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。调理剂于2020年4月份施入，9月份进行取样。

  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

  土壤及葡萄组织重金属Zn、Cu、Pb和Cr中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

  为了评价Zn在葡萄植株内的迁移水平，我们用葡萄植株各个部位Zn浓度比土壤中Zn浓度计算了迁移系数（图9A），同时用葡萄植株各个部位Zn浓度比下部器官Zn浓度计算了转运系数（图9B）。从图9中可以看出，除对照组结果枝外，锌从土壤中向枝条的迁移系数平均值都大于0.5甚至接近1，Zn从土壤中向叶片、果实的迁移系数逐渐减小，而且Zn从枝条和叶片向果实中的转运系数均小于1，说明葡萄叶片和枝条中更容易富集大量Zn，不易从枝条、叶片中向果实部位转运，从而导致了果实中Zn的积累量较低。比较不同处理发现，相比对照组，施加调理剂的四组处理中Zn从土壤向结果枝迁移系数明显提高，而且壳聚糖+钙型调理剂组显著提高；施用调理剂各处理从结果枝向结果叶转运系数均小于对照处理，而且壳聚糖+钙型调理剂组显著低于对照处理；施用调理剂各处理从枝、叶向果实转运系数均小于对照组，可见，施加调理剂可以有效抑制Zn在果实的累积。

  为了评价Cu在葡萄植株内的迁移水平，我们用葡萄植株各个部位Cu浓度比土壤中Cu浓度计算了迁移系数（图10A），同时用葡萄植株各个部位Cu浓度比下部器官Cu浓度计算了转运系数（图10B）。从图10中可以看出，铜从土壤向枝条中的迁移系数平均值都小于0.5，明显低于从土壤向叶片中的迁移系数，高于从土壤向果实中的迁移系数，而Cu从枝条和叶片向果实中的转运系数均小于1，说明相比枝条和果实铜更易在叶片中累积，从而导致了果实中Cu的积累量较低，这种现象也可能由于葡萄园经常喷施波尔多液引起的。比较不同处理发现，相比对照组，施用调理剂各处理从枝、叶向果实转运系数均小于对照组，可见，施加调理剂可以有效抑制Cu在果实的累积。

  为了评价Pb在葡萄植株内的迁移水平，我们用葡萄植株各个部位Pb浓度比土壤中Pb浓度计算了迁移系数（图11A），同时用葡萄植株各个部位Pb浓度比下部器官Pb浓度计算了转运系数（图11B）。从图11中可以看出，铅从土壤中向叶片的迁移系数平均值都大于0.2，Pb从土壤中向枝条、果实的迁移系数逐渐减小，而且Pb从枝条和叶片向果实中的转运系数均小于0.05，说明葡萄叶片和枝条中更容易富集大量Pb，不易从枝条、叶片中向果实部位转运，从而导致了果实中Pb的积累量较低，而且可以看出葡萄叶片中更易积累Pb。比较不同处理发现，相比对照组，除施用生物炭调理剂处理组的结果叶外，施用其他调理剂各处理从从枝、叶向果实转运系数均小于对照组，可见，施加调理剂可以有效抑制Pb在果实的累积。

  为了评价Cr在葡萄植株内的迁移水平，我们用葡萄植株各个部位Cr浓度比土壤中Cr浓度计算了迁移系数（图12A），同时用葡萄植株各个部位Cr浓度比下部器官Cr浓度计算了转运系数（图12B）。从图12中可以看出，铬从土壤中向枝条和叶片的迁移系数比较接近，平均值都大于0.2，且小于1；而从土壤中向果实的迁移系数较小，均小于0.05；而且Cr从枝条和叶片向果实中的转运系数均小于0.1，说明葡萄叶片和枝条中更容易富集大量Cr，不易从枝条、叶片中向果实部位转运，从而导致了果实中Cr的积累量较低。比较不同处理发现，相比对照组，除钙型调理剂处理组外，施用其他调理剂各处理从枝、叶向果实转运系数均小于对照组，可见，施加调理剂可以有效抑制Cr在果实的累积。

  （2）绿艳农场

  同样，为了评价Zn在葡萄植株内的迁移水平，我们用葡萄植株各个部位的Zn浓度比土壤中的Zn浓度计算了迁移系数，同时用葡萄植株各个部位的Zn浓度比下部器官的浓度计算了转运系数（图13A、图13B）。从图13可以看出，锌从土壤中向叶、枝条和果实的迁移系数平均值均小于1，Zn从土壤中向叶片、果实的转运系数逐渐减小，而且Zn从枝条和叶片向果实中的转运系数均远远小于1，说明葡萄叶片和枝条中更容易富集大量Zn，不易从枝条、叶片中向果实部位转运。比较不同处理发现，相比对照组，施用调理剂各处理从枝、叶向果实转运系数均小于对照组，可见，施加调理剂可以有效抑制Zn在果实的累积。

  为了评价Cu在葡萄植株内的迁移水平，我们用葡萄植株各个部位的Cu浓度比土壤中的Cu浓度计算了迁移系数，同时用葡萄植株各个部位的Cu浓度比下部器官的浓度计算了转运系数（图14A、图14B）。从图14可以看出，铜从土壤中向叶、枝条和果实的迁移系数平均值均小于1，且逐渐减小；Cu从土壤中向叶片、果实的转运系数逐渐减小，而且Cu从枝条和叶片向果实中的转运系数均远远小于1，说明葡萄叶片中更容易富集大量Cu，不易从枝条、叶片中向果实部位转运。比较不同处理发现，相比对照组，施用钙型调理剂和壳聚糖+钙型调理剂各处理从枝、叶向果实转运系数均小于对照组，可见，施加调理剂可以有效抑制Cu在果实的累积。

  为了评价Pb在葡萄植株内的迁移水平，我们用葡萄植株各个部位的Pb浓度比土壤中的Pb浓度计算了迁移系数，同时用葡萄植株各个部位的Pb浓度比下部器官的浓度计算了转运系数（图15A、图15B）。从图15可以看出，铅从土壤中向叶、枝条和果实的迁移系数平均值均远远小于1，且逐渐减小；Pb从土壤中向叶片、果实的转运系数逐渐减小，而且Pb从枝条和叶片向果实中的转运系数均远远小于1，说明葡萄叶片中更容易富集大量Pb，不易从枝条、叶片中向果实部位转运。比较不同处理发现，相比对照组，施用壳聚糖+钙型调理剂各处理从枝、叶向果实转运系数小于对照组，但各组无显著差异。

  为了评价Cr在葡萄植株内的迁移水平，我们用葡萄植株各个部位的Cr浓度比土壤中的Cr浓度计算了迁移系数，同时用葡萄植株各个部位的Cr浓度比下部器官的浓度计算了转运系数（图16A、图16B）。从图16可以看出，铬从土壤中向叶、枝条和果实的迁移系数平均值均小于1；Cr从土壤中向叶片、果实的转运系数逐渐减小，而且Cr从枝条和叶片向果实中的转运系数均远远小于1，说明葡萄叶片和枝条中更容易富集大量Cr，不易从枝条、叶片中向果实部位转运。比较不同处理发现，相比对照组，施用钙型调理剂各处理从枝向果实转运系数小于对照组，但各组无显著差异。

  5 小结

  综上所述，施加调理剂可以减少Cu向果实中的迁移，明显降低Cu、Pb和Cr从枝条向果实的转运，并显著降低Zn从枝条向果实的转运。壳聚糖+钙型调理剂在绿艳农场中，可以明显减少Pb、Cr从土壤向果实的迁移和从枝条向果实的转运；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是很一致，经分析发现，生物炭型调理剂可以分别降低Pb从土壤向葡萄叶片中和Cr土壤向葡萄枝条中的迁移，以及降低Pb在葡萄枝叶之间的转运。结果对于指导果园土壤的改良和平衡施肥有重要意义。