国家自然科学基金(41301349)
- 作品数：15 被引量：153H指数：8
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- 相关机构：云南农业大学南京农业大学云南省水文水资源局更多>>
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- 相关领域：环境科学与工程农业科学更多>>
- 生物质炭对土壤团聚体微域环境及重金属污染的作用研究被引量：8
- 2015年
- 生物质炭作为一种优质的土壤改良剂,由于其实现了资源的可循环利用且在农业及生态领域中有着巨大的应用价值和现实意义,因而近年来受到国内外学者的普遍关注。笔者综述了生物质炭在土壤重金属污染方面的修复作用,并从生物质炭对土壤团聚体微域环境的阳离子交换量、养分及微生物等方面的改善及影响入手,探索了生物质炭对土壤重金属污染的修复机制,研究结果表明生物质炭对土壤重金属形态及生物有效性有显著的固定及改善作用。旨在为该领域未来的研究提出展望和建议,以期为生物质炭的发展动向提供参考。
- 尚艺婕王海波史静
- 关键词：生物质炭重金属污染土壤酶活性
- 生物质炭对根际土壤中镉形态转化及水稻镉累积的影响被引量：9
- 2016年
- 采用盆栽试验和Tessier连续形态分析方法,研究了不同镉污染水平下(1.0、2.5、5.0 mg·kg-1),施入不同量的生物质炭(0.0、2.5、5.0、10.0 g·kg-1)对根际与非根际土壤中镉形态转化及水稻镉累积的影响。结果表明,(1)施入生物质炭后,根际与非根际土壤中镉的有效性降低。施入生物质炭后,根际与非根际土壤可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态以及有机物结合态镉最大可分别降低34.64%和28.15%、49.27%和63.82%、34.58%和24.59%、60.04%和49.00%,残渣态镉最大可分别增加14.79%和16.57%。10.0 g·kg-1生物质炭处理影响效果最显著。在不同处理下,镉形态变化显著且根际与非根际之间的变化呈显著性差异。中低镉污染水平下,施入生物质炭,根际与非根际土壤中镉形态变化趋于一致但镉形态含量存在差异。高镉污染水平下,生物质炭引起根际与非根际土壤中镉形态变化但不显著。(2)施入生物质炭可显著降低水稻各部分镉含量且水稻根部镉含量大于地上部镉含量。在不同镉污染程度下,不同施入量生物质炭处理与对照相比,地上部、根部镉含量最大可分别降低42.51%、22.86%;根部镉含量最大是地上部的2.63倍。10.0 g·kg-1生物质炭对水稻各部分镉含量降低效果最明显。
- 赵青青王海波夏运生史静
- 关键词：生物质炭镉水稻
- 外加镉处理下秸秆生物质炭对土壤酶活性的影响被引量：5
- 2015年
- 选取秸秆生物质炭为原料，通过模拟实验，探究外加镉处理下生物质炭的输入对不同类别的土壤酶活性的影响。结果表明，外加镉处理为5 mg·kg-1时，土壤碳循环相关的酶在不同生物质炭量的施入时，对Cd污染土壤反应较为敏感的有FDA水解酶及蛋白酶；而土壤氧化还原酶中在土壤受Cd污染的状况下，对不同量的生物质炭的施入具有较强敏感性的酶有脲酶和磷酸酶，其中较为显著者是磷酸酶，其在外加Cd处理下及不加Cd时变化量为79.40%；同时，对土壤中的碳循环酶、氧化还原酶及这2类酶的总体活性各求几何平均数作为衡量其综合活性的指标。其中，土壤碳循环酶酶活综合指数介于0.071~0.235之间，在外加Cd处理的情况下，其值最高为生物质炭用量为2.5%时的0.174，比不加生物质炭及炭用量为5%时分别高出7.4%及19.5%；氧化还原酶综合指数介于0.093~0.202，在外加Cd处理下，其值最高为生物质炭用量2.5%时的0.131，比不加生物质炭及炭用量为5%时分别高出18.50%及28.90%；土壤综合酶指数介于0.077~0.167，在外加Cd处理的情况下，其值最高亦为生物质炭用量2.5%时的0.108，比不加生物质炭及炭用量为5%时分别高出16.26%及28.57%。
- 尚艺婕王海波史静
- 关键词：生物质炭CD污染
- 生物质炭对镉污染土壤微生物多样性的影响被引量：22
- 2017年
- 通过向模拟镉污染土壤中添加生物质炭,研究其对土壤中微生物活性及功能的影响,以期揭示生物质炭钝化镉污染土壤的作用机制.采用Biolog-Eco微平板法,围绕各粒级土壤团聚体中微生物在碳代谢功能方面对不同量生物质炭的响应机制开展室内试验.实验结果表明:Cd污染条件下,生物质炭的施用提高了土壤中微生物群落碳源代谢活性及功能多样性,2.5%生物质炭处理下的提高效果尤为突出;土壤微生物的碳源代谢活性及功能多样性在不同粒级团聚体中呈"V"型分布,5-1mm、<0.25mm团聚体中最高.<0.25mm微团聚体中微生物碳代谢功能多样性重金属Cd胁迫效应与生物质炭保护效应均最显著;土壤微生物McIntosh指数上升了32.68%-135.52%,群落物种均一度发生巨大的变化;Cd污染土壤中微生物对其他类碳源化合物有偏嗜性,进一步分析显示,生物质炭处理组与单施Cd对照组微生物碳源利用上起分异作用的是羧酸类和糖类2类碳源化合物.
- 张秀夏运生尚艺婕赵青青史静
- 关键词：生物质炭重金属CD土壤团聚体BIOLOG
- 生物质炭对重金属土壤环境行为及影响机制研究进展被引量：16
- 2017年
- 综述了生物质炭基本结构特性及其影响因素,阐述了生物质炭对土壤重金属形态转变、迁移性以及生物有效性的影响,并对其作用机制做了探讨。研究发现,生物质炭基本结构特性主要与自身理化性、材料来源和制备条件相关。由此对污染土壤重金属形态转变及其运动变化产生不同影响,主要引起重金属的有效态向残渣态等无效态转变,其迁移和生物有效性降低引起植株累积重金属能力下降。其主要作用机制为吸附和固化作用,通过直接或间接改变土壤pH、有机质含量、CEC、土壤酶活性和团聚体等环境,达到修复目的。因此,在利用生物质炭钝化重金属污染土壤时,应因地制宜,筛选和施用适宜生物质材料。今后应继续探究完善其作用机制,并对修复土壤进行长期监测与防控。
- 赵青青陈蕾伊史静
- 关键词：生物质炭环境行为
- 镉胁迫对不同杂交水稻品种Cd、Zn吸收与积累的影响被引量：29
- 2013年
- 土壤-作物-食品是人类摄取Cd的重要途径.水稻是Cd积累能力最强的粮食作物,且水稻对Cd的吸收常伴随Zn缺乏,这对人类健康具有潜在的暴露风险.因此,本文选择2种杂交水稻（普通杂交稻材料＂J196＂和超级稻品种＂中浙优1号＂）为供试水稻,以红壤性水稻土为供试土壤,采用添加Cd（2.5 mg·kg-1）和不添加Cd（0 mg·kg-1）处理进行盆栽试验,研究了水稻在成熟期对土壤中Cd的吸收分配及籽粒中Cd、Zn的积累特点.结果表明,添加Cd处理的水稻籽粒Cd积累量为未加Cd处理的6~10倍.在供试土壤Cd污染条件下,超级稻表现出对Cd具有较强的吸收能力,其籽粒中的Cd积累量也可高达1.83 mg·kg-1,就地消费人群的籽粒Cd暴露风险水平为人体安全临界摄入剂量水平的数倍,Zn存在相对缺乏的食物安全风险.中浙优1号具有较强的籽粒Cd分配能力和较弱的籽粒Zn转运能力,而加Cd处理下,其对Cd、Zn的根部、茎叶滞留能力更强,这也正是高籽粒含量品种籽粒Cd积累强而Cd/Zn比高的原因.因此,在高产水稻育种中必须考虑水稻对Cd、Zn吸收的品种差异与籽粒Cd暴露、Zn缺乏的风险.为降低镉暴露风险,推广高产杂交水稻时应考虑Cd的吸收特性,同时在土壤-品种间进行合理布局,并进行膳食结构优化以增加人体对Zn的摄入.
- 史静潘根兴张乃明
- 关键词：镉锌籽粒
- 生物质炭对Cd污染土壤根际微团聚体Cd形态转化的影响被引量：9
- 2018年
- 为明确生物质炭对土壤Cd形态分布的团聚体机制,采用盆栽试验,以秸秆生物质炭为试验材料,研究了秸秆生物质炭对Cd在不同粒级微团聚体中的富集以及根际、非根际微团聚体Cd形态转化的影响.结果表明:外源Cd进入土壤后,主要分布于土壤不同粒级微团聚体中且随粒级减小而增加,富集顺序由大到小为<0.01、0.05~0.01、0.25~0.05、>2 mm.添加生物质炭后显著降低了Cd在不同粒级微团聚体中的富集系数(P<0.05).与对照相比,>2、0.25~0.05、0.05~0.01、<0.01 mm粒级微团聚体土壤对Cd的富集系数分别降低了0.04~0.16、0.04~0.15、0.07~0.17、0.06~0.21.不同处理下,根际、非根际土壤不同粒级微团聚体中Cd主要以残渣态为主且向小粒级团聚体(<0.01 mm)富集,其中可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机物结合态Cd的含量(以质量分数计)及占比均有不同程度的下降.对于根际、非根际不同粒级微团聚体各形态中有机结合态Cd,与对照相比,在Cd1B10处理下,分别于<0.01、0.05~0.01 mm微团聚体中的降幅最高,达49.5%、62.3%;对于残渣态Cd,在Cd1B10处理下,分别于0.25~0.05、0.05~0.01 mm微团聚体中的降幅最高,达19.8%、20.5%,但各处理下残渣态Cd占比趋于上升,最高占比分别达74.0%、78.2%.表明Cd进入土壤后主要转化成了残渣态,土壤中Cd的生物有效性降低,其中,当Cd污染程度(1 mg/kg)较低、生物质炭施用量(10 g/kg)最高时,该效果达显著水平.研究显示,施用高量(10 g/kg)生物质炭能够降低土壤不同粒级微团聚体中各形态Cd的含量,并且Cd污染程度越低、粒级越小,降低效果越显著.
- 赵青青王海波史静
- 关键词：生物质炭CD污染土壤CD形态
- 生物质炭对Cd污染土壤团聚体酶活性的影响被引量：2
- 2021年
- 为探究生物质炭对Cd污染土壤团聚体酶活性的影响,采用盆栽试验,向模拟Cd污染土壤中添加生物质炭并测定水稻根际土壤团聚体碳循环酶与氧化还原酶活性.结果表明:Cd污染土壤团聚体酶活性对添加量为2.5%的生物质炭响应明显,氧化还原酶活性指数值介于0.522~0.792之间.在2.5mg/kg的外源Cd条件下,2.5%的生物质炭比未添加生物质炭处理显著提高蛋白酶与过氧化氢酶活性至121%与653%.在Cd污染土壤中添加生物质炭,碳循环酶与氧化还原酶及综合酶活性均在0.5~1mm中等粒径土壤团聚体中产生富集效应,其酶活性随土壤团聚体粒径的增大呈先升后降最终趋于稳定的趋势.研究显示,在2.5mg/kg的外源Cd条件下,添加2.5%的生物质炭对水稻根际土壤团聚体酶活性影响显著,土壤酶活性受酶种类、生物质炭量与团聚体粒径的综合影响;在Cd污染土壤中添加生物质炭后,土壤酶活性随团聚体粒径的增大呈“∧”形变动规律.
- 张秋尚艺婕史静
- 关键词：生物质炭CD污染土壤团聚体酶活性氧化还原酶
- 主成分分析在大棚土壤重金属元素区域分异特征的应用被引量：4
- 2016年
- 以云南省设施栽培面积最大的6个片区的设施土壤为研究对象,运用主成分分析方法对大棚土壤重金属元素进行区域分异特征的研究。结果表明:按照主成分分析方法,云南设施土壤将被划为两大片区高亲硫元素区和高铁族元素区。按照地域区划,昆明地区的官渡、呈贡、红河属于高铁族元素区;保山、曲靖、玉溪属于高亲硫元素区。相关分析表明:1)铁族元素间的相关关系达到极显著水平;2)亲硫元素的相关关系不如铁族元素,各种元素间的相关关系只达到显著水平;3)亲硫元素与铁族元素之间呈正相关,但未达到显著水平;4)Cd与亲硫元素、铁族元素均达到显著相关水平,但与亲硫元素中达到极显著水平的占总量的33%,而与铁族元素均达到极显著相关;5)Hg与大多数元素之间一般为负相关关系。
- 史静夏运生张乃明
- 关键词：大棚土壤主成分分析重金属区域分异
- 重金属污染条件下生物质炭对土壤微生物群落结构及多样性影响的研究进展被引量：8
- 2016年
- 为了探究生物质炭在重金属污染土壤中的影响及作用机制。概述了生物质炭的特性以及它与重金属、土壤微生物三者之间相互作用的关系。从土壤微生物生物量、活性、群落结构及多样性三个角度入手介绍土壤微生物的重金属胁迫效应及生物质炭相应的有益保护效应,着重分析了生物质炭对土壤微生物群落结构及多样性的影响。最后对该领域未来的研究进行展望,以期为日后生物质炭在重金属污染土壤中的科学应用提供一个微生态的新思路。
- 张秀尚艺婕王海波史静
- 关键词：生物质炭土壤重金属污染土壤微生物
