水稻秸秆生物炭对镉污染农田中番茄产量和品质的影响机制

为探究不同比例生物炭对镉污染农田中番茄产量和品质及其体内镉累积的影响,以千禧番茄（Lycopersicon esculentumMill.）为材料,设计4个处理（CK：不添加生物炭;T₁：1%生物炭;T₂：3%生物炭;T₃：5%生物炭）,采用盆栽试验研究了不同处理下番茄根系、茎部和果实中镉的累积、产量与品质和土壤理化性质与酶活性的差异。结果表明：与CK处理相比,添加生物炭显著提高了番茄的产量和品质（维生素C、番茄红素、可溶性蛋白、可溶性糖含量和糖酸比）,其中T₂处理的品质提升效果最显著,分别较CK处理提高了24.7%、114.4%、12.0%、37.4%和80.0%。添加生物炭可显著降低番茄体内（根系、茎部和果实）镉含量,其中T₃处理的效果最显著,在生长末期,T₃处理番茄根系、茎部和果实中的镉含量分别为1.31、0.33 mg·kg^-1和0.03 mg·kg^-1。此外,在番茄的整个生育期中添加生物炭可显著改善土壤理化性质（pH和腐殖质）,提高土壤养分含量（碱解氮、速效磷和速效钾）和酶活性（脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和纤维素酶）,其中在生长末期,T₂处理的碱解氮、速效磷、速效钾含量和脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和纤维素酶活性显著高于其余处理,依次为47.42、165.85、167.76 mg·kg^-1和6.28 mg·g^-1·d^-1、3.20 mg·g^-1·20 min^-1、1.07 mg·g^-1·d^-1和2.13 mg·g^-1·d^-1;T₃处理对pH、腐殖质含量提高效果最为明显,分别为7.15和24.56 g·kg^-1,但与T₂处理无显著差异。研究表明,添加生物炭可显著降低番茄体内镉含量,改善土壤理化性质并提高土壤养分含量,进而提高番茄的产量和品质,其中以3%生物炭处理效果最佳。同时,添加生物炭显著提高了土壤的酶活性,改善土壤的生态环境。     

不同水分条件下多种Mn肥对水稻Cd累积的影响

为探讨不同Mn肥在淹水和落干条件下对水稻Cd累积的影响,分别于这两种水分管理条件下,对两个水稻品种施加MnCO₃、MnSO₄、MnCl₂、杨木屑吸附MnCl₂肥（PS-Mn）、米糠吸附MnCl₂肥（RB-Mn）,进行温室盆栽试验。3种无机Mn肥施用量为250 mg·kg^-1（以Mn计,下同）,2种有机Mn肥施用量为25 mg·kg^-1（对应的Mn施用量为PS-Mn： 380 mg·kg^-1,RB-Mn： 177 mg·kg^-1）。试验所用土壤中Cd含量为0.75 mg·kg^-1,pH 6.33。结果表明,持续淹水条件下水稻Cd含量明显低于落干条件（P<0.05）。落干条件下,2个水稻品种籽粒Cd含量均为MnSO₄、MnCO₃处理最低,RB-Mn处理最高。研究表明,持续淹水能显著降低水稻Cd含量,使之低于食品安全限值0.2 mg·kg^-1,但持续淹水可能使水稻减产;在落干条件下,施加MnSO₄、MnCO₃能降低水稻籽粒Cd含量至0.2 mg·kg^-1以下,但施加MnCl₂和2种有机Mn肥没有明显的降Cd效果,其机理有待进一步研究。     

酚醛泡沫对蚯蚓及土壤微生物活性的影响

为检测市面上某种农用酚醛泡沫的使用安全性，采用人工土壤法研究酚醛泡沫对赤子爱胜蚓的急性毒性；同时测定了酚醛泡沫暴露64 d后的慢性毒性效应，对蚯蚓超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性的影响，并分析了土壤中性磷酸酶（S-NP）、脲酶（S-UE）活性和呼吸速率的变化，探讨了酚醛泡沫对土壤活性及功能的影响。结果表明:酚醛泡沫对赤子爱胜蚓的急性半致死浓度大于5 000 mg·kg^-1；酚醛泡沫（1~5 000 mg·kg^-1）处理64 d后，蚯蚓GSH-Px活性变化范围为27.47~56.96U·mg^-1，SOD活性变化范围为32.43~58.10 U·mg^-1，两种酶活性均显著增加（P<0.05）。不添加酚醛泡沫的对照处理土壤呼吸速率为0.067 μmol·g^-1·h^-1，添加酚醛泡沫的处理组为0.041~0.055 μmol·g^-1·h^-1，表明酚醛泡沫添加显著（P<0.05）抑制了土壤呼吸；但酚醛泡沫处理对土壤S-NP和S-UE活性没有显著影响。研究表明，酚醛泡沫材料（5 000 mg·kg^-1）对蚯蚓没有致死作用，但会诱导蚯蚓酶活性显著增强，抑制土壤呼吸速率。     

钱塘江附近农田土壤磷的积累及其流失的潜在风险

为探讨钱塘江周边农田土壤磷流失风险,采集了181个代表性农田土壤,分析了土壤藻类可利用磷、植物有效磷（Olsen P）、水溶性磷和磷零吸附时的磷平衡浓度（EPC₀）。结果表明,土壤藻类可利用磷在5.89~932.65 mg·kg^-1之间,平均为105.30 mg·kg^-1;植物有效磷在1.00~444.76 mg·kg^-1之间,平均为30.57 mg·kg^-1,达到较高水平;蔬菜地土壤磷素积累明显高于一般农田。土壤水溶性磷含量和EPC₀值随土壤中植物有效磷积累而增加,当土壤中植物有效磷超过60 mg·kg^-1时,土壤水溶性磷含量迅速增加;土壤中植物有效磷>60 mg·kg^-1的样品比例达11.60%。土壤EPC₀可作为评价土壤磷素向水体释放磷的强度指标,根据土壤EPC₀值与植物有效磷之间的线性关系,估算得到的径流中磷达到Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类地表水环境质量标准上限值相应的土壤植物有效磷临界值分别为7.9、13.7、20.9、28.2 mg·kg^-1和35.4 mg·kg^-1,研究区大约有35.9%的农田磷积累可能产生的地表径流磷含量在Ⅳ~劣Ⅴ类的范围。研究认为,钱塘江近江地段部分农田土壤中磷素已有明显积累,存在较高的流失风险。建议把植物有效磷为30 mg·kg^-1和60 mg·kg^-1分别作为这一区域农田磷肥限量施用和禁止施用的参考值。     

青菜对三种土壤中典型抗生素的累积规律研究

为探究青菜对不同类型土壤中不同种类抗生素的吸收和累积特性,通过盆栽实验,观察了三类土壤（黄褐土、砂姜黑土、红壤）中磺胺二甲嘧啶（SM2）、磺胺甲噁唑（SMZ）、四环素（TC）、土霉素（OTC）4种典型抗生素在青菜中的累积规律。结果表明：青菜累积三类土壤中4种抗生素的含量均在第10天达到最高后逐渐下降;青菜中抗生素的含量随着土壤中抗生素初始含量（0.1~25.0 mg·kg^-1）的增大而增大,抗生素初始含量为25.0 mg·kg^-1时,青菜中累积的抗生素含量显著高于其他低浓度处理组（P<0.05）;土壤中抗生素初始含量为25.0 mg·kg^-1时,青菜从不同类型土壤中吸收同种抗生素的含量差异较大,排序为红壤（SM₂ 14 993.6μg·kg^-1、SMZ 12 199.2 μg·kg^-1、TC 646.1 μg·kg^-1、OTC 967.6 μg·kg^-1）>黄褐土（SM₂ 12 598.1 μg·kg^-1、SMZ 11 678.5 μg·kg^-1、TC463.5 μg·kg^-1、OTC 663.8 μg·kg^-1）>砂姜黑土（SM₂ 9 510.4 μg·kg^-1、SMZ 3 666.9 μg·kg^-1、TC 58.8 μg·kg^-1、OTC 90.5 μg·kg^-1）,土壤pH和有机质含量是影响青菜从土壤中累积抗生素的重要因素;在同类土壤中,青菜对不同抗生素的累积顺序为SM₂>SMZ>OTC>TC,导致青菜对不同抗生素累积差异的原因,除了土壤对四环素类抗生素（TCs）的吸附能力强于磺胺类抗生素（SAs）外,还与不同抗生素的理化性质（分子结构、形态）有关。青菜能吸收土壤中的抗生素,在移栽后第10天青菜中抗生素的含量最高,青菜易从酸性土壤（红壤）中吸收抗生素,中性土壤（黄褐土）次之,碱性土壤（砂姜黑土）最低,且青菜对SAs的累积能力强于TCs,土壤中抗生素的初始含量越高,青菜中抗生素的含量也越高。     

不同铜浓度下玉米间作豌豆对土壤铜的吸收效应研究

为探讨玉米间作模式对铜污染土壤的修复效果,通过盆栽实验研究了玉米||豌豆和玉米单作种植模式对不同铜浓度(0、100、200、400、600 mg·kg^-1)处理下玉米地上部与地下部的铜含量与铜累积量、铜富集与转运系数、土壤全铜和有效铜含量的影响。结果表明:在间作和单作模式中玉米地上部铜含量最高的处理均为铜浓度200 mg·kg^-1,而玉米地上部铜含量最低的处理在单作模式下是铜浓度600 mg·kg^-1,间作模式下是100 mg·kg^-1。相同铜浓度下,间作模式的玉米地上部铜含量均显著低于单作模式,其中降幅最大的为铜浓度100 mg·kg^-1,降幅为49.4%;而间作模式的玉米地下部铜含量均显著高于单作模式,其中增幅最大的为铜浓度100 mg·kg^-1,增幅为105.4%。间作模式的玉米地上部富集系数均显著低于单作,而地下部富集系数均显著高于单作。从种植系统整体来看,除铜浓度400 mg·kg^-1处理外,其余各处理中间作玉米铜累积量均低于单作玉米,但差异不显著。除铜浓度0 mg·kg^-1和400 mg·kg^-1处理外,其余各铜浓度处理下,间作玉米富集系数均低于单作玉米,且所有间作模式的玉米转运系数均显著低于单作玉米。相同铜浓度下,不同玉米种植模式对土壤全铜和有效铜没有产生显著影响。总的来说,玉米间作豌豆能增加玉米地下部铜含量,降低玉米地上部铜含量,在提高间作系统总的铜累积量的同时,降低了铜元素从玉米地下部向地上部的转运。     

石灰性农田土壤-水稻系统根际与非根际土氮转化速率差异

为探讨石灰性农田土壤-水稻系统根际与非根际土的氮素转化特征差异,本研究以石灰性紫色土发育而成的水稻土为研究对象,通过采集水稻分蘖期和成熟期的根际与非根际土壤,开展¹⁵N成对标记室内好氧培养试验,并计算土壤各初级氮转化速率。结果表明：水稻分蘖期根际土初级矿化速率（4.45 mg·kg^-1·d^-1）和硝化速率（9.16 mg·kg^-1·d^-1）均显著低于非根际土（P<0.05）;水稻成熟期根际土初级矿化速率（6.75 mg·kg^-1·d^-1）和硝化速率（16.86 mg·kg^-1·d^-1）与非根际土无显著差异,但显著高于分蘖期根际土的初级矿化和硝化速率（P<0.05）。水稻分蘖期NH₄⁺-N固定速率显著高于成熟期,其中,分蘖期根际土NH₄⁺-N固定速率为19.75 mg·kg^-1·d^-1,与成熟期根际土相比增加了42.21%;此外,两个生育期的水稻根际土NO₃^--N固定速率均显著高于非根际土。水稻分蘖期根际土无机氮总固定速率显著大于有机氮矿化速率,有利于氮素的留存和周转,相应地,初级硝化速率显著降低,减少了土壤NO₃^--N损失。研究表明,水稻不同生育期对石灰性水稻土主要氮转化速率的影响具有差异,且这种差异可能受水稻生育期内土壤水分、根系分泌物及无机氮含量变化的调控。     

氨胁迫对猪粪厌氧消化性能的影响

以猪粪为原料,采用批式试验方法,研究不同氨氮添加量(0、400、800、1600、2400、3200、4000 mg·L^-1)对厌氧消化产气效果的影响.结果表明:随着氨氮添加量的增加,总产气量和CH₄产率均呈现先升高后降低的变化趋势,氨氮添加量 ≥2400 mg·L^-1时,厌氧消化过程受到显著抑制;不同处理中猪粪挥发性固体(VS)的CH₄产率分别为328.5、338.1、323.2、304.9、276.2、124.9、56.1 mL·g^-1.氨氮添加量为0~800 mg·L^-1时,最大VS产CH₄速率分别为18.3、18.4、17.1 mL·g^-1·d^-1;氨氮添加量为2400 mg·L^-1时,产气高峰推迟,产CH₄速率明显降低;氨氮添加量 ≥400 mg·L^-1时,厌氧消化30 d底物的生物转化产CH₄效率随氨氮添加量的增加逐渐降低,分别为56.7%、54.5%、52.4%、30.6%、1.6%和1.3%;氨氮添加量为400~2400 mg·L^-1时,乙酸利用型产甲烷菌Methanosaeta的相对丰度总体随氨氮质量浓度的增加而降低,而氢利用型产甲烷菌Methanosarcina和Methanococcus具有相反的变化规律.     

果壳种类对生物膜特性及废水处理效果的影响

为促进植物果壳的资源化利用，选择花生壳、核桃壳和夏威夷果壳3种果壳，使用SEM和FTIR表征其表面微观特征与化学基团，探索植物果壳作为SBBR反应器填料的可行性，考察果壳类型对生物膜特性和废水处理效果的影响。结果表明：3种果壳表面粗糙多孔且富有OH、COOH等亲水性基团，有利于微生物附着生长。花生壳上生物膜量呈现“先增后降”变化，试验前期从6.80 mg·cm^-3上升至24.66 mg·cm^-3。后期花生壳软化分解，生物膜量不断降低，与试验前期基本持平，生物膜中夹杂过多腐烂的代谢产物，导致EPS含量最低（49.90 mg·g^-1），DHA低，生物膜活性差，对COD、NH₄⁺-N长期去除效果不理想，仅能达到约65%；核桃壳、夏威夷果壳上生物膜量含量高，试验前期分别从7.98 mg·cm^-3和8.45 mg·cm^-3快速上升至26.75 mg·cm^-3和25.96 mg·cm^-3，之后缓慢上升。悬浮于反应器中的核桃壳受到强烈水力剪切作用，污染物传质效果的增强促进微生物EPS分泌，EPS含量最高达66.44 mg·g^-1；2种果壳生物膜DHA均呈现“先增后稳”变化，最高达到81.72 mg·g^-1·h^-1，生物膜活性高，对COD、NH₄⁺-N去除率不断增长，最高均达到90%左右。因此，除花生壳外，核桃壳和夏威夷果壳结构稳定，生物膜特性良好、污染物去除效果较好，可作为填料长期使用。     

外源硒和耐硒细菌对镉胁迫下水稻生长、生理和硒镉积累的影响

镉是我国农田土壤中毒性最强和最普遍的污染物之一。硒镉间的拮抗作用已被大量研究所证实，但硒的施用量和耐硒细菌对植物硒镉积累的影响尚不明确。本文通过盆栽试验，研究了添加外源硒和接种耐硒细菌Lysinibacillus macrolides DS15菌株对镉胁迫下水稻的生长、生理代谢以及硒镉含量的影响。研究表明，外源硒使水稻株高显著增加，促进了水稻对硒的积累，降低了超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）和过氧化氢酶（Catalase，CAT）活性。与对照相比，低硒（0.5 mg·kg^-1 Na₂SeO₃）和高硒处理（2.0 mg·kg^-1 Na₂SeO₃）使水稻根际土壤有效镉含量分别下降了32.24%和9.43%，并减少了水稻地上部分对镉的积累和镉向地上部的运输。低硒处理对土壤中镉的钝化以及对镉胁迫的缓解作用均显著优于高硒处理。与对照相比，不接种L.macroides时高硒处理反而造成水稻镉含量显著增加。接种L.macroides使水稻生物量增加了1.79倍，降低了水稻的硒含量，使SOD和CAT活性升高，根际土壤有效镉含量下降了18.46%，降低了水稻对镉的积累和运输。外源硒和接种L.macroides的交互作用对水稻硒、镉积累和运输均有显著影响，低硒、接种处理可以降低水稻镉含量，而高硒、接种处理可减少镉向地上部分的运输。研究表明，适量的硒和接种DS15可以降低土壤中镉的有效性，减少水稻对镉的积累和运输。     

喷施不同纳米材料对水稻幼苗磷含量的影响

为探究喷施不同纳米材料对水稻幼苗生物量和磷含量的影响,将水稻幼苗培养在不同含磷浓度营养液中,对水稻幼苗叶片喷施不同浓度的不同纳米材料,即粒径40 nm的羟基磷灰石(nHA)、三氧化二铁(nFe2O3)、零价铁(nFe)、二氧化铈(nCeO2)和甲壳素[CH,(C8H13NO5)n]悬浊液,测定水稻地上部和根部含磷量。结果表明:在正常供磷条件下,喷施nHA、nFe2O3、nFe处理,浓度分别在200、100 mg·L^-1和150 mg·L^-1时,地上部生物量达到最大,根部生物量则在150、100 mg·L^-1和100 mg·L^-1处理时达到最高;但大部分处理不会显著提高水稻幼苗磷含量。在供磷1/2条件下,各处理均可不同程度促进水稻幼苗对磷的吸收;喷施nHA、nFe2O3、nFe、nCeO2和CH处理,分别在50、100、100、100 mg·L^-1和150 mg·L^-1的浓度处理时生物量达到最大;nHA、nFe2O3、nFe处理均可显著促进地上部磷含量,地上部磷含量分别在150、100 mg·L^-1和150 mg·L^-1处理时达到最高。研究表明:在不同浓度磷供应条件下,喷施粒径40 nm的nHA、nFe2O3、nFe、nCeO2和CH均可不同程度促进水稻幼苗生长。不缺磷条件下,nHA、nFe处理促进生物量增加明显;缺磷条件下,nHA、nFe2O3、nFe促进磷吸收效果更明显。     

土壤性质对烟叶中铅、镉含量的影响及预测模型研究

在湖南某植烟区采集代表性的土壤和烟叶样品112个,测定了土壤理化性质和样品的铅、镉含量,并通过相关性和回归分析来研究烟叶铅、镉含量与土壤因子关系。结果表明:研究区土壤Pb、Cd全量平均值为40.91、0.37 mg·kg~(-1),Pb、Cd有效态平均值分别为10.71、0.23 mg·kg~(-1),烟叶Pb、Cd含量分别为3.86、7.55 mg·kg~(-1);烟叶Pb、Cd的富集系数分别为0.094和19.84,对比富集系数可知,植烟区烟叶镉的健康风险要大于铅。相关性分析表明:烟叶中Pb与土壤Pb全量、Pb有效态含量呈正相关,与p H值呈负相关;烟叶Cd与土壤Cd全量、Cd有效态含量、有机质含量和氯离子量呈正相关,与p H值负相关。通过数据逐步回归得到的方程为lg Ytobac-Pb=0.806lg Xsoil Pb-0.314p H-0.020(R2=0.499)、lg Ytobac-Cd=0.877Xsoil Cd-0.302p H+0.465lg XOM+1.632(R2=0.561),回归方程对烟叶中Pb、Cd的预测达到极显著水平。     

降水变化和氮沉降对荒漠草原土壤细菌群落结构及酶活性的影响

为明确降水变化和氮沉降对土壤细菌及酶活性的互作效应,本研究以短花针茅荒漠草原为研究对象,试验设计采用裂区设计,主区为自然降雨(CK)、增雨30%(W)和减雨30%(R)3个水分梯度,副区为0、30、50、100 kg·hm^-2·a^-14个氮素梯度(分别记为N0、N30、N50、N100),共12个处理。结果表明：降水变化和氮沉降改变了土壤细菌群落组成,但未显著改变土壤细菌Alpha多样性;降水变化和氮沉降对土壤酶活性有显著影响。土壤过氧化氢酶活性在R-N100中最低(1.63 mg·g^-1·d^-1),与CK-N0相比显著降低了7.4%;土壤蔗糖酶活性在W-N0中最高(2.20 mg·g^-1·d^-1),与CK-N0相比显著增加了14.6%,在R-N100中最低(1.52 mg·g^-1·d^-1),与CK-N0相比显著降低了20.8%;土壤脲酶活性在W-N0中最高(17.66 mg·g^-1·d     

广东典型镉污染稻田土壤镉的生物有效性测定方法及风险管控值初探

为探寻适合广东省典型镉（Cd）污染稻田土壤镉生物有效性测定方法及其管控阈值,以广东韶关、清远和广州三种典型Cd污染稻田土壤为供试土壤,系统比较了四种有效Cd提取方法（CaCl₂法、HCl法、EDTA法和DTPA法）对土壤Cd的浸提能力,并分析两个品种水稻对Cd的累积吸收量与土壤有效Cd含量的相关性,探讨糙米Cd超过食品安全标准时各测定方法的风险管控值。结果表明,四种化学提取剂对土壤Cd的提取能力大小依次为0.1 mol·L^-1 HCl>0.05 mol·L^-1 EDTA>0.005 mol·L^-1 DTPA>0.1 mol·L^-1CaCl₂;外源添加条件下土壤Cd有效性高,土壤总Cd和各提取态Cd均与糙米Cd极显著相关（P<0.01）,四种有效Cd测定值与水稻Cd累积量的相关系数均超过0.9,其中CaCl₂提取态Cd与水稻Cd含量的相关性更强,但自然污染型土壤全Cd含量与水稻Cd累积量的相关性最弱;根据各方法测定值与糙米Cd相关性计算获得了广东Cd污染稻田的风险管控值。采用四种有效Cd测定方法评价广东酸性稻田土壤Cd的生物有效性优于土壤全Cd的方法,其中CaCl₂提取法测定的结果与稻米Cd含量相关性最高,进一步深入研究可确立基于0.1 mol·L^-1 CaCl₂提取态Cd含量的稻田Cd污染风险管控阈值。     

三种有机物料组成性质及其对土壤Cd形态与水稻Cd含量的影响

为探讨有机物料对土壤Cd形态和水稻Cd含量的影响,于2017年5月至2017年9月在温室大棚进行水稻盆栽试验,在不同外源Cd浓度处理下,通过分析对照组(CK)及施加猪粪堆肥(PM)、腐殖土(HM)、污泥堆肥(CS)对水稻Cd含量的影响,探究有机物料活性组分差异与水稻Cd含量的关联性。结果表明:三种有机物料含氧官能团含量和极性大小顺序均为HMCSPM。施加三种有机物料都有利于缓解土壤Cd污染对水稻的生长毒害作用。外源Cd浓度为2 mg·kg~(-1)时,施用PM、HM和CS后的水稻籽粒Cd浓度较对照分别降低17.24%、32.41%和17.93%。且施用HM后,水稻籽粒Cd最高浓度为0.19 mg·kg~(-1),满足《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762—2017)要求。而在外源Cd浓度达到10 mg·kg~(-1)时,仅施加PM可使水稻籽粒Cd浓度降低,但仍不能达到食品安全标准要求。水稻籽粒Cd含量与土壤可交换态Cd及铁锰氧化物结合态Cd含量呈显著正相关关系,与水稻根Cd含量呈极显著正相关,含氧官能团丰富、极性大的HM降低土壤可交换态镉含量效果最好。有机物料主要通过改变土壤Cd赋存形态,降低水稻根系对土壤Cd的吸收富集,抑制Cd向籽粒转运,进而影响Cd在水稻体内含量。     

屎肠球菌胞外多糖对镉胁迫下水稻种子萌发及幼苗生长的影响

为研究屎肠球菌胞外多糖对Cd胁迫条件下水稻种子萌发及幼苗生长的影响,采用水培试验法,在含有Cd(20、40 mg·L~(-1))的培养液中添加不同浓度胞外多糖(500、1 000 mg·L~(-1)),考察水稻种子萌发及幼苗生长相关代谢指标的变化。试验结果表明,Cd胁迫明显抑制了水稻种子的萌发效率与幼苗各器官的发育情况,而添加不同浓度的屎肠球菌胞外多糖可以显著促进Cd胁迫下水稻种子的发芽势、发芽率和根部发育,但水稻萌发后的芽长受到显著抑制,而这种抑制作用在水稻幼苗生长阶段并未观察到。在Cd胁迫条件下,胞外多糖处理后的水稻幼苗内类黄酮与花色素苷的含量提高了18.6%～208.7%,超氧化物歧化酶、过氧化物酶的活力显著上升,丙二醛含量显著下降。傅里叶变换红外光谱显示胞外多糖提高了Cd胁迫下水稻叶片中碳水化合物、蛋白质、脂类和羧酸盐的含量,并可能通过加强渗透作用来降低Cd对水稻的毒害作用。研究结果表明,屎肠球菌胞外多糖可以显著缓解Cd胁迫对水稻种子萌发与幼苗生长的毒害作用。     

蚯蚓粪对镉在土壤-水稻系统中迁移转化影响

为降低稻米中镉(Cd)含量,探究了牛粪源蚯蚓粪对水稻不同时期Cd吸收积累的影响。选取中性水稻土,采用盆栽试验,对牛粪源蚯蚓粪添加下水稻生长过程中土壤氧化还原电位(Eh)、pH和土壤Cd形态的变化规律及水稻重金属Cd积累量进行测定分析。结果表明:相较于对照(不添加蚯蚓粪),施加蚯蚓粪使水稻土壤Eh显著降低,显著降低水稻分蘖期土壤pH值,进入抽穗扬花期后无显著影响;蚯蚓粪的添加改变了土壤Cd的赋存形态,在分蘖期除低添加量6.3 g C·kg~(-1)土外均显著降低环境活性态Cd含量,且添加量越大降幅越大,在水稻抽穗扬花期仅高添加量41.3 g C·kg~(-1)土有显著降低效果,在完熟期各处理组均显著降低其含量;施加蚯蚓粪能显著降低水稻糙米中Cd的含量,蚯蚓粪施用量6.3 g C·kg~(-1)土下糙米Cd含量降低48.08%,施用量达16.3 g C·kg~(-1)土时糙米Cd含量降至0.157 mg·kg~(-1),符合国家稻米Cd控制标准,继续增加施用量后糙米Cd含量无显著差异。对于水稻植株,蚯蚓粪在41.3 g C·kg~(-1)土下可显著降低全生育期各部位Cd含量,除抽穗扬花期茎部无明显规律外,其余各时期水稻根、茎及叶Cd含量均表现为蚯蚓粪添加量越大降低效果越明显。研究表明,蚯蚓粪在全生育期可通过降低土壤Eh影响土壤可交换态Cd含量从而降低水稻对Cd的吸收量。     

双季稻区镉污染稻田水稻改制玉米轮作对镉吸收的影响

为研究低镉(Cd)污染(Cd为0.35 mg·kg~(-1))稻田改制的农产品安全利用技术,通过双季稻区早-晚稻轮作,玉米-玉米轮作、水稻-玉米轮作和玉米-水稻轮作试验,研究不同轮作制度下土壤有效Cd、作物不同器官Cd含量,Cd富集系数、转移系数和土壤养分的变化。结果表明:不同轮作制度下,水稻根、茎叶和稻米中Cd的平均含量分别为3.66、1.30 mg·kg~(-1)和0.36 mg·kg~(-1);玉米根、茎叶和籽粒中Cd的含量分别为0.50、0.12 mg·kg~(-1)和0.03 mg·kg~(-1);水稻根系、茎叶和籽粒的富集系数平均分别为11.96、4.27和1.19,玉米的分别为1.73、0.50和0.13;水稻的根系向茎叶和茎叶向籽粒转运的转运系数分别为0.36和0.28,玉米的为0.24和0.20;晚稻籽粒Cd含量高于早稻,秋玉米Cd含量高于春玉米;土壤中的碱解氮、有效磷和速效钾不影响作物对Cd的吸收;种植玉米比同季水稻略有增产。研究表明,在Cd轻度污染地区,晚稻改种玉米能保障粮食作物安全,是一种值得推荐的种植制度。