叶面调理剂对复合污染农田小麦籽粒Cd、As和Pb累积的阻控效应

针对麦田土壤镉（Cd）、砷（As）和铅（Pb）复合污染问题,采用田间小区试验,于拔节期、孕穗期和灌浆初期对小麦进行叶面单独和混合喷施Zn（0.2% ZnSO₄）、Mg（0.4% MgSO₄）和Mn（0.2% MnSO₄）处理,以期探究叶面调理剂对小麦籽粒Cd、As和Pb累积的阻控效应,最终筛选出适用于北方重金属复合污染区有效阻控小麦籽粒中Cd、As和Pb累积的叶面调理剂.结果表明,与对照相比,叶面喷施Zn+Mg+Mn复配溶液能够显著降低小麦籽粒中Cd、As和Pb含量,降幅分别为18.96%、23.87%和51.31%,TF_{籽粒/秸秆}分别降低了14.62%、27.73%和47.70%,该叶面调理剂能够通过抑制Cd、As和Pb从小麦茎叶到籽粒的转运进而降低其在籽粒的累积;研究还发现,对照的籽粒中Cd和As主要分布在中心胚乳（34.08%~37.08%）,而Pb主要分布在果皮和种皮（27.78%）.喷施Zn+Mg+Mn复配溶液可显著降低Cd和As在糊粉层含量,分别比CK降低81.10%和82.24%,而Pb除果皮和种皮、中心胚乳外,各层次Pb含量均显著降低（降幅为42.85%~91.15%）,各层次面粉只有糊粉层（P2）重金属含量与Zn含量呈显著负相关.综上所述,对于北方石灰性土壤Cd、As和Pb中度复合污染农田,于小麦拔节期、孕穗期和灌浆初期各喷施一次Zn+Mg+Mn复配的叶面调理剂,可有效阻控Cd、As和Pb在小麦籽粒尤其是糊粉层的累积.在此基础上,可通过去除麦麸来进一步降低重金属尤其是Cd的污染,保证小麦安全生产和粮食安全.     

柠檬酸辅助甜高粱对南方典型母质土壤的镉修复效应

甜高粱生物量大,镉（Cd）吸收能力强,具有植物修复Cd污染土壤的潜力.为研究柠檬酸辅助甜高粱对南方典型母质土壤的Cd修复效应,在湖南省2种典型成土母质（中性紫泥田和黄麻砂泥田）Cd污染农田,开展甜高粱植物修复田间试验.结果表明：①柠檬酸对甜高粱生长无抑制,施用柠檬酸后甜高粱成熟期地上部生物量均呈现增大趋势,增幅为10.1%~24.7%;②甜高粱种植和柠檬酸施用降低了土壤pH值,其中柠檬酸施用进一步降低甜高粱各生育期土壤pH值,且在中性紫泥田降幅更大,降低了0.24~0.72个单位;③甜高粱种植和柠檬酸施用降低了土壤Cd总量,中性紫泥田和黄麻砂泥田降幅分别为23.8%~52.2%和17.1%~31.8%,并同时增大两地土壤Cd酸可提取态占比38.6%~147.7%和4.8%~22.7%;④柠檬酸施用显著提高甜高粱各部位Cd含量,中性紫泥田甜高粱茎和叶ω（Cd）分别为0.25~1.90 mg·kg^-1和0.21~0.64 mg·kg^-1,均高于黄麻砂泥田;⑤施用柠檬酸后中性紫泥田甜高粱成熟期地上部Cd提取量可达47.56 g·hm^-2.综上,柠檬酸可强化甜高粱修复Cd污染土壤效率,在中性紫泥田上效果更好,该技术具有重金属污染农田的边生产边修复潜力.     

镉全细胞微生物传感器研究进展

镉全细胞微生物传感器（cadmium whole-cell biosensors,Cd-WCBs）以微生物为载体,利用微生物的调节元件组成模块化基因回路,以实现镉生物有效性的简单、经济和高通量检测.本文概述了基于转录因子和酶生物传感器构建的非特异性Cd-WCBs,以及基于转录因子和荧光共振能量转移构建的特异性Cd-WCBs.本文还总结了Cd-WCBs的基本优化策略,主要包括对识别蛋白进行定向改造或定向进化、利用反馈调控优化基因回路以及改造底盘细胞的金属调控系统.目前,Cd-WCBs已经用于不同环境介质中镉的生物有效性检测,但是其在实际环境中细胞活性,和检测性能仍有待提高.本研究指出未来可通过开发和改造底盘生物来提高传感器的环境适应能力,利用多种合成生物学手段进一步提高传感器的检测灵敏度和特异性.     

叶面喷施纳米MnO2对水稻富集镉的影响机制

镉（Cd）容易被水稻富集,从而造成稻米中Cd含量超标,严重威胁人类健康.锰（Mn）是植物必需元素,为了探究叶面喷施纳米MnO₂对水稻富集Cd的影响机制,本研究在酸性Cd污染土壤上进行田间小区试验,在水稻抽穗早期叶面喷施0.1%、0.3%和0.5%的纳米MnO₂溶液.结果表明与对照组相比,叶面喷施不同浓度的纳米MnO₂可以有效降低水稻叶、壳和糙米中的Cd含量,增加所有部位的Mn含量,但对水稻的产量影响不大.叶面喷施纳米MnO₂后,提高了叶片光合作用效果,抑制了叶片脂质过氧化,增加了氧化应激酶的含量,从而缓解Cd对水稻的胁迫.此外,叶面喷施纳米MnO₂增加了水稻根表铁锰胶膜的含量,强化了铁锰胶膜对Cd的吸附/共沉淀作用,从而限制水稻根系吸收Cd.因此,在水稻抽穗早期叶面喷施纳米MnO₂是一种增加糙米中Mn含量和减少Cd含量的有效措施.     

无机阴离子对镉、铅解吸特性的影响

土壤中重金属的解吸直接影响重金属在环境中的形态转化和植物有效性.而地表水环境及土壤中的无机阴离子能与重金属离子络合,影响重金属在环境中的迁移和作物的吸收.因此,有关无机阴离子对重金属解吸特性影响的研究,将有利于了解重金属的吸附-解吸机制及其控制措施.文章以我国东北地区草甸棕壤作为研究对象,采用静态解吸实验研究无机阴离子(C1-、SO42-、F-)对土壤中镉、铅的解吸行为的影响.结果表明,土壤中镉、铅的解吸率与无机阴离子类型、浓度密切相关;随着解吸液中无机阴离子(C1-、SO42-、F-)浓度的增大,土壤镉、铅的解吸率随之提高.C1-、SO42-、F-这3种无机阴离子对解吸土壤中镉的影响力顺序是:C1- > SO42- > F-;对解吸土壤中铅的影响力顺序是:SO42- >C1- > F-.     

温度、pH值及盐度对龙须眼子菜吸附镉、铅的影响

以龙须眼子菜(Potamogeton pectinatus)干样为材料,研究了不同温度、pH值和盐度对龙须眼子菜吸附镉、铅离子的影响.结果表明,不同温度及不同pH值下龙须眼子菜对镉吸附符合Langmuir模型,对铅的吸附符合Freundlich模型.与5 ℃、10 ℃、30 ℃处理相比,20 ℃时龙须眼子菜对镉、铅的吸附能力较强.当其它条件不变时,在pH值为3～7的范围内,龙须眼子菜对镉的吸附随pH值升高而增加,对铅的吸附随pH值升高而减少.在0.5～10 g·L-1的盐度范围内,随着溶液盐度的增加龙须眼子菜对镉吸附减少,但对铅的吸附却增加.龙须眼子菜是一种对镉、铅有很强的吸附能力的沉水植物,对温度、酸碱度、盐度适应范围也很广,因而可作为生物吸附剂用于含镉、含铅废水的处理.     

Cd胁迫对马蔺和鸢尾幼苗生长、Cd积累及微量元素吸收的影响

以2种耐性不同的鸢尾属植物马蔺(Iris lactea var.chinensis)和鸢尾(Iris tectorum)为试材,通过营养液培养法,研究了Cd胁迫对其幼苗生长、Cd积累及微量元素吸收的影响.结果表明,低Cd(5 mg·L-1)和高Cd(50 mg·L-1)胁迫下,马蔺和鸢尾干物质量均呈上升趋势.高Cd处理70天时马蔺地上部和根系干物质量分别是处理前的2.37、2.31倍,而鸢尾在Cd处理40天后出现严重毒害症状.2种鸢尾体内Cd质量分数均随胁迫时间的延长呈先增后降的趋势.鸢尾地上部和根系Cd质量分数在低Cd处理后第30天时达到峰值,分别为220.5 μg·g-1和1172.3 μg·g-1,而马蔺根系Cd质量分数第40天时达到最大值1182 μg·g-1,且地上部于第50天时达到峰值264.4 μg·g-1.高Cd处理下,马蔺地上部和根系Cd质量分数均高于鸢尾.Cd胁迫还导致2种鸢尾属植物微量元素吸收代谢紊乱,对其根系Fe质量分数表现出"低促高抑"的效应,使地上部和根系Zn含量均下降,根系Cu含量增加,而对Mn吸收的影响相对较小.     

CdI42-·Fe(phen)32+离子对1,2-二氯乙烷萃取光度法测定水中痕量镉的研究

研究萃取光度法测定痕量Cd的最佳实验条件,结果表明,λ_max=512nm,ε=2.42×10⁶L·mol^-1·cm^-1,相对标准偏差为2.6%(自来水)和3.1%(河水).水样中Cd的含量在0-1μg/25ml范围内服从比尔定律。应用于自来水及河水中Cd的测定,结果令人满意。     

聚吡咯修饰电极测定废水中的镉

讨论了聚吡咯对镉离子的配位富集作用及其影响因素,并用循环伏安法加以证实。在０．１－５０ｍｇ／Ｌ的范围内,Ｃｄ６２＋浓度与还原峰电流成线性关系。检测限为０．０５,ｇ／Ｌ可用于废水测定,方法简便,快速,干扰少。     

砷、矾与镉交互作用及其对土壤吸附镉的影响

研究了砷、矾与镉交互作用及其对土壤吸附镉的影响 .结果表明 :江西红壤、海南砖红壤、湖南红壤和北京褐土等四种土壤吸附镉的等温线符合Freundlich方程 ,吸附常数K的大小顺序为 :北京褐土 >湖南红壤 >江西红壤 >海南砖红壤 .pH值是决定土壤吸附镉的关键因素之一 ,砷和矾的存在可促进土壤对镉的吸附