方解石基组配钝化剂与低积累玉米协同修复效果

针对典型北方碱性镉和铅复合污染农田土壤,开展土壤钝化与低积累农作物协同修复田间试验,以方解石作为主量钝化材料,分别复配少量熟石灰、沸石粉和生物炭形成组配钝化剂.研究在CL(方解石+熟石灰)、 CZ(方解石+沸石)、 CB(方解石+生物炭)和CLZB(方解石+熟石灰+沸石+生物炭)不同组配条件下,对土壤理化性质、重金属Cd和Pb生物有效性的影响,以及对低积累玉米产量和植株(茎叶和籽粒)重金属Cd和Pb含量的影响.结果表明：(1)施用钝化剂均能保障玉米正常生长,小幅提升玉米千粒重与玉米产量.(2)不同方解石基组配钝化剂处理对土壤理化性质的影响具有一定的差异性,CL、 CZ、 CB和CLZB处理对土壤pH分别提升0.46、 0.25、 0.12和0.13个单位,对土壤肥力指标无显著相关性(P>0.05).(3)不同方解石基组配钝化剂处理均能显著降低土壤Cd和Pb的DTPA浸提态和离子交换态含量,其中CLZB处理对DTPA浸提态Cd和Pb含量降低率分别为49.36%和72.55%,对离子交换态Cd和Pb含量降低率分别为55.39%和78.52%.(4)在不同组配钝化剂处理后可使低积累玉米...     

不同玉米品种Cd、Pb、Zn和As积累与转运特性

通过田间试验,研究了22个玉米品种同时在未污染、轻度、中度和重度重金属Cd、Pb、Zn和As复合污染农田土壤条件下,玉米植株各部位对Cd、Pb、Zn和As的富集和转运特性,并对Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni和Zn这8种重金属元素进行了主成分分析和相关性分析,探讨了玉米植株吸收Cd、Pb、Zn和As含量与土壤中重金属元素形态含量的关系.结果表明：①玉米植株不同部位Cd和Zn含量分布规律为：穗上茎叶>穗下茎叶>根>籽粒,Pb分布规律为：根>穗下茎叶>穗上茎叶>籽粒,As分布规律为：根>穗上茎叶>穗下茎叶>籽粒,分布规律的不同与作物本身积累特性以及研究区土壤中Cd、Pb、Zn和As的环境活性高低密切相关.②22个玉米品种遗传背景的较大差异造成品种间Cd和Pb的积累具有显著差异（P<0.05）,表现为4种趋势：Cd和Pb复合高积累品种,单一Cd或Pb低积累品种（低Cd高Pb、低Pb高Cd）,Cd和Pb复合低积累品种.其中3个品种籽粒Cd含量超过国家食品安全标准,14个品种茎叶Cd含量超过国家饲料卫生标准;所有品种茎叶和籽粒Pb含量均未超标,但部分品种籽粒Pb含量接近限值具有超标风险;不同玉米品种茎叶和籽粒As含量均远低于标准限值,表现出稳定的低积累特性;不同玉米品种茎叶Zn含量随土壤Zn含量的升高而升高,但籽粒Zn含量维持在满足植株正常生长的阈值范围内.③研究区玉米植株中Cd、Pb、Zn和As具有一定的同源性,主要受土壤中Cd、Pb、Zn和As污染物含量超标的影响较为深刻,这说明矿山采选和尾矿堆存带来的人为来源,玉米植株中Cu元素受到一定人为污染来源的影响,但影响程度有限;玉米植株中Hg、Ni和Cr元素间具有一定的同源性,说明成土母质和风化产物累积的自然来源.④玉米植株各部位Cd、Pb、Zn和As元素含量,以及Cr和Ni元素含量均具有极显著正相关性（P<0.01）,Cd、Pb、Zn和As元素在植物体内的运输机制可能有共同之处,从玉米根部向地上部迁移方面表现出协同效应,Cr和Ni元素同样如此.而玉米茎叶中Hg与Cd、Pb、Zn和As元素,以及籽粒中Hg与Cd、Hg、As、Pb、Cr、Ni和Zn元素均表现出一定的拮抗作用.⑤采用对照优选法将同时满足：茎叶Cd、Pb和As含量未超过国家饲料卫生标准,籽粒Cd、Pb和As含量未超过国家食品安全标准,籽粒Cd、Pb和As聚类分析为低积累类群,植株茎叶和籽粒Cd、Pb和As富集和转运系数较低作为优选条件,筛选出C18（先玉335）可作为Cd、Pb和As复合低积累且籽粒Zn含量维持在正常水平的优选玉米品种,适宜在北方工矿企业周边重金属复合污染农田推广应用.