土壤和产地污染管控与修复岗位

 

  土壤调理剂可以改善土壤结构，增加土壤微生物活性，提高酶活性，促进土壤形成团粒结构，调节土壤pH值，促进作物的生长发育，提高产量效益。土壤重金属原位钝化修复可以通过向土壤中施加一些活性钝化修复材料作为土壤调理剂，通过调节土壤理化性质以及吸附、溶解沉淀、离子交换、腐殖化、氧化还原和有机络合等反应将土壤中的有毒重金属固定起来或者将重金属转化成化学性质不活泼的形态物质（例如形成某些活性比较稳定螯合物或者土壤团聚体等），降低土壤中重金属的有效浓度、迁移性和生物有效性, 从而降低其对生物侵害的有效性，阻止重金属从土壤通过植物根部向土壤上部的迁移变化。由于这种方法成本较低 操作简单，修复见效快，同时可以实现边修复边生产，因此在重金属污染土壤修复中有着不可替代的作用。

 

  目前在实地的钝化修复中，一般应用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，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。有试验结果表明，土壤经钝化修复后,重金属铬、铅等有效态一般可降低30%~60%；田间试验表明，污染土壤中施用石灰750 kg/hm2 时, 土壤中有效态镉（Cd）降低了15%。生物炭不仅比表面积大、表面官能团丰富，还具有环境友好发展前景广阔等优势，备受国内外学者与研究人员的关注。生物炭施入矿区周边土壤中可以促进土壤中酸溶组分、可还原组分重金属的转化，从而降低重金属的迁移性与生物有效性，能够较好的固定矿区土壤中的Mn、Pb、Cr。较高的生物炭施用率( >10% )能显著减少土壤浸提液中有效态重金属的含量。生物炭不仅可以钝化重金属降低其毒性和迁移能力，还可以提高土壤肥力，被广泛用于污染土壤重金属的钝化并取得一定的积极效果。因此，为探索不同土壤调理剂产品的改良效果，我们在宁波葡萄园进行了田间试验，以期为葡萄种植推广应用土壤改良产品提供科学依据。

 

  1 调理剂及施用方式

 

  试验用调理剂如下：（1）生物炭型调理剂(BC）；（2）生物炭+钙型调理剂(CC）；（3）钙型调理剂（NR）；（4）壳聚糖+钙型调理剂（OT）；（5）对照（CK）。

 

  调理剂施用方式如下：生物炭型（1000 g/株）、生物炭+钙型（500 g/株）、钙型（500 g/株）和壳聚糖+钙型（500 g/株），混匀后分别施用到宁波两个农场葡萄园（如表1所示），每个处理重复3次，每个重复3株葡萄。随机区组设计。每个果园需要4*3*3=36株葡萄。条施，深度20 cm。调理剂的施入和取样，参见2021年第三、四季度技术通讯。

 

 

  2 样品采集

 

  土壤样品、葡萄枝叶和葡萄果实样品采集参见2021年第三、四季度技术通讯。

 

  3 测定项目及测定方法

 

  土壤及葡萄组织中重金属Zn、Cu、Pb和Cr有效态和总含量测定按照常规方法测定。

 

  4 结果分析

 

  （1）阿东农场

 

  图1显示了阿东农场葡萄各组织Zn含量水平，叶片中Zn含量范围是48.94-129.91 mg/kg。与对照组相比，施用壳聚糖+钙型调理剂均降低了营养叶和结果叶片中的Zn含量，降低率分别为8.69%和13.22%，降低不显著；施用钙型调理剂也降低了营养叶中的Zn含量，降低率为9.10%。其他两个处理的结果叶和营养叶中Zn含量均增加，但是增加不显著。

 

  葡萄枝条中Zn含量范围是39.71-185.47 mg/kg。相比对照处理，施用生物炭型，生物炭+钙型和壳聚糖+钙型调理剂降低了葡萄营养枝中的Zn含量，降低率分别为2.49%、37.01%和24.49%；然而施用生物炭型调理剂、生物炭型+钙型调理剂、钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂反而提高了结果枝中的Zn含量，提高率分别为32.80%、59.05%、66.52%和104.58%，特别的，施用壳聚糖+钙型调理剂显著提高了葡萄结果枝中的Zn含量。

 

  葡萄果实中Zn含量范围是0.04-0.12 mg/kg。与对照处理相比，生物炭型调理剂、生物炭+钙型调理剂、钙型调理剂明显降低了葡萄果实中的Zn含量，分别降低1.71%、9.50%和15.53%，而壳聚糖+钙型调理剂明显提高了葡萄果实中的Zn含量，提高率为27.57%。

 

 

  图2显示了阿东农场葡萄各组织Cu含量水平，叶片中Cu含量范围是10.74-61.29 mg/kg。与对照组相比，施用生物炭型调理剂、生物炭+钙型调理剂、钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂均明显提高了营养叶中的Cu含量，提高率分别为71.03%、52.86%、68.30%和19.61%，提高不显著；施用生物炭型调理剂、生物炭+钙型调理剂、钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂均明显降低了结果叶中的Cu含量，降低率分别为20.41%、29.12%、29.03%和58.33%，降低不显著。

 

  葡萄枝条中Cu含量范围是6.65-14.8 mg/kg。相比对照处理，施用生物炭型+钙型调理剂显著提高了葡萄营养枝中的Cu含量，提高率为41.70%；施用生物炭型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂也提高了营养枝中的Cu含量，提高率均为2.99%；施用钙型调理剂降低了葡萄营养枝中的Cu含量，降低率为9.99%。施用生物炭+钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂均降低了葡萄结果枝中的Cu含量，降低率分别为4.51%和14.57%，施用生物炭型调理剂和钙型调理剂均提高了葡萄结果枝中的Cu含量，提高率分别为6.91%和7.76%。

 

  葡萄果实中Cu含量范围是0.03-0.13 mg/kg。与对照处理相比，施用生物炭型调理剂、生物炭+钙型调理剂、钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂明显降低了葡萄果实中的Cu含量，分别降低33.72%、35.55%、44.09%和41.88%。

 

 

  图3显示了阿东农场葡萄各组织Pb含量水平，叶片中Pb含量范围是0.83-2.32 mg/kg。与对照组相比，施用壳聚糖+钙型调理剂显著降低了葡萄营养叶中的Pb含量，降低率为35.47%；施用生物炭型调理剂也明显降低了营养叶中的Pb含量，降低率为19.21%，降低不显著；而施用钙型调理剂显著提高了葡萄营养叶中的Pb含量，提高率为32.24%；施用生物炭+钙型调理剂也提高了葡萄营养叶中的Pb含量，提高率为23.13%，提高不显著。施用生物炭型调理剂、生物炭+钙型调理剂、钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂明显降低了葡萄结果叶中的Pb含量，分别降低5.64%、25.71%、3.46%和15.02%，降低均不显著。

 

  葡萄枝条中Pb含量范围是0.45-1.89 mg/kg。相比对照处理，施用生物炭型调理剂、生物炭+钙型调理剂、钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂均提高了葡萄营养枝中的Pb含量，提高率分别为40.82%、92.84%、56.73%和19.30%，提高不显著。施用生物炭型调理剂和生物炭+钙型调理剂也提高了葡萄结果枝中的Pb含量，提高率分别为10.43%和12.17%；而施用钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂降低了葡萄结果枝中的Pb含量，降低率分别为25.14%和9.56%，调理剂对葡萄结果枝中Pb含量的影响均不显著。

 

  葡萄果实中Pb含量范围是未检出-0.04 mg/kg，均未超过葡萄铅限值规定的0.2 mg/kg（鲜样）。与对照处理相比，生物炭型调理剂和钙型调理剂均明显提高了葡萄果实中Pb含量，分别提高了87.15%和75.21；而生物炭+钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂明显降低了葡萄果实中的Pb含量，分别降低69.06%和17.13%，调理剂对果实中Pb含量的影响均不显著。

 

 

  图4显示了阿东农场葡萄各组织Cr含量水平，叶片中Cr含量范围是7.13-15.84 mg/kg。与对照组相比，施用生物炭型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂明显降低了葡萄营养叶中的Cr含量，降低率分别为4.97%和18.51%；施用生物炭+钙型调理剂和钙型调理剂均显著提高了营养叶中的Cr含量，提高率分别为26.07%和47.85%。施用生物炭型调理剂、生物炭+钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂均降低了葡萄结果叶中的Cr含量，分别降低14.37%、35.77%和12.77%，其中生物炭+钙型调理剂降低显著；而单独施用钙型调理剂提高了葡萄结果叶中的Cr含量，提高率为3.39%。

葡

  萄枝条中Cr含量范围是6.46-15.60 mg/kg。相比对照处理，施用生物炭型调理剂、生物炭+钙型调理剂、钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂均提高了葡萄营养枝中的Cr含量，提高率分别为28.53%、50.72%、7.06%和9.89%，提高均不显著。施用生物炭型调理剂、钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂降低了葡萄结果枝中的Cr含量，降低率分别为3.50%、29.31%和12.70%；而施用生物炭+钙型调理剂显著提高了葡萄结果枝中的Cr含量，提高率为10.01%。

 

  葡萄果实中Cr含量范围是0.39-1.67 mg/kg。与对照处理相比，生物炭型调理剂、生物炭+钙型调理剂、钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂均明显降低了葡萄果实中的Cr含量，分别降低28.22%、37.88%、34.40%和28.81%，调理剂对葡萄果实中Cr含量的影响均不显著。

 

 

  （2）绿艳农场

 

  图5显示了绿艳农场葡萄各组织中Zn含量水平，叶片中Zn含量范围是48.89-159.32 mg/kg。与对照组相比，施用生物炭型调理剂、生物炭+钙型调理剂、钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂均明显降低了营养叶片的Zn含量，降低率分别为9.68%、11.82%、12.40%和16.33%；对于结果叶片，施用生物炭型调理剂、钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂均明显降低了结果叶片的Zn含量，降低率分别为6.45%、2.72%和10.88%，而施用生物炭+钙型调理剂明显升高了结果叶片的Zn含量，提高率为22.97%。

 

  葡萄枝条中Zn含量范围是68.64-222.66 mg/kg。分析发现相比对照组，生物炭调理剂、钙型调理剂、壳聚糖+钙型调理剂处理均提高了结果枝和营养枝中Zn含量，其中营养枝中Zn提高率高于结果枝；而生物炭+钙型调理剂处理降低了营养枝中Zn含量，降低率为14.75%。

 

  葡萄果实中Zn含量范围是0.53-1.18 mg/kg。相比对照，生物炭型调理剂、生物炭+钙型调理剂、钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂明显降低了葡萄果实中的Zn含量，降低率分别为26.55%、31.00%、28.95%和17.94%。

 

 

  图6显示了绿艳农场葡萄各组织中Cu含量水平，叶片中Cu含量范围是12.97-52.41 mg/kg。与对照组相比，施用生物炭型调理剂、生物炭+钙型调理剂、钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂均明显提高了营养叶片的Cu含量，提高率分别为24.98%、24.80%、28.89%和33.70%；对于结果叶片，施用生物炭型调理剂、生物炭+钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂也明显提高了结果叶片的Cu含量，提高率分别为13.66%、4.22%和26.86%，而施用钙型调理剂降低了结果叶片的Cu含量，降低率为3.62%。

 

  葡萄枝条中Cu含量范围是6.41-23.18 mg/kg。分析发现相比对照组，生物炭型调理剂、生物炭+钙型调理剂、钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂处理均明显降低了营养枝中Cu含量，降低率分别为38.00%、44.94%、36.50%和26.36%；生物炭型调理剂、生物炭+钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂处理均也明显降低了结果枝中Cu含量，降低率分别为14.25%、16.05%和18.73%，但是单独施用钙型调理剂反而使结果枝中Cu含量提高了19.84%。

 

  葡萄果实中Cu含量范围是0.34-0.66 mg/kg。相比对照，仅钙型调理剂处理组明显降低了葡萄果实中Cu含量，降低率达13.98%；其他调理剂中，生物炭型调理剂、生物炭+钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂均提高了葡萄果实中的Cu含量，提高率分别为1.66%、6.57%和11.40%。

 

 

  图7显示了绿艳农场葡萄各组织中Pb含量水平，叶片中Pb含量范围是1.07-2.51 mg/kg。与对照组相比，施用生物炭型调理剂、生物炭+钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂均降低了营养叶片的Pb含量，降低率分别为6.12%、6.03%和8.36%；对于结果叶片，施用生物炭型调理剂、生物炭+钙型调理剂、钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂均明显降低了结果叶片的Pb含量，降低率分别为27.38%、12.59%、21.87%和18.32%。

 

  葡萄枝条中Pb含量范围是0.37-1.43 mg/kg。分析发现相比对照组，生物炭型调理剂、生物炭+钙型调理剂、钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂处理均提高了营养枝中Pb含量，提高率分别为5.92%、11.95%、31.07%和22.96%；生物炭型调理剂也明显提高了结果枝中Pb含量，提高率为13.29%；而生物炭+钙型调理剂、钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂处理均明显降低了结果枝中Pb含量，降低率分别为23.04%、33.84%和14.88%。

 

  葡萄果实中Pb含量范围是未检出-0.05 mg/kg，均未超过葡萄铅限值规定的0.2 mg/kg（鲜样）。相比对照，仅生物炭型调理剂处理组和壳聚糖+钙型调理剂处理组明显降低了葡萄果实中Pb含量，降低率分别为53.16%和54.97%；其他调理剂中，生物炭+钙型调理剂和钙型调理剂均提高了葡萄果实中的Pb含量，提高率分别为0.90%和75.24%。

 

 

  图8显示了绿艳农场葡萄各组织中Cr含量水平，叶片中Cr含量范围是7.80-15.61 mg/kg。与对照组相比，施用生物炭+钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂均降低了营养叶片的Cr含量，降低率分别为4.25%和9.91%；而对于结果叶片，施用生物炭型调理剂、生物炭+钙型调理剂、钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂均明显提高了结果叶片的Cr含量，提高率分别为35.55%、38.64%、23.73%和25.92%。

 

  葡萄枝条中Cr含量范围是7.05-23.43 mg/kg。分析发现相比对照组，生物炭型调理剂处理显著降低了营养枝中Cr含量，降低率达37.82%，生物炭+钙型调理剂、钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂处理也均明显降低了营养枝中Cr含量，降低率分别为24.85%、25.28%和14.48%；另外生物炭型调理剂、生物炭+钙型调理剂、钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂处理也明显降低了结果枝中Cr含量，降低率分别为38.88%、33.42%、36.89%和12.12%。

 

  葡萄果实中Cr含量范围是0.36-5.76 mg/kg。相比对照，仅壳聚糖+钙型调理剂处理组明显降低了葡萄果实中Cr含量，降低率为38.67%；其他调理剂中，生物炭型调理剂、生物炭+钙型调理剂和钙型调理剂均提高了葡萄果实中的Cr含量，提高率分别为29.35%、58.69%和10.33%。

 

 

  5 小结

 

  综上所述，壳聚糖+钙型调理剂均在阿东农场效果明显，可以明显降低其果实中Zn、Cu、Pb、Cr的含量，降低营养叶和结果叶中Zn、Pb和Cr的含量；壳聚糖+钙型调理剂在绿艳农场中，可以明显降低果实中Zn、Pb和Cr的含量。关于调理剂对绿艳农场葡萄叶片和枝条中Zn、Cu、Pb和Cr四种重金属元素的改良效果与果实的效果不太一致，经分析发现，生物炭型调理剂可以明显降低葡萄叶片中Zn和Pb的含量，可以显著降低葡萄营养枝中Cr的含量。结果对于指导果园土壤的改良和平衡施肥有重要意义。

 

  参考文献（略）