云贵地区磷矿分布区农田土壤重金属污染特征及对农产品质量的影响

为了解云贵地区磷矿背景下农田土壤重金属污染和生物有效性特征,对云贵地区重点磷矿分布区玉米、水稻和设施蔬菜3种农田土壤和作物可食部分重金属(Cd、Cu、Pb和Zn)含量进行测定,分析农田土壤重金属污染特征,并探究其对农产品重金属含量的影响。结果表明,云贵地区磷矿分布区农田土壤普遍富集Cd和Pb,与当地背景值相比,Cd和Pb的平均富集系数分别达到2.31和2.39;玉米、水稻和大棚青菜可食部分中Cd的生物富集因子平均值分别为0.09、0.17和0.32,而Pb的生物有效性水平较低;磷矿分布区不同类型农作物对土壤重金属的吸收能力不同,大棚青菜对重金属的富集能力最强,水稻对Cd和Pb的吸收能力高于玉米;回归模型结果表明,土壤有效态重金属含量以及pH、有机质和MgO等理化性质显著影响3种农作物可食部分重金属含量(P0.05)。     

铜陵狮子山矿区尾矿库及周边17种乡土植物重金属含量及富集特征

矿区废弃地定居植物调查与筛选是植物修复研究的重点.通过研究安徽铜陵狮子山尾矿库及周边土壤重金属含量,以及库区乡土植物对Cu、Cd、Zn、Mn、Pb、Ni等重金属的转移特征与富集能力,筛选出适应该地区生态修复的先锋植物.研究结果表明,选择的17种优势植物根系土壤中重金属含量Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Mn的平均浓度均超过铜陵市土壤背景值.刺槐、苦卖菜、蒲公英、白茅、野茼蒿、野豌豆、刺儿草、葛根、酸模、商陆、苜蓿草、油菜、节节草、黄花菜、鼠鞠草都表现出对2种以上的重金属转移系数大于1,可作为潜在的富集植物予以考虑.刺槐、苦卖菜、野茼蒿、葛根、苜蓿草等5种植物对重金属Cd的富集系数和转运系数都大于1;白茅、刺儿草对重金属Cu、Pb、Zn和Mn的转运系数大于1,但富集系数却小于1,说明这两种植物能够将根部吸收的Cu、Pb、Zn和Mn元素转移至植物地上部,从而达到降低土壤重金属污染.     

稀土尾矿区土壤重金属污染与优势植物累积特征

矿山废弃地不仅占用大量土地,而且还是严重的污染源,因此,矿山废弃地的生态恢复己成为一项紧迫而重要的研究课题。对广东省河源市和平县下车镇内的稀土矿区土壤的重金属污染情况进行调查,并对该区优势植物对重金属的富集特征进行分析,以期对稀土尾矿区的生态系统的恢复和重建提供理论依据。主要研究的3种植物分别是：马唐草（Digitaria sanguinalis）,香根草（Vetiveria zizanioides）,望江南（Cassia occidentalis）。采用原子吸收分光光度法测定稀土矿区废弃地土壤和植被中Mn、Pb、Zn的含量,并计算优势植物对重金属的生物富集系数BAC（Biological Accumulating Coefficient）和生物转移系数BTC（Biological Transfer Coefficient）。结果表明：研究区域的土壤中重金属含量Mn、Pb、Zn的平均含量均超出广东省土壤背景值和中国土壤背景值,土壤受Mn污染最严重,其次是Pb、Zn的污染。3种草本植物对于Pb的BAC和BTC均小于1,说明这3种植物对Pb的富集和运输能力都很弱。香根草对于Mn和Zn的BAC分别为0.9和0.4,小于1,BTC分别为3.7和1.1,大于1,说明香根草对Mn和Zn的富集能力不强,但吸收后的运输能力很强。马唐草和望江南2种植物对于Mn和Zn的BAC和BTC均大于1,说明它们对重金属Mn和Zn具有较强的吸收和转移能力,是Mn和Zn的超富集植物。马唐草覆盖率高,抗病虫能力强,可作为该矿区生态恢复的先锋植物,望江南可以间作种植。     

铅锌冶炼厂土壤污染及重金属富集植物的研究

对株洲市铅锌冶炼厂生产区进行了植被和土壤调查。结果表明，该厂土壤污染以镉铅锌(Cd、Pb、Zn)最为严重，尤其是重金属镉在土壤中含量超过背景值高达208倍，分析原因主要是由于大气尘降和雨水淋洗等使得污染加重。实验采集并分析测定了9种植物中重金属富集量，首次报道了土荆芥是一种铅超富集植物，其体内Pb质量分数高达3888mg／kg。另一种植物商陆能大量富集镉，具有地下部向地上部转运能力强、生物量大、富集总量高的特点，有很大研究价值和应用潜力。另外，荨麻对Zn有较强富集能力，这3种植物可分别用于铅、镉和锌等3种重金属污染土壤的植物修复。     

黔西北土壤-植被系统元素地球化学特征及其生态关系

在黔西北不同地区采集地带性和非地带性植物样品和对应的土壤样品,分析了元素在土壤和植物中的含量。结果表明:黔西北自然状态下土壤N、P、K含量低,Ca、Mg元素空间变异较大,微量元素含量大多小于贵州土壤背景值,Co具有明显富集特征,As为区内高背景值元素,Cd污染较严重;盐肤木、鸢尾和马尾松等具有较强的Cd吸收能力,且鸢尾能同时较好地吸收Cd和As;同种植物在不同成土母岩区的元素生物吸收系数差异较大,同种植物在碳酸盐岩区的生物吸收系数要大于碎屑岩区,吸收系数主要受土壤p H和共吸附作用的共同影响。此外,Co和Cd、Cu和Zn的生物吸收系数存在显著相关性,土壤P可能会抑制植物对Cu和Pb的吸收。     

水合欢对重金属Cd、Pb的耐受性及吸收富集特性

土壤重金属污染一直以来备受关注,作物能够吸收重金属从而对人体健康产生威胁,利用植物修复土壤重金属污染是当前环境科学和生态学领域的研究热点。本研究以一种水生豆科作物水合欢(Neptunia olerace)为研究对象,采用盆栽实验,研究水合欢对不同浓度Cd (0、50、100、180 mg·kg~(-1))、Pb (0、500、1 000、1 800 mg·kg~(-1))的耐受能力及吸收与富集情况。结果表明,(1)在Cd胁迫下,水合欢表现出一定的耐受性,生物量和植株长度与对照相比均显著降低(P0.05),可溶性蛋白、叶绿素以及根和茎中的MDA含量与对照均无显著差异,叶片中CAT活性显著提高(P0.05),但根中CAT、茎中SOD和叶片中POD活性及叶中MDA含量均先降低后升高;(2)在Pb胁迫下,水合欢表现出很强的耐受性,水合欢生物量、植株长度、可溶性蛋白、叶绿素和MDA含量与对照均无显著差异,但叶片中CAT活性显著提高(P0.05),根和茎中SOD、茎中CAT和叶片中POD活性均先降低后升高(P0.05);(3) Cd浓度为50、100、180 mg·kg~(-1)时,水合欢的富集系数分别为0.28、0.32和0.29,转运系数分别为0.05、0.06和0.08; Pb浓度为500、1 000、1 800 mg·kg~(-1)时,水合欢的富集系数分别为0.02、0.04和0.02,转运系数分别为0.04、0.08和0.05。水合欢对土壤中Cd、Pb的吸收均未达到超富集植物的标准,但本研究发现水合欢地下部重金属含量远高于地上部重金属含量,且水合欢为直根系植物,根系较浅,容易回收,基于此,可考虑将其与水稻等水生作物进行间套作,这种生产方式既可固氮,又可利用其根系来原位缓解土壤重金属污染对粮食等农产品生产所造成的安全风险。     

蜈蚣草对Pb、Zn复合污染的响应

为探明蜈蚣草修复重金属复合污染土壤的能力,本实验利用水培实验研究Pb、Zn交互作用下蜈蚣草对Pb、Zn积累变化以及蜈蚣草对Pb、Zn的解毒机理.实验结果显示,在Pb、Zn复合污染情况下,重金属Zn在0—10 mg.L-1下可促进蜈蚣草根、茎对Pb的富集能力,降低蜈蚣草对Pb的转运能力;而Pb则促进蜈蚣草对Zn的转运系数,提高蜈蚣草茎、叶对Zn的富集能力,并呈现出蜈蚣草对Pb的富集能力大于对Zn的富集能力.实验结果进一步显示,随着重金属复合暴露浓度增加,蜈蚣草叶绿素含量先上升后下降,丙二醛含量先下降后上升,淀粉、蔗糖、O2-含量则逐渐上升.这说明淀粉、蔗糖、O2-.等具有一定的解毒作用,能增强植物对重金属的抗性.实验结果还显示,蜈蚣草对Pb、Zn具有较强的耐性和富集能力,可利用蜈蚣草修复Pb污染土壤以及低Zn浓度的Pb-Zn复合污染土壤.     

污灌区土壤-小麦系统重金属污染、迁移和积累--以开封市化肥河污灌区为例

以开封市化肥河污灌区为例，研究了土壤-小麦系统重金属(Cd、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni和AS)污染、迁移和积累规律。结果表明，该区土壤重金属污染较为严重，所有样点的综合污染指数均大于1，其中Cd和AS污染最为严重，其平均质量分数远远超出了土壤环境二级标准值。在该区土壤上种植的小麦也表现出一定程度的重金属累积，但其茎叶和种子重金属质量分数差别较大；在所有种子样品中，Zn质量分数都未超标，AS、Cr和Pb质量分数部分到达了较高的残留水平，Cd质量分数则远远超出了国家食品限量卫生标准。依据重金属迁移累积率(βi)，小麦对As和Cr的吸收能力较低，而对Ni和Cd的吸收能力较高；在所有小麦样品中，除Cu外，茎叶对同一重金属的平均富集能力均大于种子。     

Pb、Cd及其复合污染对紫茎泽兰生长及吸收富集特征的影响

外来植物紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）入侵我国西南地区并造成了严重的生态灾难,通过研究Pb、Cd及其复合污染对紫茎泽兰生长及吸收富集特征的影响,有助于从生态学角度为紫茎泽兰的综合防控提供依据。采用模拟Pb、Cd污染土壤培养法研究了不同浓度Pb、Cd及其复合污染作用下紫茎泽兰的生长响应及重金属吸收、富集和迁移特征变化。结果表明：低浓度的Pb、Cd对紫茎泽兰的生长有促进作用,高浓度则表现出一定的抑制作用,生物量,株高,根长均明显减少。紫茎泽兰体内Pb、Cd吸收量与污染土壤具有良好的相关性,随处理浓度增加明显增大,极端浓度Pb、Cd胁迫下紫茎泽兰各器官Pb、Cd积累量与对照相比显著增加,1000 mg·kg-1处理时紫茎泽兰根、茎、叶的Pb质量分数均分别高达603.69、568.31、598.85 mg·kg-1;100 mg·kg-1 Cd处理时其根、茎、叶的Pb、Cd累积量依次为165.21、93.59、152.79 mg·kg-1。说明紫茎泽兰对Pb、Cd具有较好吸收累积及转运能力,可作为重金属污染地区的一种理想的修复植物。     

不同生态型芦竹对Cd、Hg、Pb、Cu的富集与分布

介绍了生态型芦竹(Arundo donax Linn)的生物特性,并对芦竹修复湿地重金属污染能力进行了研究。芦竹具有生物量大、根系发达、适应性强等特点,在重金属污染环境下,有较好的耐受性。研究不同生态型芦竹对Cd、Hg、Pb、Cu的富集与分布,对重金属污染湿地的修复具有指导作用。采集了4个不同环境下的芦竹样本,对重金属富集量和在植物器官中的分布情况进行研究分析。结果表明,芦竹对镉、铅、汞有较好吸收,地上部叶内富集量分别为57.40～33.22mg·kg-1,412.4～312.4mg·kg-1,21.5～11.8mg·kg-1,地上部茎内富集量分别为19.50～4.02mg·kg-1,83.1～43.6mg·kg-1,30.0～19.4mg·kg-1。芦竹对铜的富集能力较弱,地上部叶内和茎内富集量分别是12.4～2.8mg·kg-1,1.4～0.4mg·kg-1。铜和铅在植物器官中的分布为根>叶>茎,镉在植物器官中的分布为叶>根>茎,汞在植物中的分布为根>茎>叶。富集量还与土壤中重金属质量分数有关,一般是随着土壤中重金属质量分数的增大而增加。镉、铅、铜在植物叶中的富集系数大于1,汞在植物茎中的富集系数大于1。综合分析结果表明,芦竹在污染或非污染环境中都能较好地富集镉、铅、汞,基于芦竹具有较大生物量特点,芦竹对湿地重金属污染具有较大的修复潜力。研究芦竹对重金属的吸收与分布,旨在为湿地的植物修复技术提供参考依据。     

水分和氮素供应对菠菜硝酸盐累积和钾素吸收的影响

研究了水分和氮素供应对露地秋菠菜的硝酸盐累积和钾、氮吸收的影响。结果表明：与传统的水氮管理措施相比，采用水分平衡法和氮素专家系统进行的水氮供应并没有造成作物减产，但对钾、氮元素的吸收却有明显的影响，同氮素吸收相比，作物对钾素的吸收数量更高；并且作物对钾、氮的吸收比例随氮素供应水平的增加而降低，试验还动态监测了菠菜最新展开叶的叶柄汁液中的硝酸盐和K^ 浓度在一天内的变化情况。结果表明，不同水氮处理的菠菜叶柄汁液的硝酸盐浓度在白天均没有发生显著变化；叶柄汁液中的K^ 浓度和NO3^-／K^ 的浓度比在白天受氮素供应水平的影响很大，供氮量高，K^ 浓度和NO3^-／K^ 浓度比的变化也大，但受灌水量影响不大。图3表2参17。     

氮钾配合施用对亚种间杂交水稻养分吸收及产量影响的研究

氮促进亚种间杂交稻的分蘖和对磷、钾的吸收,钾也能促进氮、磷的吸收,但对分蘖似有抑制的趋势。稻株各生育期氮、磷、钾含量以分蘗盛期最高。随后迅速下降,至幼穗形成期下降速率减缓。齐穗后,累积在茎、叶的氮、磷大部分向穗部转移,而钾则很少运送到穗部。每生产100kg稻谷约需吸收1.71kg N、0.77kg P_2O_5、2.30kg K_2O,三者比例为1:0.45:1.35。氮、钾配合施用的增产效果大于单施氮或钾的效果;在施用量为82.5kg N ha~(-1)和75.0kg K_2O ha~(-1)的基础上,增施氮肥或钾肥,其增产效果相近,表明在施用适量氮肥的前提下,亚种间杂交稻对钾的反应甚为敏感。     

Potassium, phosphorus, or nitrogen limit root allocation, tree growth, or litter production in a lowland tropical forest

We maintained a factorial nitrogen (N), phosphorus (P), and potassium (K) addition experiment for 11 years in a humid lowland forest growing on a relatively fertile soil in Panama to evaluate potential nutrient limitation of tree growth rates, fine-litter production, and fine-root biomass. We replicated the eight factorial treatments four times using 32 plots of 40 x 40 m each. The addition of K was associated with significant decreases in stand-level fine-root biomass and, in a companion study of seedlings, decreases in allocation to roots and increases in height growth rates. The addition of K and N together was associated with significant increases in growth rates of saplings and poles (1-10 cm in diameter at breast height) and a further marginally significant decrease in stand-level fine-root biomass. The addition of P was associated with a marginally significant (P = 0.058) increase in fine-litter production that was consistent across all litter fractions. Our experiment provides evidence that N, P, and K all limit forest plants growing on a relatively fertile soil in the lowland tropics, with the strongest evidence for limitation by K among seedlings, saplings, and poles.     

The Nutrient Status of Some Graminaceous Species in Britain. 1. Molinia Caerulea (L.) Moench

Above-ground biomass biomass of Molinia caerulea from 36 sites throughout Britain was analysed for concentrations of elements (N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn and Na), with matching analyses of soil nutrients, together with pH and LOI. Between-year and seasonal variation in the nutrients was also studied at one of the sites. the grass was found on acid sites ranging between pH 3.1 and 5.8. the soil humus content varied widely, and there were significant correlations between that and elements (N, P, K, Ca, Mg and Na) in the soil. Concentrations of calcium, magnesium, zinc and manganese in the plant material were significantly correlated with extractable levels in the soils. Between year variation in the plant nutrient concentrations at one site was of a similar order to variation between the sites. Generally there was less variation in nitrogen, phosphorus and potassium tissue levels than in calcium, magnesium, zinc and copper. Iron and sodium were the most variable. Tissue concentrations of nitrogen, phosphorus, potassium and copper declined throughout the growing season, whereas magnesium, calcium and iron built up until August/September after which a decline set in as the leaves senesced. the results are discussed in relation to the importance of standardizing the time of sampling, in comparison with concentrations of tissue levels in other plants and the growth strategy of this deciduous grass.     

The Nutrient Status of Some Graminaceous Species in Britain. 1. Molinia Caerulea (L.) Moench

Above-ground biomass biomass of Molinia caerulea from 36 sites throughout Britain was analysed for concentrations of elements (N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn and Na), with matching analyses of soil nutrients, together with pH and LOI. Between-year and seasonal variation in the nutrients was also studied at one of the sites. the grass was found on acid sites ranging between pH 3.1 and 5.8. the soil humus content varied widely, and there were significant correlations between that and elements (N, P, K, Ca, Mg and Na) in the soil. Concentrations of calcium, magnesium, zinc and manganese in the plant material were significantly correlated with extractable levels in the soils. Between year variation in the plant nutrient concentrations at one site was of a similar order to variation between the sites. Generally there was less variation in nitrogen, phosphorus and potassium tissue levels than in calcium, magnesium, zinc and copper. Iron and sodium were the most variable. Tissue concentrations of nitrogen, phosphorus, potassium and copper declined throughout the growing season, whereas magnesium, calcium and iron built up until August/September after which a decline set in as the leaves senesced. the results are discussed in relation to the importance of standardizing the time of sampling, in comparison with concentrations of tissue levels in other plants and the growth strategy of this deciduous grass.     

不同磷水平对不同种源尾叶桉的生长和养分吸收的影响

选定4个尾叶桉种源在不同的施P水平下盆栽，研究它们之间在生长和P、N吸收上的遗传差异．结果显示：施P肥对尾叶桉4个种源的生长高度、生物量积累、P及N吸收有着明显的作用，种源之间在上述指标上也有着明显的差异．在低P和高P施肥条件下，这种差异不明显，最大差异出现在土壤P的临界供给范围内（每kg土壤施15－20mg的P）．施P肥还会改变苗木地上部分和地下部分的干重之比、地上部分和地下部分的P、N吸收量之比．     

The Nutrient Status of Some Graminaceous Species in Britain. 2. Deschampsia Flexuosa (L.) Trin

Above-ground biomass of Deschampsia flexuosa from 40 sites throughout Britain was analysed for concentrations of elements (N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn and Na), with matching analyses of nutrient levels in the soils, together with pH and LOI. Seasonal variation in the nutrients was also studied in detail at one of the sites. the grass was found on acid sites ranging between pH 3.1 and 4.7. the soil humus content varied widely, and there were significant correlations between that and elements (N, P, K, Ca, Mg, Zn and Na) in the soil. Concentrations of zinc and manganese in the plant material were the only elements that significantly correlated with extractable levels in the soils. Tissue concentrations of nitrogen, phosphorus, and potassium declined throughout the growing season, whereas the other elements showed a tendency to build up until the end of September. Calcium, magnesium and manganese concentrations then declined as growth ceased. the results are compared with above-ground concentrations of minerals in other plants and the growth strategy of this perennial grass.     

加勒比松幼林追肥试验研究

加勒比松1a生幼林氮磷钾不同配比的追肥试验表明，追肥后6a，肥效都极显著；其中以第2a的效果最显著，最大树高、胸径、材积分别比不追肥增加39．1％～52．6％、45．4％～109．3％和34．1％～405．6％；6a后肥效下降，但追肥仍比不追肥的树高、胸径、材积增长8．7％～20％、10．9％～17．9％、31．5％～54．7％。氮磷钾配合施用的效果最佳，施氮磷而缺钾有负效应。当氮磷钾相同配比（N30P30K30）时有特殊的低效应。     

华北平原夏玉米季化肥氮去向及土壤氮库盈亏定量化探索

为提高华北平原夏玉米种植体系的氮肥利用率、减少氮肥对环境的污染,对前人的15N示踪试验数据进行整理核算,分析肥料氮、作物氮、土壤氮三者之间的关系,探明夏玉米季化肥氮的去向及土壤氮库的盈亏情况。结果表明：华北平原地区玉米产量最高时施氮量平均为190 kg·hm-2;秸杆吸氮量高于籽粒,且吸氮量随施氮量增加而升高,土壤残留量和损失量有随施氮量增加而增加的趋势;土壤氮库盈亏量与施氮量之间呈现线性极显著正相关,在秸秆50%和100%还田的两种条件下,施氮量为198 kg·hm-2和137 kg·hm-2时,土壤氮库达到平衡;推荐施氮条件下夏玉米对氮肥的吸收利用率远高于传统施氮,过量施氮会引起作物产量和氮肥利用率降低的负效应,增加土壤氮素残留和损失;施氮量在40~360 kg·hm-2范围内时,3种秸秆处理方式下,氮肥各去向绝对量与施氮量之间均呈显著线性相关关系;而氮肥各去向比率与施氮量之间只有地上部吸收率和籽粒吸收率与施氮量之间呈显著线性相关关系。由此,明确了华北平原夏玉米合理施氮量：秸秆50%还田时,为198 kg·hm-2;秸秆100%还田时,为137 kg·hm-2,揭示了华北平原夏玉米施氮量与土壤氮库盈亏量呈线性极显著正相关。这为确定华北平原夏玉米合理施氮量,提高氮肥利用率,避免肥料浪费及其对环境的危害提供了理论依据。     

荔枝营养需求特点及其施肥技术研究

通过采样分析,探明了荔枝的营养特点,并在此基础上提出了施肥技术.研究表明,叶片养分含量为N＞K＞P;各生育期叶片N变化不大,P、K则有逐步下降的趋势,显示后期需要补充P、K养分;花的发育必须有较多的P、K供应,果实发育后期必须有较多的Ca供应;中后期施用硫酸钾能提高荔枝的品质和产量.