面硅肥结果表明,钝化处理与叶面阻Cd联合能更加有效地降低水稻地上部对Cd的吸收,其中稻米、颖壳和秸秆中重金属Cd含量最大分别可降低58.1%、63.3%和68.7%,糙米中Cd含量可由对照的0.43 mg·kg-1降到低于稻谷Cd的食品安全国家标准限量值0.20 mg·kg-1以下,但对根系中重金属Cd的含量降低仅为17.8%,与坡缕石单一钝化相比无显著差异。

关键词：坡缕石钝化叶面硅肥镉水稻

不同水分管理下镉污染红壤钝化修复稳定性及其对氮磷有效性的影响

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农业环境科学学报 2015年第11期34卷 2105-2113页

作者：孙国红李剑睿徐应明秦旭梁学峰孙约兵杨磊董晋峰天津农学院工程技术学院天津300384 农业部环境保护科研监测所农田土壤重金属污染修复创新团队天津300191 农业部产地环境质量重点实验室天津300191

采用连续两年盆栽试验,研究在不同水分管理(淹水灌溉、干湿交替灌溉和湿润灌溉)条件下,生物炭和鸡粪复配对红壤镉污染钝化修复效应和稳定性及其土壤氮磷有效性的影响机制。结果表明,经过连续两年钝化修复处理,与第一年实验各相应处理相... 详细信息

采用连续两年盆栽试验,研究在不同水分管理(淹水灌溉、干湿交替灌溉和湿润灌溉)条件下,生物炭和鸡粪复配对红壤镉污染钝化修复效应和稳定性及其土壤氮磷有效性的影响机制。结果表明,经过连续两年钝化修复处理,与第一年实验各相应处理相比,第二年的稻谷产量增加幅度为2.7%~5.1%(P>0.05)。长期淹水灌溉、干湿交替灌溉和湿润灌溉下,钝化处理后土壤交换态镉含量显著降低,连续两年钝化修复土壤有效镉含量间变化无显著性差异(P>0.05)。钝化处理可以显著降低稻米中Cd含量,第一年降低率为34.5%~44.4%,第二年降低率为31.7%~45.0%,水稻根镉含量最大分别降低了33.6%和25.1%(P<0.05)。钝化处理下,与对照组相比,长期淹水处理、干湿灌溉和湿润灌溉下水稻根表Fe(Ⅱ)含量分别增加27.3%、59.1%和65.0%(P<0.05)。相关性分析表明,水稻根表Fe(Ⅱ)含量和根表Cd含量呈显著负相关性(r=0.61),糙米中Cd含量和根表Cd含量呈显著正相关性(r=0.56),与根表Fe(Ⅱ)含量呈显著负相关性(r=0.51)。连续两年钝化修复,各处理的土壤碱解氮和有效磷含量间无显著变化。

关键词：水分生物碳鸡粪钝化修复镉土壤污染

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农田重金属污染原位钝化修复研究进展

生态环境学报 2014年第4期23卷 721-728页

作者：李剑睿徐应明林大松梁学峰孙约兵王林农业部环境保护科研监测所天津300191

污染土壤重金属原位钝化修复是通过向土壤中施加一些活性钝化修复材料,通过溶解沉淀、离子交换吸附、氧化还原、有机络合等反应来改变重金属在土壤中的赋存状态,降低土壤中重金属的有效浓度、迁移性和生物有效性。这种方法成本较低、操... 详细信息

污染土壤重金属原位钝化修复是通过向土壤中施加一些活性钝化修复材料,通过溶解沉淀、离子交换吸附、氧化还原、有机络合等反应来改变重金属在土壤中的赋存状态,降低土壤中重金属的有效浓度、迁移性和生物有效性。这种方法成本较低、操作简单、见效快且适合大面积推广,在重金属污染土壤修复中有着不可替代的作用。尤其对主要由污水灌溉、大气沉降等造成的农田土壤面源污染,一些具有吸附固定土壤中重金属离子特性的天然物质和工业副产品都可运用在实地的钝化修复中,且不同类型的钝化修复剂对重金属污染土壤的钝化修复效果各不相同。采用实验室评价和实地应用评价,一方面可以评估钝化修复材料对污染土壤中重金属离子的固定效率;另一方面可以评估钝化修复材料对土壤理化性状、养分状况和生物活性的影响。对重金属污染土壤原位钝化修复中不同来源的钝化剂进行了分类,目前广泛使用的钝化修复剂主要包括硅钙物质、含磷材料、有机物料、黏土矿物、金属及金属氧化物、生物碳及新型材料等,概述了它们各自对重金属污染土壤的钝化修复效果。从研究方法、评价指标、环境影响因子、钝化机制以及环境风险评价等方面分析了该领域的研究现状以及存在的主要问题,今后应重点关注钝化修复剂对土壤-作物系统的潜在环境风险以及钝化材料修复效果的田间长期稳定性评价。

关键词：农田重金属污染钝化修复

钝化修复对不同水稻品种镉累积效应及土壤特性的影响

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灌溉排水学报 2017年第2期36卷 25-31页

作者：孙国红李剑睿梁学峰黄青青徐应明天津农学院工程技术学院天津300384 太原工业学院太原030008 农业部环境保护科研监测所农田重金属污染修复创新团队天津300191

为了探讨坡缕石钝化修复下不同水稻品种(T优272和丰优9号)吸收累积Cd差异,采用盆栽试验,研究了酸性Cd污染稻田土(PL1、PL2和PL3处理)对2种水稻品种重金属Cd累积效应,以及对土壤酶活性、氮磷有效性的影响。结果表明,种植的常规水稻品种T... 详细信息

为了探讨坡缕石钝化修复下不同水稻品种(T优272和丰优9号)吸收累积Cd差异,采用盆栽试验,研究了酸性Cd污染稻田土(PL1、PL2和PL3处理)对2种水稻品种重金属Cd累积效应,以及对土壤酶活性、氮磷有效性的影响。结果表明,种植的常规水稻品种T优272稻谷干物质量比低Cd吸收品种丰优9号高7.91%。坡缕石钝化修复下,T优272与丰优9号稻谷干物质量无显著差异,但土壤p H值分别较CK增加了0.33~0.46和0.40~0.53。与CK相比,PL1F、PL2F和PL3F处理土壤有效态Cd质量分数最大降低13.59%,稻米Cd质量分数降幅达20.51%~51.28%,其中PL3F处理的稻米Cd质量分数为0.19 mg/kg,低于食品安全国家标准限量值(0.20 mg/kg);PL1T、PL2T和PL3T处理土壤有效态Cd质量分数最大降低25.08%,糙米Cd质量分数最大降低37.50%,其中PL3T处理糙米Cd质量分数为0.35 mg/kg。土壤酶活性随着坡缕石添加量的增加而逐渐升高,而且种植T优272品种的土壤酶活性总体上高于丰优9号。随着坡缕石添加量的增加,钝化修复各处理间土壤碱解氮质量分数无显著差异,但土壤有效磷质量分数呈逐渐降低趋势;与CK相比,种植丰优9号和T优272品种的土壤有效磷质量分数分别降低了7.08%~18.08%和9.02%~19.59%。研究结果可为重金属Cd污染酸性水稻田土壤坡缕石钝化与低Cd吸收水稻品种联合修复提供一定的科学依据。

关键词：坡缕石镉土壤钝化修复水稻品种差异

水分调控和钝化剂处理对水稻土镉的钝化效应及其机理

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农业环境科学学报 2014年第7期33卷 1316-1321页

作者：李剑睿徐应明林大松梁学峰孙国红孙约兵农业部环境保护科研监测所污染防治研究室天津300191 中国农业科学院农田重金属污染修复创新团队天津300191 天津农学院技术学院天津300384

采用盆栽试验,研究了水分管理和钝化剂处理对红壤性水稻土重金属镉的钝化效应及其作用机理。结果表明,在土壤镉含量为0.75 mg·kg-1下,添加海泡石复配磷肥可以显著提高土壤pH值,长期淹水、常规管理水分条件下,土壤交换态Cd分别降低了20... 详细信息

采用盆栽试验,研究了水分管理和钝化剂处理对红壤性水稻土重金属镉的钝化效应及其作用机理。结果表明,在土壤镉含量为0.75 mg·kg-1下,添加海泡石复配磷肥可以显著提高土壤pH值,长期淹水、常规管理水分条件下,土壤交换态Cd分别降低了20.4%和15.7%,碳酸盐结合态Cd分别下降了15.5%和14.1%,糙米Cd分别降低了52.3%和46.0%。未添加钝化剂条件下,长期淹水处理的根表Fe(Ⅱ)含量比常规处理增加了1.2倍,根表Cd含量则是常规处理的82.6%。土壤经钝化处理后,长期淹水和常规管理水分条件下,根表Fe(Ⅱ)分别增加了40.1%和70.0%,而根表Cd分别降低了35.3%和42.4%。糙米Cd含量与根表Fe(Ⅱ)含量呈显著负相关,与根表Cd含量呈显著正相关。土壤Fe2+和Cd2+对水稻根表吸附点位的竞争以及土壤镉较低的生物有效性是钝化处理组糙米镉含量下降的主要原因。

关键词：长期淹水常规管理土壤镉钝化修复

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蛭石修复城郊镉污染菜地土壤研究

安徽农业科学 2022年第15期50卷 59-62,65页

作者：李剑睿徐应明太原工业学院山西太原030008 农业农村部环境保护科研监测所天津300191

工业化、城镇化过程引起的城郊农业土壤重金属污染日益凸显,为探究利用黏土类矿物施加联合叶菜品种选择控制油菜体内镉累积的修复技术,采用盆栽试验,研究蛭石施用量(0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%)对不同油菜品种(华骏2号、寒绿)体... 详细信息

工业化、城镇化过程引起的城郊农业土壤重金属污染日益凸显,为探究利用黏土类矿物施加联合叶菜品种选择控制油菜体内镉累积的修复技术,采用盆栽试验,研究蛭石施用量(0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%)对不同油菜品种(华骏2号、寒绿)体内镉含量、油菜生物量、根系净吸收镉和转移因子、土壤有效镉含量、土壤酶活性和油菜叶片抗氧化酶活性的影响。结果表明,土壤未施加蛭石下,2个油菜品种的生物量和转移因子无差异,华骏2号地上部镉含量为寒绿的71.2%,均高于国家标准(GB 2762—2012)限量值(0.20 mg/kg),华骏2号根系净吸收镉为寒绿的66.8%。土壤钝化处理后,华骏2号、寒绿地上部生物量分别增加了14.8%~33.3%和20.8%~45.8%,地上部镉含量分别降低了16.2%~56.8%和11.5%~48.1%,根系净吸收镉分别降低了18.1%~60.9%和12.3%~63.0%,镉转移因子最大降幅分别为36.1%和30.3%(P<0.05)。施加蛭石后,华骏2号、寒绿种植下的土壤有效镉含量分别下降了4.8%~17.7%和5.9%~25.0%(P<0.05)。华骏2号、寒绿种植下,钝化处理的土壤脲酶活性最大增幅分别为23.7%和30.2%,油菜叶超氧化物歧化酶(SOD)活性分别提高了17.1%~50.4%和16.8%~54.0%(P<0.05)。总之,土壤2.0%蛭石施用联合华骏2号种植技术可使油菜地上部镉含量低于0.20 mg/kg,实现重金属污染土壤上油菜的安全生产。

关键词：蛭石镉污染菜地土壤修复

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鸡粪施入农田土壤的氨挥发研究

农业环境科学学报 2009年第9期28卷 1959-1964页

作者：李剑睿苏芳黄彬香胡小康巨晓棠张福锁中国农业大学资源与环境学院北京100094

在北京海淀区东北旺乡利用风洞法氨挥发测定系统,研究了不同施肥方式、施肥量和添加剂对鸡粪在农田施用过程中氨挥发的影响。结果表明,施肥方式显著影响鸡粪氨挥发,试验期间在田间裸地24000kg·hm-2施肥量下,表施的累积氨挥发氮损失为19... 详细信息

在北京海淀区东北旺乡利用风洞法氨挥发测定系统,研究了不同施肥方式、施肥量和添加剂对鸡粪在农田施用过程中氨挥发的影响。结果表明,施肥方式显著影响鸡粪氨挥发,试验期间在田间裸地24000kg·hm-2施肥量下,表施的累积氨挥发氮损失为19.8%,而表施后立即深翻5～9cm,氨挥发损失为3.3%;不同施肥量下,24000kg·hm-2比12000kg·hm-2和8000kg·hm-2的氨挥发损失分别减少2.1%和4.9%,但统计差异不显著;锯末对鸡粪氨挥发没有起到抑制作用,未添加锯末处理的氨挥发损失为19.5%,而添加锯末处理的氨挥发损失为21.1%;过磷酸钙对鸡粪氨挥发抑制效果显著,未添加过磷酸钙处理的氨挥发损失为31.8%,而添加过磷酸钙处理的氨挥发损失为21.9%,比未添加降低了31.1%。

关键词：氨挥发鸡粪施肥方式施肥量添加剂