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硫肥对水稻幼苗生长及砷、镉和铬累积的影响

农业环境科学学报 2024年第7期43卷 1458-1467页

作者：周彩玉林隽唐钰焱刘必成曹梦华涂书新熊双莲华中农业大学资源与环境学院武汉430070 华中农业大学微量元素中心武汉430070 土壤环境与污染修复湖北省重点实验室武汉430070

为探究江汉平原不缺硫的重金属污染土壤上施用硫肥对水稻生长是否有促进作用以及硫肥对植株重金属吸收累积的影响,以湖北省洪湖市砷轻度污染的稻田土作为研究对象,采用盆栽的方法,研究了硫酸钾肥(施硫处理)替代氯化钾肥(CK处理)对水稻... 详细信息

为探究江汉平原不缺硫的重金属污染土壤上施用硫肥对水稻生长是否有促进作用以及硫肥对植株重金属吸收累积的影响,以湖北省洪湖市砷轻度污染的稻田土作为研究对象,采用盆栽的方法,研究了硫酸钾肥(施硫处理)替代氯化钾肥(CK处理)对水稻幼苗生长、抗氧化系统及不同部位砷、镉和铬吸收累积的影响。结果表明:施硫处理提高了水稻幼苗光合作用,促进了水稻幼苗生长,其净光合速率和地上部鲜质量较CK分别提高了67.8%(P及丙二醛(MDA)含量较CK处理分别降低了54.8%(P土壤有效态砷和有效态镉的含量分别降低了71.4%和46.0%。硫肥促进了水稻根表铁膜的形成,提高了水稻各部位S含量,并且使地上部砷、镉和铬的含量较CK分别降低13.5%(P土壤上施用硫肥对水稻生长有促进作用,并且可以降低土壤砷和镉的有效性,抑制水稻对砷、镉和铬的吸收累积。

关键词：砷镉铬水稻硫肥

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土著反硝化菌对巢湖流域稻田泥土脱氮效果的影响

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环境工程学报 2024年第2期18卷 317-334页

作者：蒋双阳万小琼赵建伟华玉妹胡金龙刘广龙华中农业大学资源与环境学院武汉430070 华中农业大学国家环境保护土壤健康诊断与绿色修复重点实验室武汉430070

生物修复技术削减途经土壤中的硝态氮是一种环境友好且生态效益高的方法。构建了含不同填料的A(土壤)、B(土壤+木屑)、C(土壤+木屑+蜡样芽孢杆菌)、D(土壤+木屑+土著反硝化菌)4种渗透反应柱,将从土壤填料中筛选出单株具有良好反硝化性... 详细信息

生物修复技术削减途经土壤中的硝态氮是一种环境友好且生态效益高的方法。构建了含不同填料的A(土壤)、B(土壤+木屑)、C(土壤+木屑+蜡样芽孢杆菌)、D(土壤+木屑+土著反硝化菌)4种渗透反应柱,将从土壤填料中筛选出单株具有良好反硝化性能的土著反硝化菌(Pseudomonas sp.P10)和来源于湖泊底泥的反硝化菌蜡样芽孢杆菌分别接种至渗透反应柱,探究土著反硝化菌对巢湖流域同源水稻田土壤填充渗透反应柱脱氮效果的影响。结果表明,向反应柱中接种土著反硝化菌Pseudomonas sp.P10可缩短反应柱去除NO_(3)^(-)-N的启动时间,填料为土壤与木屑的B柱对NO_(3)^(-)-N去除率可达96.05%。接种土著反硝化菌的D柱出现了NH_(4)^(+)-N积累现象,B、C、D柱中积累的[NO_(2)^(-)-N]均低于2.4 mg·L^(-1)。在30 mg·L^(-1)和50 mg·L^(-1)的NO_(3)^(-)-N进水条件下,各反应柱对TN去除率为50%~70%。各反应柱出水TOC符合水质标准。接种土著反硝化菌的D柱中优势菌种为Pseudomonas属细菌,C柱中接种的蜡样芽孢杆菌并没能成功地与原有微生物群落竞争。接种土著反硝化菌对土壤反硝化能力有一定强化作用,但随着时间的延长,在充足可利用碳源条件下,没有接种微生物的反应柱更具有反硝化脱氮优势。该研究结果可为提升土壤对外源氮素的削减和湖泊氮素污染的控制提供参考,也为湖库淤积物的资源化利用及治污情况下生态系统的稳态维持和可持续的系统动力学提供依据。

关键词：硝酸盐反硝化菌稻田泥土生物强化脱氮

亚稳态赤铁矿结构特征及其对Pb(Ⅱ)固持的影响

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环境科学学报 2024年第1期44卷 389-399页

作者：刘娟柳依依熊娟汪明霞谭文峰侯静涛华中农业大学资源与环境学院国家环境保护土壤健康诊断与绿色修复重点实验室武汉430070

亚稳态铁氧化物是土壤环境中常见的活性组分,其对铅的迁移转化行为与归趋具有重要影响.本研究以自然界常见的赤铁矿为例,通过NaBH_(4)还原处理模拟自然环境赤铁矿表面的还原溶解过程,用XRD、SEM、EPR、PAL及NH3-DRIFT等表征技术和批量... 详细信息

亚稳态铁氧化物是土壤环境中常见的活性组分,其对铅的迁移转化行为与归趋具有重要影响.本研究以自然界常见的赤铁矿为例,通过NaBH_(4)还原处理模拟自然环境赤铁矿表面的还原溶解过程,用XRD、SEM、EPR、PAL及NH3-DRIFT等表征技术和批量吸附实验考察了亚稳态赤铁矿结构特征及其对Pb(Ⅱ)固持的影响.结果发现当赤铁矿颗粒出现亚稳态结构时,其表面会变粗糙,颗粒结晶度变弱.经NaBH_(4)处理获得赤铁矿的亚稳态结构以氧空位为主.批次吸附实验表明亚稳态结构的赤铁矿会抑制Pb(Ⅱ)吸附,是由于亚稳态结构的赤铁矿Lewis酸位点更多,会与带正电的铅离子产生排斥,从而抑制了Pb(Ⅱ)的吸附.本研究为进一步理解环境中铁氧化物的亚稳态结构而引起的表面化学性质差异以及对污染物的迁移行为的影响提供了新的见解.

关键词：亚稳态赤铁矿 Pb(Ⅱ) 固持性能

硅肥和磷矿粉复配对垃圾填埋场重金属污染土壤的修复

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华中农业大学学报 2024年第3期43卷 185-193页

作者：杨媛媛马海关彭岗黄国棣黄丽华中农业大学国家环境保护土壤健康诊断与绿色修复重点实验室武汉430070

以四川省盐亭县云溪镇垃圾填埋场的紫色土为研究对象,将不同质量分数的硅肥(Si1:0.5%,Si2:1.0%)和磷矿粉(P1:0.2%,P2:0.4%,P3:1.0%)复配添加到土壤中培养90 d,研究钝化培养前后重金属Cd、Cu、Pb、Zn有效态含量的变化,并利用风险评价系数... 详细信息

以四川省盐亭县云溪镇垃圾填埋场的紫色土为研究对象,将不同质量分数的硅肥(Si1:0.5%,Si2:1.0%)和磷矿粉(P1:0.2%,P2:0.4%,P3:1.0%)复配添加到土壤中培养90 d,研究钝化培养前后重金属Cd、Cu、Pb、Zn有效态含量的变化,并利用风险评价系数(risk assessment code,RAC)评价土壤修复效果。结果显示,高硅处理(Si2:1.0%)相比于低硅处理(Si1:0.5%)能显著降低重金属有效性,其中,Si2P3处理对Cd、Cu、Pb、Zn的钝化率最高,分别为30.79%、27.27%、27.13%、36.88%;Si2P1和Si2P2处理之间没有显著差异,而Si2P1处理可以显著降低重金属浸出毒性量和RAC。研究表明,复配钝化剂主要通过提高土壤pH和EC值,增强O-Si-O、Si-O-Si、H_(2)PO_(4)^(-)、PO4^(3-)等官能团的络合沉淀作用促使重金属由高活性的弱酸提取态、可还原态向低活性的可氧化态、残渣态转化。综合来看,Si2P1处理钝化剂施用量更低,更适合用于垃圾填埋场重金属污染土壤的修复。

关键词：硅肥磷矿粉复配钝化剂重金属污染污染土壤土壤修复

生物炭-硅酸钙联合修复铅镉污染土壤的持续性效应

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农业资源与环境学报 2024年第2期41卷 473-481页

作者：苏梦贤张磊周小平寇萌熊娟汪明霞谭文峰华中农业大学资源与环境学院武汉430070

为探究棕榈生物炭与硅酸钙联合施用对Pb-Cd复合重金属污染土壤的钝化效果及其稳定性,本研究采用蔬菜种植盆栽实验,测定土壤溶液pH和Pb、Cd浓度以及蔬菜可食部分Pb、Cd含量。结果表明:与不添加钝化剂的对照组相比,添加钝化剂能够有效提... 详细信息

为探究棕榈生物炭与硅酸钙联合施用对Pb-Cd复合重金属污染土壤的钝化效果及其稳定性,本研究采用蔬菜种植盆栽实验,测定土壤溶液pH和Pb、Cd浓度以及蔬菜可食部分Pb、Cd含量。结果表明:与不添加钝化剂的对照组相比,添加钝化剂能够有效提高土壤溶液pH,使土壤溶液中Pb、Cd浓度显著降低,种植小白菜可食部分Pb含量下降62.20%~96.77%、Cd含量下降92.76%以上,多数处理符合国家食品安全标准。土壤种植适宜性研究结果表明,五种供试蔬菜可食部分重金属含量与富集系数规律一致,小白菜对Pb的富集能力最强,苋菜对Cd的富集能力最强。当土壤Pb土壤Cd>0.6 mg·kg^(-1)、Pb>500 mg·kg^(-1)时,不适宜种植上述五种蔬菜。本研究探明了钝化剂的持续修复效果,研究结果可为土壤修复提及中低污染风险地区的适宜蔬菜种植提供技术和数据支撑。

关键词：土壤复合污染铅镉棕榈生物炭硅酸钙

专性捕食细菌——蛭弧菌及其类似细菌的捕食机制及其应用前景

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华中农业大学学报 2024年第4期43卷 60-69页

作者：谭述新黄巧云陈雯莉农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室武汉430070 华中农业大学生命科学技术学院武汉430070 土壤环境与污染修复湖北省重点实验室/华中农业大学资源与环境学院/国家环境保护土壤健康诊断与绿色修复重点实验室武汉430070

专性捕食细菌蛭弧菌及其类似细菌(Bdellovibrio and like organisms,BALOs)因在农业、工业和医学,尤其是在治疗抗生素耐药病原细菌感染中的潜在应用前景而倍受重视。但关于BALOs的诸多基础科学问题在过去几十年里一直不清楚,这也是这类... 详细信息

专性捕食细菌蛭弧菌及其类似细菌(Bdellovibrio and like organisms,BALOs)因在农业、工业和医学,尤其是在治疗抗生素耐药病原细菌感染中的潜在应用前景而倍受重视。但关于BALOs的诸多基础科学问题在过去几十年里一直不清楚,这也是这类细菌暂未被有效开发和利用的根本原因。近年来,关于BALOs生命周期、捕食机制、资源分布与多样性以及它们在医学、农业和工业中的应用等方面取得了较多进展,特别是2021年蛭弧菌门正式确立以来,相关研究暴发式增长。本文系统回顾BALOs的研究进展,并着重介绍最新报道的捕食机制研究等突出成就,以促进我们对BALOs资源的认识与进一步应用,并指导未来的BALOs研究。

关键词：捕食者噬菌蛭弧菌蛭弧菌及其类似细菌微生物资源抗生素耐药

改良剂施用下的土壤降酸培肥效果——基于中国酸性土壤改良研究的Meta分析

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土壤学报 2024年

作者：明润廷万方那立苹吴海程王薇谭文峰伍玉鹏华中农业大学资源与环境学院

为了准确评估土壤改良剂施用对中国酸性土壤的降酸培肥效果，对127篇已发表的相关文献进行了Meta分析，明确了酸性土壤改良剂施用对土壤酸度、土壤肥力和作物产量的影响。结果显示：改良剂在极强酸性土壤（pH≤4.5）中的降酸效果最好，... 详细信息

为了准确评估土壤改良剂施用对中国酸性土壤的降酸培肥效果，对127篇已发表的相关文献进行了Meta分析，明确了酸性土壤改良剂施用对土壤酸度、土壤肥力和作物产量的影响。结果显示：改良剂在极强酸性土壤（pH≤4.5）中的降酸效果最好，施用后土壤pH增幅达14.39%，土壤交换性铝和交换性酸的削减率分别为68.61%和69.90%。改良剂本身的pH和碱度是影响改良剂降酸效果的主要因素，其中以石灰类改良剂降酸效果最好，施用后土壤pH增加18%，交换性酸减少75.81%。改良剂本身的养分含量和施用量是影响改良剂培肥土壤的主要因素，其中有机肥类改良剂施用对土壤速效氮、有效磷的提升效果最好（分别为60.16%和135.30%），生物质炭类改良剂对土壤速效钾和有机质的提升效果最好（达75.52%和76.02%）。施用改良剂通过降低土壤酸度、增加土壤肥力达到增产的效果，其中以生物质炭类改良剂的增产效果最好（达78.23%）。综上，对于强酸性土壤建议施用石灰、高碱度生物质炭等高pH、高碱度改良剂；对于酸性且有机质含量较低的土壤建议施用高碱度有机肥、生物质炭等改良剂；对于酸性且有机质含量较高的土壤建议施用生物质炭、矿物类改良剂；而对于弱酸性土壤，建议施用普通有机肥。未来有必要进一步加强无机类和有机类改良剂的配合施用研究，以此获得较好的酸性土壤改良效果。

关键词：酸性土壤土壤改良改良剂土壤肥力 Meta分析

氮肥用量对玉米-油菜和水稻-油菜轮作模式下油菜产量及氮素吸收利用的影响

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作物学报 2024年第8期50卷 2067-2077页

作者：刘陈王昆昆廖世鹏杨佳群丛日环任涛李小坤鲁剑巍华中农业大学资源与环境学院/农业农村部长江中下游耕地保育重点实验室/华中农业大学微量元素研究中心湖北武汉430070

旱-旱和水-旱轮作是我国长江流域冬油菜的典型种植模式,氮养分缺乏是油菜产量主要限制因子。利用2016—2023年在湖北省武汉市布置的裂区同田对比定位试验,探究氮肥用量对不同轮作模式下油菜产量和氮素吸收利用的影响差异,为科学施氮提... 详细信息

旱-旱和水-旱轮作是我国长江流域冬油菜的典型种植模式,氮养分缺乏是油菜产量主要限制因子。利用2016—2023年在湖北省武汉市布置的裂区同田对比定位试验,探究氮肥用量对不同轮作模式下油菜产量和氮素吸收利用的影响差异,为科学施氮提供依据。试验设计的主处理为旱地油菜(玉米-油菜)和水田油菜(水稻-油菜)2种轮作模式,副处理为4个氮肥用量(0 kg N hm^(-2)、75 kg N hm^(-2)、150 kg N hm^(-2)、225 kg N hm^(-2)),分析了油菜产量、产量构成因子和氮素积累量等相关指标。7年试验结果表明,旱地和水田油菜的产量和氮素吸收在不同氮肥投入下的响应存在差异。当不施氮或低施氮(75 kg N hm^(-2))时,水田油菜产量显著高于旱地油菜,分别高出53.9%和20.8%,地上部氮素积累量分别高出57.8%和18.3%;当施氮量为150 kg N hm^(-2)时,2种轮作无显著差异;在高施氮(225 kg N hm^(-2))时,旱地油菜产量和氮素积累量较水田分别增加11.2%和16.0%。旱地油菜的氮肥农学利用效率、贡献率和表观利用率较水田油菜分别平均增加16.5%、20.5%和22.0%,氮肥对旱地油菜的增产潜力更大,但水田油菜季土壤基础氮素供应量较旱地高61.5%,对氮肥的依赖性更小。综上,增加氮肥用量显著提高了油菜产量和氮素积累,水田油菜在低氮投入下表现出较高的稳产性,而旱地油菜在较高氮投入下丰产潜力更高。因此,在实际生产中应根据不同轮作模式调整油菜施氮量,旱地油菜可以适当增加氮肥用量以获得高产,水田油菜要充分利用土壤供氮能力适当控制氮肥用量,以达到油菜高产高效生产和氮肥高效利用的目的。

关键词：玉米-油菜轮作水稻-油菜轮作氮肥用量油菜产量氮素积累量

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污染水稻土淹水-落干过程土壤铁形态转化及元素生物有效性的原位监测

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土壤学报 2024年

作者：赵万通王雨枫刘哲黄巧云易层冯雄汉王小明华中农业大学资源与环境学院农业农村部长江中下游耕地保育重点实验室土壤环境与污染修复湖北省重点实验室国家环境保护部土壤健康诊断与绿色修复重点实验室

针对我国水稻土重金属污染问题，以广东韶关大宝山矿区污染水稻土为研究对象，通过淹水-落干培养实验，结合化学提取、薄膜扩散梯度技术（DGT）和相关分析，探究了磷酸盐（P）或腐殖酸（HA）添加对土壤铁（Fe）形态及相关元素生物有效... 详细信息

针对我国水稻土重金属污染问题，以广东韶关大宝山矿区污染水稻土为研究对象，通过淹水-落干培养实验，结合化学提取、薄膜扩散梯度技术（DGT）和相关分析，探究了磷酸盐（P）或腐殖酸（HA）添加对土壤铁（Fe）形态及相关元素生物有效性的影响。结果表明：淹水2d至42 d，酸溶性Fe2+、无定形Fe（Feox）和Fe活化度分别由1.5 g·kg-1升至4.8g·kg-1、6.6g·kg-1升至10.1 g·kg-1、21%升至29%，添加P或HA处理中无定形Fe含量均降低。土壤落干后，Feox和Fe活化度分别快速下降至7.4 g·kg-1和21.6%。对于CaCl2提取态重金属，土壤淹水14 d后降至最低，而落干后砷（As）、镉（Cd）、铜（Cu）和锌（Zn）分别快速增至0.1、0.4、0.3和7.0 mg·kg-1；在淹水初期P处理和HA处理的As含量较对照分别提升了80%和35%，但降低了Cu、Zn和Cd含量，添加HA造成CaCl2提取态Cu、Zn、Cd减少率均大于67%。淹水过程中，DGT提取态P、Fe含量先增加后减小，Zn含量逐渐降低；土壤有效态P、As含量主要受有效态Fe控制；添加P或HA处理均降低了淹水前期有效Zn含量。上述结果为重金属污染土壤修复和农业安全利用提供了重要的科学依据。

关键词：水稻土铁氧化物重金属磷薄膜扩散梯度技术生物有效性