土壤重金属污染
以《中国农学通报》《农学学报》刊登研究由于人类活动导致微量金属元素在土壤中含量超过背景值，过量沉积而引起的污染与农业生产相关的文章。包括重金属在土壤中的形态、污染特点、环境化学行为、对农作物的危害以及检测、治理等方面集结成本专题，供读者阅读、下载和订阅（按Email Alert订阅。目前我们已经开通免费Alert服务，用户可按自己的需求免费获取最新目录）。
为探究重金属镍的处理及菌糠资源过度浪费的问题，利用杏鲍菇菌糠、姬平菇菌糠、香菇菌糠为原料制备生物炭（PEBC、PGBC和LEBC），通过扫描电镜(SEM)、X-射线粉末衍射(XRD)和比表面积分析(BET)对其结构进行表征，并采用Zeta电位测定探究其吸附机理，同时通过吸附实验对比3种菌糠生物炭对镍离子的吸附影响。结果表明：3种菌糠生物炭均具有不规则孔隙，且表面附着较多的矿物质晶体。综合而言，PEBC的吸附效果最好，去除率超99%且最大平衡吸附量可达122.89 mg/g。采用废弃菌糠探究重金属镍的处理问题，在实现菌糠资源化利用的基础上，验证了其在重金属镍的水污染处理方面具有较广阔的应用前景。
耕地土壤质量是农产品质量安全的保障，本文以重庆市紫色土为研究对象，通过室内模拟试验，分析探讨石灰和有机物料配施对镉污染土壤的影响及土壤Cd形态转化机制。结果表明：施用修复剂可提升土壤pH、有机质(OM)含量和阳离子交换量(CEC)，试验中OM含量和CEC的提升能显著降低Cd活性，使Cd由酸可提取态向可氧化态、可还原态和残渣态转化。石灰配施有机物料对土壤Cd钝化效果优于石灰单施处理，其中，石灰+油枯处理表现出最佳钝化效果，有效Cd含量降幅最高达52.56%，酸可提取态Cd占比下降至35%。分析表明：细菌群落数量与Cd活性呈极显著正相关，试验所设置的Cd胁迫程度对土壤细菌生长产生刺激效应，修复剂施用后，各处理细菌生长曲线趋于收敛，呈现一致的变化趋势。
研究旨在为植物-微生物联合修复提供优异菌种资源及技术支撑。以筛选的高耐镉菌株WYN5为试材，测定该菌株体外促生长能力，并通过生理生化实验，结合菌株形态及系统发育分析进行菌株鉴定；在水培试验中，当镉胁迫质量浓度为0~10 mg/L时，接种菌株WYN5均能促进黑麦草株高、根长、根部干质量和茎叶部干质量的增长，同质量浓度的镉与对照相比，WYN5处理分别提高了26.2%~28.0%、15.0%~50.7%、12.5%~66.7%和10.5%~20.8%。各处理的根部和茎叶镉含量也均呈增加趋势，同质量浓度的镉与对照相比，WYN5处理的根部镉浓度提高了25.1%~128.7%，且均达到显著水平(P<0.05)；茎叶部镉浓度提高了40.8%~64.9%；接种菌株WYN5能够促使黑麦草富集镉，促进镉从根部向茎叶部的转运，在植物-微生物联合修复镉污染土壤中具有一定的应用潜力。
研究旨在探讨中南地区冶炼厂周边土壤镉铅复合污染问题，降低冶炼厂周边土壤污染风险。通过筛选3种复配钝化材料，进行土培试验模拟，探讨复配材料对株洲冶炼厂周边重金属污染土壤的钝化效果。结果显示：相同试验条件下，通过3种(C1、C2、C3)钝化材料处理后的土壤浸出溶液中镉、铅浓度均未超过《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002) Ⅳ类标准，可溶性土壤重金属含量符合环境质量标准。从3种材料对湖南株洲冶炼厂周边土壤镉和铅第7、15、30天的钝化效果看，添加1.0%的C1（黏土矿物+TMT）材料钝化镉铅效果最好，酸浸态镉含量降低率最高达到了97.02%，酸浸态铅含量降低率最高达到99.37%。C1钝化材料对土壤中镉铅影响随着时间的推移从可交换态、铁锰氧化物结合态慢慢向残渣态转移，大大降低了镉铅向周边环境迁移转化的能力，减少了中南地区冶炼厂周边镉铅环境污染的风险。该试验筛选出了镉铅复合污染土壤钝化材料，为解决中南地区冶炼厂周边污染治理的提供了参考。
杂粮品种多样，营养丰富，具有较好的发展前景。然而，重金属污染影响杂粮的食用安全，进而影响杂粮产业的发展。列举了杂粮中常见的重金属污染问题及危害，梳理了国内外的研究现状，同时总结了重金属污染风险的评估方法，以期为相关科研人员提供更多的研究思路，为杂粮产业的发展提供参考依据。
土壤是植物生长发育的场所，而土壤中重金属通过植物根系被植物吸收富集到体内，影响着植物的生长。为了明确土壤重金属的影响因素以及土壤重金属在植物各部位的传递规律，通过查询大量国内外相关文献，详述了土壤中重金属的来源、作用机理、影响植物吸收重金属的主要因素等方面的研究进展。研究表明：植物对重金属的吸收除了受到土壤酸碱度、有机质等土壤理化环境的影响外，也会因污染程度、污染元素种类、耕作方式、作物基因型的不同而产生差异。此外，土壤中重金属间的加和、协同和拮抗效应也会使植物对重金属的吸收、富集产生一定程度的影响。
社区花园是城市公共空间的重要组成部分，对环境质量、城市斑块的联动以及生态安全格局的维护具有重要意义。受城市化和工业化的影响，国内外城市土壤均面临着不同程度的重金属污染，社区花园以绿地形式存在于城市空间之中，其土壤的污染问题可能会影响社区居民的安全。因此，关注社区花园内出现的重金属问题，保护其土壤环境不被污染或减少其污染程度，在社区花园内展开生态修复研究十分必要。而社区花园土壤污染的研究尚停留在萌芽阶段，缺乏足够的关注度。回顾国内外社区花园相关研究，从社区花园的定义、用地、发展现状及社区花园存在的重金属污染来源和污染情况等方面出发，系统梳理了国内外社区花园土壤重金属污染研究的相关成果，指出未来社区花园建设应融入生态修复技术，运用学科交叉法从多角度多领域出发完善理论研究框架，营造安全健康的社区花园环境。
探讨不同种植模式温室菜地土壤重金属累积特性，以2002年建立的长期定位试验的温室菜地土壤为对象，利用ICP-MS和双道原子荧光光度计测定土壤重金属含量，分析其随种植年限的变化特征，并采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对土壤重金属累积及潜在生态风险进行评价，同时对土壤理化性质与重金属累积量进行了相关性分析。结果表明：（1）3种种植模式土壤重金属Cd、Cu、Zn、Cr、Pb、As和Ni含量有不同程度的累积，均随种植年限的延长而增加，除Cd元素外，其余元素均未超过土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准。（2）从单因子污染指数(Pi)分析，Cd元素在3种种植模式中属轻微污染等级，其他重金属元素属清洁等级；从综合污染指数(P)分析，3种模式中的重金属均为轻污染等级。（3）单项重金属潜在生态风险系数(Ei)从大到小的顺序为Cd>As>Cu>Pb>Ni>Cr>Zn，Cd元素在有机模式中为很强生态危害水平，在无公害及常规模式中为强生态危害水平，其他重金属元素为轻微生态危害水平；3种种植模式潜在生态污染指数(RI)为中等生态危害程度，污染指数从大到小顺序为有机模式>无公害模式>常规模式，可见有机模式重金属污染风险更高；（4）土壤有机质与pH呈极显著负相关(P<0.01)，与Zn、Cu、Cd呈显著正相关(P<0.05)，pH与Zn、Cu、Cd呈现显著负相关(P<0.05)，Zn与Cu，Pb与Ni，Cu与Cd呈显著正相关关系(P<0.05)。施用有机肥可能是导致土壤重金属污染的最主要因素之一，因此建议在有机生产中，不仅要对有机肥原料重金属的含量严格要求，对有机肥的施用量也要适当控制。
通过冶炼厂周边田间试验，探讨了钝化剂2,4,6-三巯基均三嗪三钠(TMT)对冶炼厂周边中碱性农田中小麦生长末期重金属累积的影响。结果显示：在污染土壤中，添加w=0.10%（质量分数）TMT55材料，60~240 d后土壤DTPA有效态镉含量较对照降低效率为18.50%~41.53%；DTPA有效态铅含量较对照降低效率为21.06%~28.43%。在有效态镉含量为0.97 mg/kg的污染土壤中添加w=0.10%（质量分数）TMT55材料，200 d后小麦根、茎、叶镉含量较对照分别降低32.04%、27.38%、35.39%，240 d后小麦根、茎、叶、籽粒镉含量较对照分别降低18.12%、34.86%、12.39%、20.81%。在有效态铅含量为56.72 mg/kg的污染土壤中添加w=0.10%（质量分数）TMT55材料，200 d后小麦根、茎、叶铅含量较对照分别降低26.84%、23.84%、29.32%，240 d后小麦根、茎、叶、籽粒铅含量较对照分别降低14.34%、46.36%、19.29%、42.40%。TMT55材料能抑制小麦在生长末期对重金属镉和铅的累积，是潜在重金属污染的冶炼厂周边中碱性农田土壤修复材料。
采用土壤培养试验的方法，研究了在同等剂量下（6 g/kg土）海泡石(S)、铁锰矿粉(F)和生物炭(B)及其组合对酸性土壤镉(Cd)、铅(Pb)、砷(As)、锌(Zn)、铁(Fe)、锰(Mn)有效性的影响，以期筛选出同步钝化酸性土壤镉铅砷且对中微量元素锌铁锰有效性影响小的钝化材料组合。结果表明：海泡石、铁锰矿粉、生物炭及其组合均在一定程度上提高了土壤pH，降低了土壤中Cd、Pb和As的有效态含量，组合处理降低了土壤Cd、Pb和As有效性的效果均优于单施处理。3种钝化材料及其组合在一定程度上降低了土壤中Zn的有效态性，3种钝化材料及其大多数组合降低了土壤Fe和Mn有效性。S5F1B0组合同步钝化土壤Cd、Pb和As效率均较高，该处理土壤有效态Cd、有效态Pb、有效态As和有效态Zn含量比CK分别降低了30.9%、84.5%、60.2%和32.5%，有效态Mn含量上升了19.9%。土壤中有效态Cd、Pb、Zn和Mn含量与pH均显著负相关。S5F1B0组合同步钝化复合污染土壤Cd、Pb、As的效率均较高，可适当提高土壤Mn的有效性，应用时需适当补充Zn元素。
为明确能源高粱在不同镉(Cd)污染程度稻田中的修复能力，应用5种能源高粱在轻度与中度Cd污染稻田中开展植物修复对比试验，测定了能源高粱各部位Cd的积累量、富集系数、转运系数和土壤Cd变化量，并分析了能源高粱Cd的富集特征与土壤Cd含量间的相关性。结果表明：在轻度污染稻田（全Cd含量为0.59 mg/kg），5种能源高粱地上部Cd积累量为13.62~34.70 g/hm2，富集系数为1.53~3.38，转移系数为0.25~0.68，‘阿尔托2号’(V4)地上部Cd积累量比‘阿尔托601’(V1)、‘阿尔托901’(V2)和‘阿尔托1号’(V3)分别显著高154.71%、64.90%和30.68%，V3和‘N51M4264’(V5)地上部Cd积累量比V1分别显著高94.89%和141.42%；在中度污染稻田（全Cd含量为1.89 mg/kg），5种能源高粱地上部Cd积累量为14.78~53.35 g/hm2，富集系数为0.72~1.65，转移系数为0.24~0.43，V3、V4和V5地上部Cd含量比V1和V2显著高148.26%~260.98%。能源高粱对Cd的富集系数与转移系数呈极显著正相关(P<0.01)，与土壤全Cd含量和有效态Cd含量呈显著负相关(P<0.05)。研究表明：5种能源高粱在轻度和中度Cd污染稻田均可以正常生长，其中生物质高粱‘阿尔托2号’具有较好的生物产量及Cd富集与转移能力，可用于中度Cd污染稻田修复；甜高粱‘阿尔托601’的富集与转移能力相对较低，可用于轻度Cd污染稻田安全生产。
为迅速、有效开展土壤重金属污染评估，服务土壤重金属污染防治与修复，设计开发土壤重金属污染评价系统平台，以实现多源异构数据的统一管理与土壤重金属污染的快速评价。基于Microsoft Visual Studio 2012平台与ArcGIS Engine技术，以C#程序语言进行土壤污染评价系统开发。该系统被应用于攀枝花某芒果种植区As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn共7种重金属元素的数据管理与污染评估。结果表明：（1）该芒果种植区土壤重金属总体处于重度污染水平；（2）Cd污染程度最高，属于中度-重度污染；（3）该区域综合潜在生态风险性处于中等危害程度；（4）相较基于GIS的传统评价方法，使用土壤重金属污染快速评价系统，不同指数评价效率提升了233%~1900%。该系统能够高效评估土壤重金属污染并管理多源异构土壤数据，可为土壤重金属污染的防治提供科学依据。
为深入了解国内土壤磷素有效性研究进展与发展趋势，以Web of Science核心合集数据库中2082篇土壤磷素有效性的文献为数据源，借助R bibilometrix、CiteSpace、VOSviewer和Histcite分别以发文数量、总/平均被引频次、中心性等为指标，对土壤磷有效性领域的发文现状、研究力量、研究热点和主题演变进行了分类与可视化展示。结果表明：土壤磷有效性领域发文数量总体呈上升趋势，主要发文期刊有Plant and Soil、Soil Biology & Biochemistry、Geoderma；从国家研究实力上看，中国、美国及澳大利亚总发文量位居前3位，中国发文量远超其他国家，占比29.97%；目前研究机构以中国科学院发文数量最多，达303篇；从战略坐标图和关键词分析可知有效性为该领域研究的核心主题，“酶活性”、“微生物群落”、“磷限制”“氮沉积”、“可溶性有机碳”等主题词是该领域2018—2022年来研究的热点内容。在环境因子变化背景下，土壤磷有效性与微生物群落、酶活性、碳氮互作研究是当前土壤磷有效性研究的前沿领域，微生物群落、酶及养分间互作与多学科交叉主题将成为未来的研究重点。
土壤是人类赖以生存和社会发展的重要基础资源，是自然生态系统中的重要组成部分。对土壤养分以及土壤生物的相关研究具有重要的理论基础意义，相关研究也越来越多，但缺少系统的文献梳理，对研究领域的发展趋势及热点演变特征认识不足。基于文献计量学软件CiteSpace及CNKI数据库的文献数据，对文献的发文量、作者群、发文机构、关键词及突现等进行聚类可视化分析。结果表明，从2001年开始发表以土壤养分与土壤动物相关关系为研究对象的论文，且发文量随时间推移每年均有所增加，至2016年该研究领域的论文发文量保持相对稳定。研究机构以高校为主，主要包括南京农业大学、中国科学院大学、中国农业大学和中国科学院南京土壤研究所等；近20年的土壤养分-蚯蚓研究中土壤质量和群落结构这2个关键词是2001—2021年最具有突发性的研究热点，从2020年开始对土壤健康的研究是一个新方向。
为了科学指导中国的桃测土施钾，采用“零散实验数据整合法”和“养分平衡—地力差减法”新应用公式，开展了中国桃土壤速效钾丰缺指标与适宜施钾量研究。结果表明：中国桃土壤速效钾第1~5级指标依次为≥312、170~312、92~170、50~92、<50 mg/kg。当桃的目标产量为15~60 t/hm2、钾肥利用率为50%时，桃土壤速效钾第1~5级的适宜施钾量范围依次为0~0、19~76、38~151、57~227、76~302 kg/hm2。本研究初步建立了中国桃土壤速效钾丰缺指标推荐施肥系统，为中国桃测土施钾提供了相应的科学依据。
为了明确不同尿素配施黄腐酸对黑青稞干物质、产量、氮肥利用等方面的影响，以隆子黑青稞为试验材料，通过随机区组试验，比较分析了不同肥料配施方案对黑青稞干物质积累、分配、转运和产量的影响。结果表明：（1）缓释尿素处理较常规尿素处理黑青稞开花期与成熟期叶片、茎鞘、穗干物质积累量平均提升10.5%、9.11%、10.91%，缓释尿素配施黄腐酸可以进一步提高黑青稞各部位干物质积累量。（2）缓释尿素与黄腐酸降低了黑青稞营养器官花前贮藏干物质转运量和转运率，提高了开花期干物质的叶片分配率，进而促使花后黑青稞光合同化物积累量与贡献率的上升。（3）缓释尿素处理较常规尿素处理黑青稞籽粒产量、氮肥农学效率、偏生产力、贡献率分别显著提高13.80%、44.13%、13.80%、26.66%，缓释尿素配施黄腐酸处理较缓释尿素处理籽粒产量、氮肥农学效率、偏生产力、贡献率分别提高21.66%、54.69%、21.64%、27.13%。缓释尿素配施黄腐酸可显著提高黑青稞干物质积累量、产量、氮肥利用率，减氮20%后黑青稞干物质积累量、产量、氮肥利用率呈下降趋势，所以生产上黑青稞施肥方案以135 kg/hm2缓释尿素配施黄腐酸为佳。
受到各种条件的限制，土壤重金属镉污染采用统一净化方案并不能取得最佳治理效果。针对上述问题，提出基于MSC-IDA（磁性固体螯合剂）的土壤重金属镉污染移除净化技术。设计了4种不同的净化方案，设定不同的土壤样本（重金属镉元素含量：0.925、0.642、0.61 mg）、MSC-IDA浓度（0.01、0.05、0.1、0.20 mol/L)、净化时间（时间：0~120 min）、土壤粒径不同（50、100、200目），研究这些方案下的MSC-IDA对土壤重金属镉污染的移除净化效果。结果表明：方案1条件下，在添加MSC-IDA后，3种土壤样本中镉含量均明显减少，其中样本1的去除率最高，为5.22%；方案2发现，在MSC-IDA添加量小于0.1 mol/L时，土壤中镉的去除率随MSC-IDA浓度的增加而增加，但当MSC-IDA含量超过0.1 mol/L之后，上升幅度逐渐趋于平缓，样本1 (Cd: 0.925 mg/kg)去除率>样本2 (Cd: 0.642 mg/kg)>样本3 (Cd: 0.61 mg/kg)。方案3发现，震荡时间与镉的去除率成正比，但是90 min后，镉去除率增长趋于平缓，最后开始下降。方案4发现土壤粒径越大，MSC-IDA的净化效果越好，3种不同样本中，MSC-IDA对样本2(0.642mg/kg)的净化效果最好。
采用Illumina MiSeq6000高通量测序技术，对云南省大理州剑川县六妹羊肚菌栽培土壤细菌进行分子生物信息深度分析，初步明晰羊肚菌栽培前后土壤细菌群落结构动态变化，进而为揭示羊肚菌连作障碍机理提供数据支撑。研究结果显示，栽培前后土壤采样点细菌优势菌门均为Proteobacteria，原壤中优势属为Pseudomonas，优势种为Bradyrhizo biumelkanii；一年壤中优势属为Sphingomonas，新增Candidatus Jettenia属类群，其中Streptomyces puniciscabiei显著减少，新增细菌Ignavibacteriales bacterium和Chlorobi bacterium，且Ignavibacteriales bacterium在一年壤中占主导地位；羊肚菌原壤细菌OTU数量和Alpha多样性分析指数均高于羊肚菌一年壤。研究结果明晰羊肚菌栽培一年后，土壤细菌群落结构在种属水平发生显著变化，群落内物种分布多样性和均匀度减小，进而推测羊肚菌产生连作障碍可能与土壤中Acidobacteriota（门）、Verrucomicrobiota（门）、Pedosphaeraceae（科）、Streptomyces puniciscabiei（种）和Candidatus Koribacter（属）等多种有益细菌菌群相对丰度减少有直接关系。
随着污染耕地重金属钝化技术的推广应用，重金属污染稻田的治理修复效果急需全面的综合评价技术。在浙江省诸暨市(ZJ)和绍兴市越城区(YC)典型污染地块，对比浙江省常用的钝化剂施用模式：石灰4500 kg/hm2 (LM)、海泡石12000 kg/hm2 (SEP)、石灰+生物炭1:1混施9000 kg/hm2 (F1)、石灰+生物炭+钙镁磷肥1:1:0.5混施9000 kg/hm2 (F2)、石灰+生物炭+海泡石1:1:1混施9000 kg/hm2 (F3) 5个处理的实施效果。重点关注钝化剂对污染指标的治理效果及土壤质量两方面的变化。结果表明：以水稻产量、糙米重金属含量、土壤DTPA提取态重金属含量来评价治理效果；以土壤理化指标（土壤有机质、CEC、速效氮和粘粒含量）和生物学指标（微生物量碳、蔗糖酶活性）评价土壤质量，构建综合评价体系。经评价：F1 (YC)和LM (ZJ)土壤DTPA-Cd降低幅度<15%，F1 (ZJ)和LM (ZJ)土壤有机质、速效氮降低幅度>10%，F1 (YC)蔗糖酶降低43.4%，F1和LM综合评价结论为“差”；SEP (ZJ)土壤有机质降低20%，微生物量碳降低25.7%，综合评价结论为“差”；F2和F3产量降低幅度<8%，糙米重金属含量符合GB2762规定，土壤DTPA提取态Cd、Cr和Pb分别降低15%、30%和25%以上，土壤理化和生物学指标降低幅度均<10%，综合评价结论为“优”。利用构建的综合评价体系，F2和F3处理修复重金属污染稻田效果最佳。
为探究添加生物质炭对Cd胁迫下生菜Cd吸收累积的影响，以生菜为试验材料，通过盆栽试验，在添加外源镉含量为3 mg/kg的土壤中分别添加0%、1%、2%、3%的生物质炭，待生菜收获后，测得土壤pH、有机碳、生菜产量、生菜体内Cd富集和转运情况及Cd在土壤中的赋存形态的数据。结果表明：添加生物质炭可以显著提高土壤有机碳含量(P≤0.05)，其中生物质炭添加量为3%，相比CK组土壤有机碳增加了35.14%~40.87%；添加生物质炭可以显著降低生菜Cd含量，尤其是3%量的生物质炭添加后，生菜叶Cd含量由0.79 mg/kg降低至0.44 mg/kg。生物质炭可以显著降低生菜中Cd的富集、转运系数，并使残渣态Cd含量增多，酸可提取态、可还原态、可氧化态Cd含量显著降低。因此，生物质炭的施用对Cd污染土壤和生菜体内Cd的积累有显著的阻控作用，特别是生物质炭添加量为3%时效果最优。
土壤重金属污染
