土壤中三种盐对油菜富集镉的影响

为了利用被镉污染的盐土,通过实验分析镉污染盐土中三种盐对油菜（Brassica napus）富集镉影响的差异性,探明不同类型镉污染盐土上种植油菜的植物修复效果。以镉超累积植物油菜为研究植物,通过温室盆栽土培试验,将油菜在含有不同质量分数盐（wS：0 g·kg^-1,2 g·kg^-1,4 g·kg^-1,6 g·kg^-1）的含镉（wCd：10 mg·kg^-1）土壤中培养60天,研究油菜对镉的生物富集因子、植株内地上部分和根部镉的质量分数变化。选择土壤中三种主要盐的类型,即氯化钠、硫酸钠和碳酸钠作为分析和研究对象。结果表明,含碳酸钠的土壤对油菜吸收镉有抑制作用,含硫酸钠的土壤对油菜吸收镉也有抑制作用,但效果没有碳酸钠的土壤大,含氯化钠的土壤对油菜吸收镉的影响不显著,只是在高质量分数时对油菜吸收镉有一些促进作用。在含不同类型盐的土壤中,不同土壤盐对油菜富集镉的能力也有显著的差异,土壤中氯化钠对油菜根部富集镉的能力没有显著影响,而对油菜地上部分富集镉的能力有一定的促进作用;土壤中的碳酸钠对油菜地上和地下部分富集镉的能力都有显著的抑制作用,不利于油菜对镉的富集。     

棉秆炭对镉污染土壤的修复效果

采用盆栽方法,研究了棉秆炭对镉污染土壤的修复效果及对镉污染土壤上小白菜(Brassica chinensis)镉吸收的影响.结果表明:以微孔为主的棉秆炭能够通过吸附或共沉淀作用降低土壤中镉的生物有效性.在轻度镉污染时,棉秆炭处理土壤对镉的吸附速率较快,随着镉污染程度的增加.吸附速率逐渐减慢,吸附量逐渐增加.棉秆炭能够明显降低镉污染土壤上小白菜可食部和根部的镉积累量,可食部镉质量分数降低49.43%～68.29%,根部降低64.14%～77.66%,说明棉秆炭具有修复土壤镉污染,降低蔬菜镉含量的作用,可提高蔬菜品质.     

绿化树种对大气金属污染物吸滞能力

研究测定了部分城市绿化树种对重金属大气铅、镉污染物的吸滞能力。结果表明：绿化树种对大气铅、镉污染物具有一定的吸收净化能力，并依污染气体和树种的不同具有明显差异；对铅吸收量高的树种有：桑树、黄金树、榆树、早树、梓树；吸镉量高的树种有：美青杨、桑树、早树、榆树、梓树、刺槐。     

镉污染土壤对潜在能源植物生长的影响

利用重金属污染土壤种植能源植物是一种同时解决环境问题和能源问题的新理念,但目前相关研究成果并不多。通过盆栽试验研究人工镉污染土壤中象草Pennisetumpurpureum和亚香茅Cymbopogonnardus两种植物植株的生长状况和两种植物对土壤镉的吸收和富集能力。结果表明,当外源可溶性镉加入到土壤后,其主要是以生物有效性较高的状态存在。土壤镉对象草和亚香茅生长的影响作用有很大的不同,亚香茅比象草具有更强的镉耐受力,其生物量受镉污染影响小。两种植物植株镉含量均随土壤镉添加量的增加而增加。除高镉处理象草外,植物地下部分含镉量比地上部分高很多。高镉处理象草地下部分含镉量比地上部分低的现象可能反映出根系已积累了太多的镉,因而加速了向地上部的转移,从而加剧了植物中毒的程度。赤泥添加剂具有降低土壤酸度,减少植物对镉的吸收和增加象草和亚香茅生物量的作用。     

不同钾肥对几种烟草吸收累积土壤镉的影响

采用盆栽试验,研究了3种钾肥对4种烟草吸收土壤重金属镉的影响.烟草云烟87、云烟97、K326和湘3号生长在株洲茶陵镉污染1.0 mg·kg~(-1)以下的酸性土壤上,通过追肥施入3种钾肥(硫酸钾、硅酸钾、磷酸氢二钾),分别测定烟草上、中、下部位烟叶中重金属的含量,探讨3种钾肥对污染土壤pH的影响及烟草吸收土壤重金属镉的差异性.结果表明,K326对镉的富集能力最强,云烟87最弱;硅酸钾对降低烟草吸收镉的效果最好,降低率可达20%—40%;且3种钾肥对土壤pH和镉化学形态的影响均呈显著性水平.     

不同钝化剂对水稻小麦籽粒镉吸收的影响

在土壤镉污染日趋加重的背景下,镉污染农田生产安全性备受关注,进行土壤镉污染修复和降低农产品镉污染风险成为相关领域的研究重点.该研究通过田间试验揭示不同钝化剂处理(海泡石、秸秆生物炭、石灰、石灰+腐殖酸、石灰+海泡石、石灰+偏硅酸钠+硫酸镁)对土壤镉及小麦和水稻吸收镉的影响,并比较钝化剂对降低小麦和水稻镉污染风险效果的差...     

镉对不同硝酸盐累积型小白菜及根际土壤氮素转化的影响

镉污染是农业生态和农产品安全的重大威胁。采用盆栽方法,对比分析硝酸盐高、低累积型品种的小白菜Brassica chinens(前者为品种H,抗病矮脚黄;后者为品种L,金夏时青梗菜)对镉污染的响应,探究不同镉水平对小白菜-土壤系统氮素吸收和转化效应,以期为城郊蔬菜的安全生产提供依据。结果表明,在土壤镉质量分数为0~0.5 mg·kg-1时,小白菜生长不受影响,品种间氮素累积量为品种H品种L。随着镉质量分数的增加,2个品种小白菜生物量均显著降低,品种H单株鲜质量最大降幅达20%,表现更为敏感。镉质量分数高于0.5 mg·kg-1时,显著降低了品种H的氮素吸收和利用,而对低累积品种影响不显著。2个品种小白菜体内硝酸盐含量均在较低的镉质量分数(0.5~1.0 mg·kg-1)处理下有所降低,而当镉质量分数达5.0 mg·kg-1时有所增加,同样是品种H表现更为敏感。随着镉污染水平的增加,小白菜体内镉积累量显著增加,其中品种H在镉质量分数达5.0 mg·kg-1时,累积速率明显降低。通过一元二次模型拟合镉和土壤无机氮质量分数可以得出,镉质量分数为7.1 mg·kg-1时,2个品种小白菜土壤无机氮质量分数均达到最高,分别为34.83和23.73 mg·kg-1。不同品种小白菜在镉污染水平较低时,均具有一定的抗性,而随着镉含量的增加,不同品种对镉毒害响应不同。因此,城郊土壤不同镉污染区域小白菜的种植可依据其品种特性进行选择,从而为蔬菜的生长和土壤的改良提供保障。     

蔬菜对土壤镉铜锌富集能力的研究

调查了福建部分污染严重地区不同蔬菜对镉、锌、铜的富集能力。结果表明蔬菜对镉的平均富集系数为0.017,锌的平均富集系数为0.116.铜的平均富集系数为0.014。蔬菜对镉的富集系数的品种间差异最大,达315倍,远高于锌和铜的富集系数的品种间差异。茭白、豇豆和莲藕对镉的富集能力较低,可作为镉污染土壤优先选种的蔬菜品种,而青包菜、白包菜、芥菜、空心菜、芋头等对镉的富集系数较高,不宜在镉污染土壤上栽培。     

土壤酸化背景下镉污染稻田水稻镉吸收阻控研究方向探讨

土壤酸化与镉污染是我国作物生产面临的两大障碍因素.如何在严重的重金属污染与土壤酸化的双重影响下确保水稻的质量安全,已经成为当前一个极其重要而紧迫的研究课题.本文总结了镉胁迫对水稻的影响、水稻镉吸收积累特性以及土壤酸化对重金属的影响等方面的研究进展,探讨土壤酸化背景下镉污染稻田水稻镉吸收阻控研究方向,以期为相关研究提供参考.     

生物炭对重污染土壤镉形态及油菜吸收镉的影响

为了解不同种类和用量的生物炭对土壤镉形态及油菜吸收镉的影响,通过室外盆栽试验,以湖南某冶炼区周边重镉污染土壤为供试土壤,湘油27号为供试作物,于油菜移栽前7d分别添加w为0.1％和1％的竹炭和柠条炭,分析土壤镉形态和成熟期油菜各器官镉含量.结果表明,添加生物炭能降低土壤镉的有效性和油菜各器官中镉含量.柠条炭降低油菜吸收累积镉的效果比竹炭更明显,且随着生物炭量的增加阻控效果更明显.相比于对照组,施用生物炭后土壤中w(可交换态镉)最大可降低16.64％;油菜根部、茎秆、油荚和籽粒w(镉)最大可分别降低34.06％ 、39.74％、33.15％和49.81％.综合结果表明,添加w=1％柠条炭处理组处理效果最佳.     

三种稻田粮食作物种植模式的土壤镉动态与镉移除效果比较

为明确不同种植模式(全年休闲、双季稻、双季玉米、双季高粱)对镉污染稻田土壤镉动态的影响,并比较各种植模式对土壤镉的移除效果,于2016年在湖南湘潭县中度镉污染稻田开展了大田试验.结果表明:各处理间土壤全镉含量差异不明显;与全年休耕处理相比,双季稻收获后土壤有效镉含量降低,而双季玉米与双季高粱处理有所提高,以双季高粱处理表现更明显.稻米镉含量明显超标,而玉米与高粱籽粒镉含量低于国家标准.作物全年镉累积量呈现双季高粱双季水稻双季玉米趋势.可见,双季高粱(头季+再生季)对土壤镉的活化与移除效果最好,且其籽粒镉含量低于国家标准,是中度镉污染稻田的理想替代种植模式.     

不同比例钾锌共存对土壤镉有效性的影响

单一施用钾或锌肥会改变污染土壤中镉的有效性,但钾与锌共存对镉在土壤-植物系统中迁移和转化影响效果尚待明确.采用盆栽试验,研究了赤红壤上2种镉污染水平下,施用不同比例钾、锌对小油菜(Brassica campetris Lvar.Conmuni)生物量、镉吸收量及土壤溶液中镉质量浓度的影响.结果表明,钾、锌以不同比例与镉共存时并不会对赤红壤上小油菜的生长产生明显影响;增加共存体系中锌的用量,土壤溶液中镉的质量浓度明显升高,而小油菜植株镉含量明显降低.低、高镉污染赤红壤上,钾、锌共存摩尔比例为4:1时,土壤溶液中镉的质量浓度较对照分别增加189%和159%(两季平均值);小油菜体内镉含量较对照平均分别降低26.0%和34.9%.在低镉污染赤红壤上,钾、锌施用量与小油菜体内镉含量呈显著负相关;高镉污染赤红壤上,锌施用量与土壤溶液中镉的质量浓度呈显著正相关.中轻度镉污染土壤上,小油菜钾、锌肥最佳施用比例为4:1.钾、锌以不同比例施入土壤时,锌施用量多少是控制土壤镉有效性高低的主要因素.     

不同氮肥对小麦生长和吸收镉的影响

为了保证镉含量处于临界值附近土壤上农产品的安全生产,避免不合理施肥引起土壤镉的活化和增加作物吸镉量,研究了4种主要氮肥对不同生育期小麦吸收镉的影响.研究表明,施用硫酸铵、硝酸铵和尿素都比氯化铵促进了小麦生长,明显提高了小麦籽粒产量.所有氮肥处理都比无肥处理增加了小麦对镉的吸收,但不同氮肥处理之间的效果差异显著,其中以氯化铵的促进作用最强,硫酸铵处理的小麦吸收镉最少,尿素处理的小麦对镉的吸收随其用量增加而增加.在小麦整个生育期中,生育前期吸收镉较少,中、后期明显增大;但植株体内镉的浓度却表现为前期高、后期低,呈现随生育期递进而逐渐降低的趋势,只有氯化铵处理表现为拔节期体内镉含量为最高.镉在小麦体内的累积与其生物量的增加呈正相关,从秸秆向籽粒转移的总镉量随小麦籽粒/秸秆比的增加而降低.本试验中土壤的镉含量小于土壤环境质量污染二级标准,但籽粒含镉量均超过国家食品卫生标准允许量(0.1mgkg-1),表明土壤镉污染指标与作物品种密切相关.在镉污染土壤上,应选用低富集镉的小麦品种,避免使用氯化铵,防止过量施用尿素或其它铵态氮肥.     

不同水稻品种对镉的吸收转运及其非蛋白巯基含量的变化

镉(Cd)被列为环境污染物中最危险的5种物质之一。镉极易被作物吸收并通过食物链在人体内积累导致人体健康受到威胁.镉污染地区稻米镉积累是亟待解决的重要农业问题。分析镉污染土壤上种植的不同水稻品种对镉的耐受性具有重要意义。采用盆栽试验方法,研究了种植于镉污染土壤(Cd全量2.36 mg·kg~(-1))上的不同水稻(Oryza sativa)品种(两种粳稻和两种籼稻)镉积累情况及根、茎、叶中非蛋白巯基物质含量。研究结果表明,在镉污染土壤条件下,4种水稻籽粒镉含量明显高于国家二级标准(水稻籽粒镉含量0.2 mg·kg~(-1)),且表现为根部茎叶籽粒。籼稻籽粒镉含量大于粳稻籽粒镉含量;4种水稻的镉转移系数不同,不同水稻品种对镉的吸收和运转具有显著差异,籽粒镉含量高的水稻品种镉的转移系数高于籽粒镉含量低的水稻品种。水稻非蛋白巯基(NPT)含量不仅与Cd胁迫程度密切相关,也在一定程度上制约着Cd从根部向地上部的转运,从而对水稻籽粒Cd含量产生影响。粳稻籽粒镉含量高的秀水09根茎中NPT含量较徐稻5号高,但秀水09叶中NPT含量低于徐稻5号,籼稻籽粒镉含量高的丰两优1号根茎中NPT含量也较高,但叶中NPT含量低于两优6206。粳稻与籼稻籽粒镉含量高的水稻品种根茎叶中GSH含量高于籽粒含量低的水稻品种;粳稻籽粒镉含量高的秀水09根中PC含量明显高于籽粒含量低的徐稻5号,籼稻籽粒镉含量不同的两种水稻根中PC含量无明显差异。研究表明,不同水稻品种在镉胁迫下的解毒过程不同,巯基物质含量对水稻镉污染较敏感。     

镉胁迫下蓖麻对镉及矿质元素的富集特征

目前中国农田遭受镉污染的情况日益严重。蓖麻(Ricinus communis L.)是一种能源作物,同时对镉有较高的耐性和富集能力,因此利用蓖麻资源为合理利用镉污染农田提供了一种可行的途径。在温室条件下(5~32℃)采用盆栽试验,设定2个镉质量分数梯度(2.396和5.396 mg·kg-1),研究镉胁迫下30种蓖麻品种茎、叶和果实对镉和矿质元素(铝、钼、铜、钙、锌、硫、磷、镁、锰和铁)吸收和富集特征,以及矿质营养元素与镉富集的相关性。结果表明:镉在不同组织的分布情况为茎叶果实,铝、钼、硫、锰和铁在不同组织的分布为叶果实茎,钙和镁在不同组织的分布为叶茎果实,铜、锌和磷在不同组织的分布为果实叶茎。在低镉质量分数(2.396 mg·kg-1)处理条件下,茎、叶和果实中镉质量分数变化范围分别为0.600~1.670、0.310~1.970和0.130~0.909 mg·kg-1,平均值分别为1.030、0.831和0.362 mg·kg-1。在高镉质量分数(5.396mg·kg-1)处理条件下,茎、叶和果实中镉质量分数变化范围分别为1.012~4.032、0.698~3.514和0.227~1.525 mg·kg-1,平均值分别为1.964、1.583和0.694 mg·kg-1。蓖麻茎、叶和果实对镉和矿质元素(铝、钼、铜、钙、锌、硫、磷、镁、锰和铁)的富集受蓖麻品种和土壤中镉含量的显著影响。钙、硫、镁、铁的积累与镉的吸收呈显著正相关关系;锌、锰、铜、磷的积累与镉的吸收呈显著负相关关系,而铝、钼的积累与镉的吸收无显著相关关系。因此,合理调控污染土壤中矿质元素的含量可以提高蓖麻对镉污染土壤的修复效率。     

水稻根茬还田对土壤及稻米中镉累积的影响

当前中国红壤地区镉污染严重.水稻根茬还田一方面可以提高土壤肥力,另一方面会对土壤及作物中Cd产生影响.然而不同剂量根茬还田对土壤镉有效性及水稻镉吸收的影响尚不清楚.选取中国南方地区典型地带性土壤(红壤),通过水稻盆栽试验,对比了CaCl2提取法和薄膜梯度扩散技术(DGT法)两种土壤有效态Cd的测定方法,研究了不同剂量水...     

硅和磷配合施入对镉污染土壤的修复改良

为了研究两种改良剂配合施入对重金属污染土壤的改良效果,以棕壤为供试土壤,以玉米（OryzasativaL.）作为供试作物,采用二元二次正交回归组合设计方法,通过室外盆栽试验,研究了硅和磷配合施入对镉污染土壤中玉米生物量以及玉米茎叶中镉吸收量的影响。结果表明：硅、磷施入都能增加镉污染条件下玉米的生物量,其中磷的增产作用大于硅;硅、磷施入都能降低镉污染条件下玉米茎叶中的镉含量,硅降低玉米茎叶中镉含量的效应大于磷;硅、磷配合施入降低玉米茎叶中镉含量的效果大于上述两种改良剂单独施入。在本实验条件范围内,当硅为6.60g·kg-1,磷施入量范围在2.29～2.39g·kg-1时,玉米茎叶中镉含量为最低。因此可以由硅磷配合施入改良重金属污染的土壤。     

3种土壤类型下镉胁迫对红椿生物量分配及其镉富集特性的影响

红椿(Toona ciliata Roem.)为中国国家级(Ⅱ)重点保护植物,同时也是(亚)热带珍贵速生用材树种。为了解镉(Cd)胁迫对红椿生长及镉富集特性的影响,采用盆栽控制试验研究了长江上游3种典型土壤(黄壤、酸性紫色土和冲积土)条件下,不同浓度Cd处理[0(对照)、20、40、80和160 mg·kg-1]对其幼树生长发育、生物量分配、镉积累与分配及镉富集特性的影响,为深入认识镉污染土壤的有效修复提供理论依据。结果显示,(1)低浓度镉胁迫(40 mg·kg~(-1))可促进红椿幼树生长,而高浓度镉胁迫(≥40 mg·kg~(-1))则表现为严重抑制;各器官生物量随镉浓度增加而先升后降,除酸性紫色土壤上茎生物量外。(2)3种土壤条件下,红椿幼树各器官镉含量均随镉处理浓度增大而增大。相同镉浓度处理下主根镉含量表现为:黄壤酸性紫色土≥冲积土,而冲积土条件下侧根镉含量均低于黄壤或酸性紫色土。同时,3种土壤下各器官镉含量随土壤镉浓度增大而增加,且地下部显著大于地上部。(3)随着镉处理浓度增大,除地上部富集系数(BC)在冲积土条件下无显著差异外,其他土壤条件下地上和地下部均显著增大;而3种土壤条件下转移系数(TF)均逐渐降低。高浓度镉胁迫下,幼树BC和TF虽均大于1,但地上部镉含量低于100 mg·kg~(-1)。随着镉浓度升高,3种土壤条件下红椿耐性指数(TI)均先增后降,高镉处理下冲积土TI显著大于黄壤和酸性紫色土壤。红椿虽不是典型的镉超富集植物,但其能在较严重镉污染土壤中较好生存,可作为镉污染区域(特别是镉污染冲击土)潜在的土壤修复树种。     

不同比例钙锌共存对土壤镉有效性的影响及其机制

采用盆栽试验,研究了赤红壤上两种镉污染水平下,施用不同比例钙锌对小油菜(Brassica Campetris,Lvar Conmuni)生物量、镉吸收量及土壤溶液中镉、钙、锌质量浓度的影响.结果表明,钙、锌以不同比例共存时并不会对赤红壤上小油菜的生长产生明显的影响;随着锌用量增加,土壤溶液中锌的质量浓度明显增加,土壤溶液中镉的质量浓度明显升高.小油菜体内镉含量明显降低;高镉污染赤红壤上,钙锌共存中钙用量增加,土壤溶液中钙的质量浓度明显增加.低、高镉污染赤红壤上,钙、锌共存摩尔比例为4:1时,小油菜体内镉含量较对照平均分别降低34.2%和27.3%(两季平均值);而土壤溶液中镉的质量浓度较对照分别增加307%和120%.在低镉污染赤红壤上,锌施用量与小油菜体内镉含量呈显著负相关;高镉污染赤红壤上,锌施用量与土壤溶液中镉的质量浓度呈显著正相关.钙、锌以不同比例施入土壤时,锌施用量多少是控制土壤镉有效性高低的主要因素.     

镉污染农田土壤修复技术及安全利用方法研究进展

作物镉(Cd)超量累积是人体中镉的主要来源。研究镉污染农田土壤修复技术及安全利用方法对保护生态环境及保障食品安全具有重大意义。镉对植物的毒性效应与其生物有效性密切相关,且土壤镉的生物有效性决定其植物根系吸收量,因而基于土壤镉生物有效性调控原理的修复技术是农业环境领域近年来的研究热点。此外,植物镉含量也与植物自身特性密切有关,故筛选不同镉累积特性的植物可为镉污染土壤修复和安全利用提供重要生物质资源。文章综合评述了镉生物有效性的物理和化学调控方法,并分别就超累积植物和低累积作物介绍镉污染农田土壤的植物修复技术和安全利用方法。物理方法如水分管理主要通过改变土壤环境的Eh等理化性质从而影响土壤镉的形态转化过程,进而影响植物镉的吸收量;化学方法如施用钝化剂主要通过改变土壤的pH及土壤镉吸附特性,从而改变土壤镉的生物有效性。低镉累积作物通过减少根系镉吸收或降低地上部镉转运的方式减少可食部镉累积量;镉超累积植物的修复效率主要取决于其镉富集系数的高低及生物量的大小。化学和生物联合调控方法主要通过降低土壤镉含量或阻止镉进入作物可食部,实现"边生产边修复"。农田土壤镉污染修复技术及安全利用方法存在效率低、体系不稳定等问题,探究土壤镉生物有效性关键调控因子及其作用机制、充分挖掘特殊镉累积特性的植物资源并探寻改造植物镉耐性的方法以提高镉污染农田土壤修复效率将是今后该领域的研究热点。