铜陵矿区土壤中镉存在形态及生物有效性

采取Tessier连续提取法，研究铜陵矿区不同功能区表层土壤中镉的化学形态分布和生物有效性。结果表明，各种土壤中的镉含量全部高于地区背景值，主要来源与矿业活动有关，部分样品还有矿体的风化富集叠加，土壤镉污染指数PCd为1．15～79。镉含量依次为矿体风化土壤→废矿堆下垫土→市郊菜地土→矿区铜草土、路边土和稻田土→其它土壤。其形态分布，酸性土壤中以Fe-Mn氧化态和可交换态为主，其余三态相对较低；碱性土壤中有机态和残渣态比例较高，碳酸盐态和可交换态所占的比例低。土壤中生物可利用态镉的含量较高，占土壤总镉的60．20%-98．3％，生物不可利用态仅占1．7％-39．2％。     

蚯蚓对垃圾与底泥中镉的富集现象

通过蚯蚓处理垃圾及纳污河流底泥实验研究发现蚯蚓可选择吸收并富集垃圾及底泥中的镉，但对其他重金属元素铅、铜、锌等并无此种富集吸收现象。     

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.     

水稻耐氨固氮菌施用效应研究

早、晚两季的田间试验结果表明,在电脑推荐施N水平上,耐氨固氮菌的增产效果不显著;在低N情况下(每公顷减纯N37.5kg),耐氨固氮菌的增产效果达显著水平,早、晚稻分别增产8.41％和7.21％。15N示踪盆栽试验结果表明,耐氨固氮菌对根系生长有明显的促进作用,在秧苗期明显增加秧苗对肥料15N的吸收．禾苗分蘖盛期则增强了禾苗根系的吸氮能力。     

庐山地区底栖大型无脊椎动物耐污值与水质生物学评价

自1996年至1999年，对庐山自然保护区22个采样点的底栖大型无脊椎动物进行了调查．完成了庐山底栖大型无脊椎动物大多数科与部分属的耐污值核定工作，在Hilsenhoff(1988)与Lenat(1993)工作基础上，新增73科的耐污值．首次提出了蜚蠊目B1attodea、脉翅目Neuroptera、半翅目Hemiptera及鞘翅目Coleoptera水生类群的耐污值．其它主要水生昆虫11个目，凡在中国有分布记录或可能在中国及邻近地区有分布的科均收入并提出耐污值．摇蚊科中国常见的16属引用了Lenat(1994)推荐的耐污值，增加了甲壳纲Crustacea、寡毛纲O1igochaeta、腹足纲Gastropoda、腮瓣纲Lemellibranchia、蛭纲Hirudinea、涡虫纲Turbellria与蜱螨纲Acarina水螨总科Hydrachnoidea等的耐污值．利用上述耐污值系统，对22个采样点中的13个进行了连续水质生物监测，对其余9个采样点水质进行了评估．1996年5月至1999年9月期间，13个采样点水质由重污染至极清洁排序可分6类：如琴湖、东谷溪流、电站水库属重污染水体；天桥由轻污染至重污染；2级站、1级站、3级站由很清洁或清洁至一般；芦林湖、电站水库南支流很清洁；黄龙潭由很清洁至轻污染；三叠泉、第四纪冰川遗址、大月山水库为极清洁．多数采样点1996年11月水质好于5月份的水质．1999年所有采样点水质均比1996年2次调查时差，说明庐山水质污染呈加重趋势．图2表2参18     

镉胁迫对莴苣幼苗生长及抗氧化酶系统的影响

以笋王一号(Lactucasativa L. sativa var.Angustata Irish.cv Sunwang NO.1)为材料,通过营养液水培试验,研究了不同浓度的Cd胁迫对莴苣幼苗生长和抗氧化酶的影响.试验结果表明:10～100 μmol·L-1Cd2+对幼苗株高、根长、叶面积和叶数的增加具有明显的抑制作用,且随着浓度的增加抑制程度加重,但低浓度的Cd2+(1 μmol·L-1)却产生了一定的促进作用;幼苗根、叶中MDA含量和G-POD、叶中SOD活性随着Cd处理浓度的增加明显增加,但根中的SOD在100 μmol·L-1Cd胁迫下明显低于对照,同时,1 μmol·L-1Cd对根和叶片中的APX和CAT活性有一定的激活效应,以后随着Cd处理浓度的提高表现为抑制效应,且随着Cd浓度的增加抑制效应逐渐增强.     

镉在五节芒(Miscanthus floridulus)不同种群细胞中的分布及化学形态

通过营养液培养,以种子分别来自粤北大宝山矿区和惠州博罗非矿区的2个五节芒种群为试验材料,并采用差速离心技术和化学试剂逐步提取法,比较研究了Cd在2个种群根、茎和叶片中的亚细胞分布及化学形态.结果表明,五节芒2种群各部位的Cd主要富集在细胞壁和以液泡为主的可溶组分,在叶绿体、细胞核和线粒体中的分布较少;2种群根、茎、叶的亚细胞各组分Cd含量由高到低的次序均为:细胞壁组分(F1),可溶组分(F4),细胞核和叶绿体组分(F2),线粒体组分(F3).Cd在五节芒矿区种群根、茎、叶中的含量均显著高于非矿区种群.提高Cd处理质量浓度,对于非矿区种群,Cd在细胞壁(F1)和可溶组分(F4)的分配比例下降,在细胞核和叶绿体组分(F2)与线粒体组分(F3)的分配比例卜升;而对于矿区种群,Cd在细胞壁(F1)的分配比例上升,在可溶组分(F4)、细胞核和叶绿体组分(F2)与线粒体组分(F3)的分配比例下降,细胞壁对Cd的同持作用增强.五节芒2种群根中Cd的化学形态存在着明显差异:低Cd(5 mg·1-1)处理下,矿区种群根中的Cd以水提取态、氯化钠提取态和醋酸提取态为主,各占36.41%、28.15%和17.04%,其它形态所占比例较少;而非矿区种群根中的Cd以氯化钠提取态、水提取态和醋酸提取态所占比例较大,各占31.58%、23.15%和20.85%.提高Cd处理质量浓度,矿区种群根中的氯化钠提取态为优势形态,所占比例提高到41.29%,水提取态所占比例也提高到38.25%.其他提取态所占比例均有不同幅度下降;而非矿区种群根中氯化钠提取态Cd含量比例下降到21.45%,各化学形态的在分配比例上表现为平均化趋势.因此,细胞壁同持、可溶组分的液泡区隔化和向活性较弱的结合形态转移可能是五节芒矿区种群耐Cd的主要机制.     

镉对小麦根尖细胞的遗传损伤效应

为了研究重金属镉对小麦是否产生细胞毒性和遗传毒性效应,采用不同浓度镉对小麦根尖处理24、48、72 h,统计有丝分裂指数、微核率及染色体畸变率.结果表明,1 μmol·L-1镉可提高小麦根尖细胞有丝分裂指数,但随镉处理浓度的提高和处理时间的延长,有丝分裂指数逐步下降;4个时期相比,镉对有丝分裂前期和中期的影响较小.微核率随着镉处理浓度的提高而增加,但浓度过高时,微核率随着镉处理时间的延长反而有所降低.此外,染色体畸变率也逐步上升,且随镉浓度的增加和处理时间的延长,其作用效果急剧加大,呈现明显的剂量-效应、时间-效应关系.说明镉可引起小麦根尖细胞有丝分裂抑制和染色体损伤,具有明显的遗传毒性.     

水稻施用耐氨固氮菌的效应研究

定位试验表明：施用耐氨固氮菌能促进水稻根系对氮素的吸收，显著增加水稻产量．耐氨固氮菌具有固氮能力，但按现行的施用量则固氮水平不足３０ｋｇ／ｈｍ２．在施氮水平较高的情况下。施用耐氨固氮菌能增加土壤有机质、全氮和碱解氮含量．     

改良剂对根际土壤-水稻系统中镉运移的影响

稻田镉(Cd)污染治理是我国目前农田重金属污染治理的重点和难点.铁的氧化还原过程对Cd在土壤-水稻系统中的运移发挥着极其重要的作用.从铁循环调控入手,研发阻控稻米Cd累积的钝化技术及产品,势必能为农田重金属污染治理提供新的解决途径.本研究以自主研发的改良剂为对象,通过野外田间试验,研究改良剂对Cd从根际土壤向根表铁膜迁移及在水稻不同组织器官间转运的影响,探索铁循环影响Cd在根际土壤-水稻系统中运移的机制.结果表明,改良剂施用促进了根际土壤中铁硫化物的形成,其与Cd共沉淀显著减少了分蘖期、拔节期和灌浆期根际土壤中乙酸铵浸提态Cd(NH4AcCd)的含量;成熟期排水烤田致使铁硫化物被氧化,其对Cd的释放显著增大了根际土壤中NH4Ac-Cd的含量;铁硫化物形成减弱了Fe(Ⅱ)从根际土壤向根表的迁移能力,铁膜中铁(DCB-Fe)的含量随之减小,铁膜对Cd的吸附能力减弱导致分蘖期和灌浆期铁膜中Cd(DCB-Cd)的含量显著减小;改良剂施用有效减弱了根系对Cd的转运能力,增大了拔节期、灌浆期和成熟期Cd在根系的分布比例,而减少了拔节期、灌浆期和成熟期Cd在茎叶、以及成熟期Cd在糙米中的分布比例.本研究成果将为后期改良剂的研发及应用提供理论依据,对解决稻田Cd污染治理难题具有重要意义.