~(134)Cs在茶树上的行为

茶树喷洒~(134)Cs后,~(134)Cs在老茶叶上的残留和新茶叶上的吸收都遵循一级反应动力学模式。~(134)Cs叶面污染后危害性最大,水质污染和土壤污染具有潜在的危害性。茶树对~(134)Cs的富集能力低,K值为0.02;鲜茶叶经制茶加工后,~(134)Cs的损失率达13.3％;茶叶经4次浸泡后,~(134)Cs的总浸出率为83.6％。     

盆栽-自然土生长试验研究小麦对土壤中~(137)Cs的吸收

利用环境放射性示踪剂盆栽模拟试验研究了2种小麦对不同活度水平的纯自然江西红壤中137Cs的吸收规律。结果表明,除林地土壤基本不含137Cs外,小麦植株中137Cs均有一定程度的积累,且小麦对137Cs的浓集能力(用转移系数TF表示)随土壤活度水平的提高而增强,大致为扬麦12号:草地(116.36)>水稻旱(47.22)>旱耕(27.33)>林地(几乎没有);扬麦158号:草地(194.92)>水稻旱(16.54)>旱耕(13.41)>林地(几乎没有)。小麦植株各组成部分137Cs积累量大致为:根>茎秆和籽粒外壳>籽粒。小麦吸收的137Cs对估算土壤侵蚀量有很大影响,可为今后示踪模型的修正提供依据。     

植物对~(137)Cs污染土壤的修复

选用了南瓜、油菜、虎尾草、红梗叶甜菜、东升叶甜菜和红甜菜等几种植物,通过盆栽模拟,研究不同活度137Cs污染的广东大亚湾水稻土、浙江秦山水稻土和北京褐土的生物修复作用。结果表明,供试植物在3种土壤上均对137Cs有较强的吸收能力,并随137Cs施入量的增加而增加,两者呈显著正相关r2=0.9989。在污染水平相同的情况下,试验发现,虎尾草、油菜和南瓜所吸收137Cs的比活度随土壤的pH值降低而增加。6种植物的生物修复能力差异较大,综合评价结果为,对137Cs污染土壤修复能力的顺序是:虎尾草>油菜>红梗叶甜菜>南瓜>红甜菜>东升叶甜菜。     

抗辐射球菌对结球甘蓝吸收~(134)Cs的影响

在土壤中引入134Cs后接种抗辐射球菌(Deinococcus radiodurans),研究其对放射性铯在土壤中化学形态的影响。在抗辐射球菌存在的情况下,利用结球甘蓝(Brassica oleracea)吸收134Cs,初步研究了134Cs化学形态与结球甘蓝对其吸收能力的关系。结果表明:134Cs在土壤中主要以残留态形式存在,且接种抗辐射球菌的土壤残留态134Cs比在无菌土壤中的比例高28.64%~38.17%。结球甘蓝对134Cs的吸收量约为12100Bq/g,但在接种抗辐射球菌后,结球甘蓝对134Cs的吸收量约为8500Bq/g,比未接种细菌时的吸收量下降了约29%。抗辐射球菌可以改变134Cs在土壤中的化学形态,从而降低植物对134Cs的吸收。     

几种海洋软体动物对低放射性水平~(65)Zn和~(134)Cs的积累、分布和排泄

在大亚湾核电站附近的潮间带采集腹足类的滨螺(Littorinopsis sp.)、桑椹螺(Clypemorus humilis)、沟纹笋光螺(Terebralia sulcata)和瓣鳃类的畸心蛤(Anomalocardio flexuosa),于室内进行~(65)Zn和~(134)Cs的吸收积累、分布和排泄试验。结果表明,这些海洋软体动物对低放射性水溶液的~(65)Zn有较大的吸收能力,且腹足类大于瓣鳃类。积累试验第9天,滨螺、桑椹螺、沟纹笋光螺对~(65)Zn的吸收率分别为32.33％、37.30％和15.14％,畸心蛤为11.95％;腹足类的3种螺对~(134)Cs的吸收率分别为1.30％,1.08％和1.53％,畸心蛤为1.39％。~(65)Zn在畸心蛤各器官组织的分布顺序为:外套腔液>鳃>内脏团>外套膜>闭壳肌>贝壳>足。排泄试验结果表明,上述动物体内的放射性核素积累按方程式y=A.e~(-λτ)的规律下降。     

~(137)Cs在土壤中的污染行为与钾盐的防治效果

本研究结果表明 ,在污染水平相同的情况下 ,不同土壤对春小麦吸收137Cs有很大影响 ,植株中137Cs的比活度相差几十倍。在同一种土壤、不同污染水平下 ,春小麦对137Cs的吸收与土壤中137Cs的污染水平呈正相关。在137Cs污染的土壤上施用钾盐可以降低春小麦植株对137Cs的吸收。防治效果与钾盐施用量有关 ,本试验结果为土壤阳离子代换量 1 / 3 0的量施用效果最好 ,使植株中的137Cs比活度降低 84 74%～88 89% ,与不施钾盐的对照组的差异十分显著     

六种水培的苋科植物对~(134)Cs的吸收和积累(英文)

对营养液栽培 42d后的 6种苋科植物用不同13 4 Cs比活度处理 ,1周后收获并分析13 4 Cs比活度。结果表明 ,不同植物组织的烘干重和最大生长高度存在差异。不同植物和同种植物不同器官间13 4 Cs积累量表现为显著差异 ,但差异取决于初始加入到营养液中的13 4 Cs比活度。放射性自显影结果表明 ,各种植物叶片积累的13 4 Cs比根茎积累的多。籽粒苋 (AmaranthuscruentusL .)较其它植物生物量高、根系密度大、生长速率快 ,虽然籽粒苋中13 4 Cs比活度较低 ,但其茎叶器官从13 4 Cs水培液中剔除的13 4 Cs明显高得多 ,且表现出很高的13 4 Cs去除速率。研究还发现 ,6种植物叶部含钾量与13 4 Cs比活度之间存在较弱的线性相关性。     

水生植物对~(134)Cs的吸收

水体中(134)~Cs的消失和水生植物对(134)~Cs的吸收均以指数回归形式进行。螃蜞菊(Alternanthera philoxeroides)对水体中(134)~Cs的吸收速率最快,富集系数最高,达560。卡州萍(Azolla caroliniana W.)为12.8。金鱼藻(Ceratophyll-um demersum L.)和水葫芦(Eichhornia crassipes)分别为4.6和3.5。因此,螃蜞菊能净化水体中的(134)~Cs。植物根系吸收(134)~Cs后,能把它运转到地上部,螃蜞菊中约有75％的(134)~Cs停留于根部,25％运转到地上部。     

水稻对~(14)CO_3~(2-)的吸收和积累动态

用同位素示踪技术研究水稻对14CO32-的吸收和积累动态,及其在水稻田中的行为特性。结果表明:通过水稻根系和浸于水中的茎杆下部吸收的14CO32-离子会向上部组织输送并形成积累趋势;在上部组织中,叶和茎杆上部的14C比活度随时间呈逐渐上升的趋势,而穗中的比活度于14d达最大值(271.9Bq/g)后又呈下降趋势;茎杆下部由于直接浸于水中,表现出对14CO32-离子的快速吸收、吸附,此后随时间呈下降趋势,根部表现出上升过程迟后于茎杆下部,其14C比活度也低于茎杆下部。上部组织(穗、叶和茎杆上部)中14C的百分含量随时间上升,而下部组织(茎杆下部和根)则相反,至试验后期(21~35d),其百分含量基本持平(约各占50%),14C从下部组织向上部组织输送的特征非常明显。     

~(60)Co在小麦-土壤系统中的消长动态

采用模拟污染物的核素示踪技术研究了60Co在小麦-土壤系统中的迁移、消长和分配动态,并建立了其行为规律的数学模型。结果表明:(1)60Co由表土进入系统后即在系统中发生迁移,小麦主要经根部吸收60Co,然后向其他各部位转移和分配。小麦植株中60Co比活度起初随时间迅速增高,达到某一最大值后开始下降。根中60Co比活度显著高于植株其他部位,小麦各部位中60Co比活度的大小顺序为:麦根>麦秸>麦壳>麦粒;(2)土壤中60Co主要滞留于表层6cm内,其比活度与距土表深度呈单项指数负相关;(3)60Co在小麦-土壤系统中比活度的动态变化规律由多项指数描述;(4)小麦对土壤中的60Co具有一定的富集能力。     

Comparative analysis of the relationship between Cs and K in soil and plant parts toward control of Cs accumulation in rice

The effect of soil exchangeable potassium (K) and cesium (Cs) levels on Cs uptake and accumulation in different parts of rice (Oryza sativa L.) plants were examined using paddy soils with diverse exchangeable K and Cs in pot experiments. Aboveground Cs uptake decreased with higher exchangeable K and was linearly correlated with exchangeable Cs/K ratios, indicating competitive absorption of these elements by roots. Variation in Cs concentration in brown rice among soils was also related to the exchangeable Cs/K ratio. The exchangeable Cs/K ratio was positively reflected in the Cs/K concentration ratio in each plant part, with a specific slope, suggesting that Cs transport was coordinated with K transport and that there were regulated discriminations of Cs against K in the translocation process among parts. The Cs/K ratio was higher in brown rice and dead leaves than in active leaves, stems and husks. The distribution of Cs accumulation in brown rice was 14.5% on average, but it was variable and negatively related to K concentration in the stem. The Cs distribution in aboveground plant parts also decreased with higher K concentration in the root. These results imply the importance of the competitiveness with K in the root absorption and translocation of Cs within the plant. Based on the observed relationship between Cs and K, effective K management and other measures to control Cs accumulation in plant parts are discussed.     

Exchangeable Cs/K ratio in soil is an index to estimate accumulation of radioactive and stable Cs in rice plant

Pot and field experiments were conducted to clarify the effect of soil exchangeable potassium (K) and cesium-137 (¹³⁷Cs) on ¹³⁷Cs accumulation and to establish soil index in rice (Oryza sativa L.). Four paddy soils in Fukushima Prefecture, Japan, showing different transfer factors for radioactive Cs derived from the accident of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station in the field were compared in terms of ¹³⁷Cs accumulation in rice in a pot experiment. ¹³⁷Cs accumulation in shoots and brown rice widely varied among soils with the transfer factor ranging from 0.018 to 0.068 for shoots and 0.004 to 0.065 for brown rice. ¹³⁷Cs concentration in brown rice and shoots tended to decrease with higher levels of soil exchangeable K, and they were more closely related to the exchangeable Cs/K ratio. Similar relationships between the Cs/K ratio and Cs accumulation in plants were obtained for the stable isotope cesium-133 (¹³³Cs). The distributions of ¹³⁷Cs and ¹³³Cs in grains were also similar and variable among soils. The transfer factors obtained in pot experiments mostly agreed with field observations. The results imply that the exchangeable ¹³⁷Cs/K can be a potential soil index to estimate ¹³⁷Cs accumulation in rice.     

硒对镉胁迫下寒地水稻镉含量与分配的影响

【目的】研究施硒对不同镉污染土壤上镉在水稻各器官中的分配及稻米中镉含量的影响,探讨通过施硒降低水稻镉吸收量及在稻米中分配的可行性。【方法】采用盆栽试验,以垦鉴稻6号为材料,研究添加不同浓度镉(0、2、4和8 mg/kg土壤)的条件下,施硒(0、0.07和0.14 mg/kg土壤)对水稻不同器官镉含量和镉分配的影响。成熟期整盆收获,分别测定叶片、叶鞘、茎秆、根系和糙米、精米镉含量、硒含量和干物重,计算镉积累量和分配比例。【结果】1)当土壤镉浓度在0 4 mg/kg时,水稻各营养器官和糙米、精米中镉含量随土壤镉浓度增高而显著增加,但当土壤中镉浓度4 mg/kg时,糙米和精米中镉含量增加不显著。未施硒(Se0)时,Cd2(4 mg/kg)和Cd3(8mg/kg)处理糙米中镉含量分别为0.221 mg/kg和0.234 mg/kg,分别是Cd0处理的15.8和16.7倍,均超过我国国家食品安全标准中稻米镉的限量(0.2 mg/kg),精米镉含量未超过国家食品安全规定的限量,Cd3处理精米中镉含量最高,为0.174 mg/kg。2)相同镉浓度下,随着硒浓度的增加,水稻各营养器官和糙米、精米的镉含量和镉积累量均显著下降,糙米和精米的镉含量均低于我国国家食品安全规定的稻米镉限量,且Se2(0.14 mg/kg)处理优于Se1(0.07 mg/kg)处理。其中Cd1(2 mg/kg)浓度时,Se2处理的精米镉含量下降幅度最大,比Se0降低31.5%(P0.01)。3)镉在各器官中的分配比例为根系茎鞘稻谷叶片。随着硒浓度的增加,镉在根系中的分配比例增加,在地上部的分配比例减少,在稻壳中的分配比例增加,在精米中的分配比例下降。在Cd1浓度时,根系镉分配比例范围为60.9%67.8%,稻谷镉分配比例为12.6%13.8%;Se2处理稻壳中镉分配比例比Se0增加5.2个百分点,而精米中镉分配比例则下降了6.2个百分点。4)相同镉浓度下,随着硒浓度的增加,植株各营养器官干物重均增加,Se2处理对干物重的影响优于Se1处理。Cd1、Cd2和Cd3浓度下,Se2处理比Se0处理稻谷干物重分别增加了6.4%(P0.01)、5.2%(P0.05)和11.3%(P0.01)。【结论】施硒可降低镉污染土壤上水稻各营养器官和糙米、精米的镉含量,并能显著降低精米中镉的分配比例,保证稻米的食用安全性,尤其在Cd加入量为2mg/kg土浓度下,施硒效果最显著,以施Se量为0.07 mg/kg处理的效果最好。     

Silicon decreases the arsenic level in rice grain by limiting arsenite transport

Silicon (Si) reduces arsenic (As) levels in rice shoot and grain. However, the underlying mechanisms remain unclear. In this study, we examined the effect of Si application to three rice paddy soils on the dynamics of Si, iron (Fe), phosphorus (P), and As in the soil solution, As accumulation in rice straw, flag leaf, husk, brown rice, and polished rice, and on As speciation in polished rice. Silicon application to soil increased the concentrations of Si, Fe, As, and P in the soil solution, while the redox potential was unaffected. Arsenic concentrations of straw, flag leaf, and husk were reduced by half by Si application, while As concentrations of brown and polished rice were decreased by 22%. The main As species in polished rice was arsenite, As(III), with a fraction of 70%, followed by dimethylarsinic acid (DMA) and arsenate, As(V), with 24% and 6%, respectively. Silicon application to the soil did not affect DMA or As(V) concentration of polished rice, while the As(III) concentration was reduced by 33%. These results confirm that Si reduces As(III) uptake and translocation into the shoot. Furthermore, data indicate that decrease of As concentration of polished rice is due to decreased As(III) transport into grain. Possible underlying mechanisms are discussed.     

田间施用石灰和有机肥对水稻吸收镉的影响

通过大田试验探究不同用量的有机肥与石灰对土壤pH、有机质和Cd有效态含量以及不同生育期水稻各器官中积累Cd的动态变化。结果表明:成熟期水稻各器官Cd含量规律为根>茎>叶片>稻壳>糙米。石灰的施用能显著提高土壤pH,在分蘖期时,低用量石灰与高用量石灰处理下土壤pH分别提高1.35,1.84个单位;有机肥的施用可以增加有机质含量,与对照相比,高用量有机肥处理在分蘖期时有机质含量提高6.60 g/kg,在成熟期提高2.72 g/kg。灌浆期是水稻吸收积累Cd的重要时期,石灰和有机肥的施用均能降低灌浆期土壤中有效态Cd含量,高用量有机肥与高用量石灰处理下土壤有效态Cd含量显著降低,分别降低52.05%和46.87%。有机肥和石灰均能显著降低糙米Cd含量,降Cd效果为高用量有机肥>高用量石灰>低用量有机肥>低用量石灰,高用量有机肥处理的效果最好,糙米Cd含量降低68.20%。     

水稻不同品种在海南富硒土壤中硒的吸收和分配机理

利用盆栽研究了5个水稻品种在两种不同的富硒土壤中Se吸收累积的生育期动态变化和Se在水稻植株不同部位的分配机理.结果表明,随着生长发育期的推进,水稻在孕穗期对Se含量和累积量同时骤增,从苗期到孕穗期水稻Se的累积量占总Se累积量的45.5%～67%,同时Se含量也达到最高,说明这一段时期是水稻吸收Se的关键时期;在富硒土壤1中水稻各器官Se含量都显著大于相应土壤2中水稻各器官,水稻各器官Se含量顺序依次为根>叶>茎>籽粒,Se易向营养体富集;5个水稻品种中只有杂交稻在土壤1中生长正常;3个常规水稻中旱14、2004-95、稻翅品种在土壤2中的SOD、POD酶活性比土壤1中呈明显减小趋势,但杂交稻特优10 SOD酶活性变化相反,其POD酶活性变化的幅度也最小;在土壤2中5个水稻品种生长都正常,杂交稻的平均硒含量最低,但累积量最高.     

旱作条件下水稻的生物效应及表层覆盖的影响

在田间研究了水稻旱作条件下不同覆盖物和常规淹水种植水稻 (简称水作 )条件下水稻生育期间土壤NH4+-N、NO3--N的动态变化 ;水作与旱作条件下水稻各部位的含氮量 ,水稻对氮素养分的吸收、积累的动态变化 ;产量及其构成因素以及灌溉水的利用效率。结果表明 ,旱作条件下土壤有效氮以硝态氮为主 ,旱作水稻的氮营养以硝态氮为主 ;水稻各部位的含氮量均大于水作。旱作水稻的氮素吸收、累积主要在拔节期以后 ,而水作水稻从移栽后就大量吸收氮素 ,灌浆期后很少吸收氮素 ;旱作水稻的产量以半腐解覆盖处理的最高。所有旱作处理的水稻产量均低于水作 ,但耗水量只占水作耗水量的 71.4% ,水分利用效率是水作的 12倍以上。     

不同水平阿散酸粪肥对水稻生长发育及砷积累的影响

【目的】 饲料添加剂阿散酸是一种有机砷制剂,在动物肠道内吸收较少,绝大部分以原形随粪便排出体外。阿散酸中的砷可以随施用粪肥进入农田,对作物生长发育产生不利影响,并影响人类健康。本文研究了阿散酸进入土壤后,其所含砷在作物体内的迁移和积累,为粪肥合理施用提供依据。 【方法】 以水稻进行了盆栽模拟试验,供试土壤为褐土。将含有一定量阿散酸的动物粪便与供试土混匀,制成含阿散酸分别为30、75和150 mg/kg的试验用土样,按照每公顷22000 kg施用量,以无阿散酸污染的动物粪便为对照。在水稻分蘖期和开花期取样,分为根、茎、叶,成熟期样品分为根、茎、叶、稻壳和糙米,测定砷的含量和积累量。 【结果】 1) 与对照相比,30～150 mg/kg阿散酸各处理水稻根系长度、单株根数和株高无显著差异,150 mg/kg处理无效分蘖显著增加 (P < 0.05),75 mg/kg和150 mg/kg处理稻米产量显著降低 ( P < 0.05);2) 与对照相比,阿散酸各处理水稻分蘖期、开花期和成熟期根、茎和叶中砷含量显著增加 ( P < 0.05);与30 mg/kg阿散酸处理相比,150 mg/kg处理分蘖期、开花期和成熟期水稻根中砷含量显著增加了40.51%、46.25% 和53.1% ( P < 0.05),开花期和成熟期茎和叶中砷含量显著增加了56.1%、30.9% 和86.7% ( P < 0.05)、61.75% ( P < 0.05);阿散酸各处理水稻根中砷含量均在开花期达到最高,成熟期下降,阿散酸含量 ≤ 75 mg/kg时,水稻茎和叶中砷含量在开花期达到最高,成熟期下降,阿散酸添加量为150 mg/kg时,水稻茎和叶中砷含量为成熟期 > 开花期 > 分蘖期。3) 与对照相比,阿散酸处理籽粒砷含量显著增加 ( P < 0.05);与30 mg/kg阿散酸相比,75 mg/kg处理米糠和糙米中砷含量显著增加了138.5% 和126.1% ( P < 0.05),150 mg/kg处理颖壳、米糠、糙米和精米砷含量显著增加了24.6%、165.7%、158.7%和125.0% ( P < 0.05)。 【结论】 在褐土中施用含阿散酸非堆沤粪肥时,当阿散酸含量 ≥ 75 mg/kg时即对水稻产生毒害作用,并增加可食部砷污染风险,建议土壤阿散酸污染不得高于该值。