外源铅砷对青稞生长品质及铅砷积累的影响研究

旨在研究外源铅(Pb)、砷(As)污染条件下对青稞生长品质以及铅砷富集等的影响,为农田土壤重金属复合污染防治以及改善人体饮食健康提供数据支撑。以青稞为供试作物,设置不同浓度Pb (480、720、960、1200、1440 mg/kg)、As (30、60、90、120、140 mg/kg)以及空白对照组(共计11个处理),通过室外露天盆栽试验有针对性的检测外源铅砷胁迫下青稞生长和品质以及重金属的数据。外源铅、砷造成青稞根长、茎粗、株高、穗长、穗粒数、千粒重、地上及地下部干物质量与空白对照相比均降低了9.28%～66.58%。青稞的β-葡聚糖在铅浓度960 mg/kg时与空白相比下降了33.58%,水分与空白相比均低于空白;灰分、蛋白质与空白相比均高于空白;脂肪在铅浓度1440 mg/kg时与空白相比下降了54.16%,在铅浓度480 mg/kg条件下时与空白相比升高了13.75%。外源铅不同浓度处理下,青稞根、茎叶、籽粒中的铅含量均高于空白;外源砷不同浓度处理下,青稞根、茎叶、籽粒中的铅含量均高于空白。外源铅砷抑制了青稞生长、降低了青稞品质;青稞对铅的富集能力强于砷,且各器官铅、砷含...     

广西某铅锌矿区土壤镉、铅、砷形态分布对水稻重金属的影响

【目的】探讨铅锌矿区周边土壤镉、铅和砷形态分布对水稻重金属影响,为当地土壤重金属修复治理提供参考。【方法】采集广西某铅锌矿区周边农田土壤和水稻根、茎、叶、籽粒等样品,分析土壤镉、铅和砷的全量和形态分布水稻重金属含量,通过单因素污染指数方法评价土壤重金属污染状况,通过富集系数评价水稻根、茎、叶、糙米对土壤重金属富集能力。【结果】水稻田土壤镉、铅和砷污染严重,土壤镉含量变化为0.42~2.68 mg/kg,平均值为1.52 mg/kg;铅含量变化为118~1180 mg/kg,平均值为472.59 mg/kg;砷含量为11.6~351.0 mg/kg,平均值为109.81 mg/kg。其中土壤镉主要以交换态和碳酸盐结合态为主;土壤铅以铁锰氧化结合态和有机物结合态为主;土壤砷以残余晶格态为主。土壤重金属的主要富集水稻根部位,其中水稻根富集土壤镉系数均大于1、富集铅系数介于0.38~3.53、富集砷系数均小于1,糙米镉和铅含量超标,砷未超标。【结论】铅锌矿区的周边土壤镉、铅、砷含量严重超标;水稻田土壤镉对农作物有一定风险;铅对农作物铅超标存在潜在危害;土壤砷主要残余晶格态为主;水稻籽粒镉全部超标、铅部分超标、砷不超标。     

铅胁迫下添加硫对小花南芥土壤微生物数量及植株铅累积特性的影响

为探明在铅胁迫下,外源添加不同硫浓度是否会影响小花南芥（Arabis alpina L. var. parviflora Franch）土壤微生物数量及植株铅累积特性,采用盆栽试验种植野生小花南芥,通过测定土壤pH、S、Pb含量,土壤微生物数量以及植株铅含量,揭示铅胁迫下,外源添加不同硫浓度对超富集植物小花南芥土壤微生物数量及植株铅累积特性的影响。结果表明：铅胁迫下,外源添加不同硫浓度①使土壤pH从6.87下降到6.17;②对土壤Pb含量有极显著影响,土壤铅含量可达2 100.22 mg/kg;③对细菌、真菌、放线菌无显著影响;④显著增加了地上部和地下部对铅的吸收,其中,地上部铅含量可达2 524.01 mg/kg,地下部铅含量可达1 672.94 mg/kg,富集系数、转运系数和转运量系数最高分别可达4.04、1.73和9.84。研究发现,铅胁迫下,外源添加不同硫浓度可促进小花南芥对铅的吸收,土壤中微生物的数量也发生变化。     

烟草对土壤铅的吸收、转运及分配特征

采用室外盆栽试验方法,开展烟草不同生育期铅吸收转运及分配特征的研究。结果表明：土壤铅处理对烟草生长有较明显的抑制作用,且生育前期比生育后期更明显;烟草根系对铅的阻滞作用较强,以限制铅由根系向地上部运输。烟草各生育期根、茎和叶中铅含量均随土壤铅浓度的增加而升高,其中根部的上升幅度最大,随着生育期的推进,烟草各器官铅含量从团棵期至现蕾期呈现先降低后升高的趋势,根部铅含量从现蕾期至成熟期呈现下降趋势。土壤添加外源铅后,烟草生育期内茎和叶的铅转运系数分别介于0.35~1.00和0.25~0.91之间,茎和叶的转运系数随着铅浓度的增加和生育期的推进呈下降趋势。烟草各器官中铅含量介于13.8~180.74 mg·kg-1之间,各器官铅含量的分布规律为根>茎>叶,各器官铅积累量总体为叶>根>茎,但成熟期在T2和T3处理下表现为根>叶>茎。在土壤铅浓度较低时,烟草体内铅较易向地上部分转运,旺长期至现蕾期阶段是烟草体内铅向地上部分转运的关键时期。     

不同土壤铅含量条件下三裂叶豚草生长及铅富集特征

随着道路交通的快速发展,公路两侧土壤铅含量通常显著高于土壤背景值。三裂叶豚草(Ambrosia trifida L.)是入侵我国北方地区的重要杂草,其在公路两侧通常形成单优种群呈集群分布,但关于土壤铅含量对三裂叶豚草生长发育的影响尚不清楚。采用盆栽试验,设置土壤铅含量分别为背景值(CK),100,250,500,1000mg·kg~(-1)共5个处理,分析土壤中不同的铅含量对三裂叶豚草生长及铅富集特性的影响。结果表明,随着土壤铅含量的升高,三裂叶豚草根系和地上部分的铅含量均增加,而且随着生长发育三裂叶豚草组织中铅含量不断上升。但三裂叶豚草铅转运系数低,根系铅含量要显著高于地上部分铅含量,根系富集系数高于地上部分富集系数。三裂叶豚草生物量随着土壤铅含量的增加先升高后降低。低浓度的铅促进三裂叶豚草生长、根冠比增加和叶绿素含量提高。土壤铅含量为250mg·kg~(-1)时,三裂叶豚草生物量最大。但土壤铅含量继续增加,三裂叶豚草生物量下降,叶绿素含量降低。可见,在一定浓度范围内土壤铅能够促进三裂叶豚草生长,三裂叶豚草通过将铅积累在根系中以适应土壤铅含量的增加,公路两侧高铅含量的土壤斑块将有助于三裂叶豚草的分布和扩散。     

冬季农田杂草荠菜对铅的生理响应及积累特性研究

为寻找新的铅超富集植物以弥补目前国内铅超富集植物的不足,通过盆栽试验,研究了荠菜[Capsella bursa-pastoris(L.)Medic]在不同铅浓度(0、200、400、600、800、1000、1200、1400、1600 mg·kg~(-1))处理下的生长、生理及对铅的积累特性。结果表明,在所有铅处理条件下,荠菜均能正常生长,且未出现任何中毒症状。荠菜的株高、根长、叶长、叶绿素a、叶绿素b、叶绿素(a+b)、地上部与根系生物量均随土壤铅浓度的增加呈现先升高后降低的趋势,且几乎所有铅处理组的生长状况明显优于对照组。荠菜的地上部铅含量和铅积累量、根系铅含量和铅积累量、植株铅积累总量、富集系数、转运系数则随土壤铅浓度的增加而升高。在土壤铅浓度为1000 mg·kg~(-1)时,荠菜地上部、根系的铅含量分别为1 036.14、1 201.37 mg·kg~(-1),超过铅超富集植物临界值(1000 mg·kg~(-1))。地上部富集系数在土壤铅浓度高于600 mg·kg~(-1)时超过1,但转运系数均小于1。同时,荠菜的抗氧化酶活性(SOD、CAT)随土壤铅浓度的增加而升高,丙二醛(MDA)含量和活性氧自由基(H_2O_2、O_2~-)含量则处于较为稳定状态。因此,荠菜不仅有较强的铅富集能力与稳定的转运能力,而且具有较强的耐铅性,可作为一种新的铅富集植物应用于铅污染土壤修复。     

镉、铅、锌单一和复合污染对棉花中重金属富集的影响

采用桶栽试验,研究了土壤镉、铅、锌单元素污染和土壤镉、铅、锌复合污染条件下镉、铅、锌在棉花各器官内的富集规律.结果表明:1)土壤镉污染条件下,棉花根、茎、叶、棉絮的镉含量随着土壤镉质量分数的增加呈现显著增加的趋势.当土壤镉质量分数较低时,镉主要富集在棉花的茎、叶中,随着土壤镉质量分数的增加,镉则主要富集在棉花的叶片和根中.2)土壤铅污染条件下,棉花各部位铅含量随着土壤铅含量的增加而显著增加.铅在棉花体内的分布规律为:土壤铅质量分数小于800 mg·kg-1时,棉花叶片和茎的铅含量较高.土壤铅质量分数大于1200mg· kg-1时,棉花根和叶片的铅含量较高;各处理中棉絮的铅含量最低.3)土壤锌污染条件下,棉花各部位锌含量随着土壤锌污染质量分数的增加而显著增加.土壤锌质量分数小于100 mg·kg-1时,棉花叶片和茎的锌含量较高.土壤锌质量分数大于400 mg·kg-1时,锌则主要富集在棉花的叶片和根中.各处理中棉絮的锌含量最低.4)土壤镉、铅、锌复合污染处理中,棉花根、茎、叶中的镉含量随着土壤镉含量的增加,呈现先增加后减少的趋势.同一镉质量分数污染条件下,棉花叶片的镉含量均小于镉单一污染处理条件下棉花叶片的镉含量.棉花根、茎、叶片铅含量的最高值均显著低于单一铅污染处理.棉花叶片、棉絮的锌含量均显著低于锌单一污染处理.     

五指山野菜对镉的积累及其机理研究

试验通过对五指山野菜对镉的积累及其机理研究,从而为利用五指山野菜对土壤进行植物修复这一技术提供理论基础.试验在盆栽的基础上进行了植物的地上部生物量和镉含量,可溶性蛋白、叶绿素,叶片质膜透性等生化指标的测定,以及分析上述指标与土壤中镉浓度的关系.通过试验,得出以下结果:随处理浓度的增加,根、茎和叶Cd含量逐渐上升,且根部变化趋势最突出;在土壤中处理浓度为50mg/kg时,植物根、茎和叶含量就已超过超积累植物临界值,且当处理浓度为400 mg/kg时,三者含量分别高达6566.00、948.46、520.39 mg/kg;但为800 mg/kg时,植株出现死亡;在处理浓度为0～50 mg/kg下,转移系数和累积系数均大于1,但在100～400 mg/kg之间,转移系数逐渐变小;在0～50 mg/kg下可溶性蛋白逐渐上升,质膜透性、生物量和叶绿素变化差异不显著(5%),但当处理浓度再增加时(100～400mg/kg),植物叶绿素、生物量、可溶性蛋白等呈现下降趋势,而质膜透性上升.以上结果说明五指山野菜是Cd超积累植物,且50 mg/kg时是五指山野菜正常生长的临界值,高于此浓度,将对其产生毒害,当浓度为800 mg/kg时,植株出现死亡;随处理浓度的增加,转移系数逐渐变小,说明植物在高Cd胁迫下阻止Cd向地上部分转移而产生更严重的毒害.     

越橘幼苗对铅、镉胁迫的响应分析

以二年生越橘"圣云"幼苗为试验材料,探讨重金属铅和镉胁迫下越橘不同器官的响应特性。结果表明:在铅处理下,越橘根系中铅的含量大于茎和叶,当铅质量分数<60 mg/kg时,茎中铅的含量大于叶片,而当铅处理浓度高于此值时,则叶片中铅的含量大于茎;在镉处理下,越橘不同器官中镉含量排列顺序为根>茎>叶;越橘茎部和叶片对镉的富集能力大于其对铅的富集能力;2种重金属处理的幼苗生物量分析结果表明:随着土壤中重金属铅、镉浓度的升高,植株生物量指标均呈现下降的趋势,且同浓度处理条件下,铅胁迫对应的幼苗下降幅度大于镉。     

豆瓣菜在镉铅复合污染条件下的镉铅积累特性

为了弄清豆瓣菜在镉铅复合污染条件下对镉、铅的吸收积累特性,以前期试验筛选得到的镉高积累、低积累基因型为材料,采用镉铅复合污染土壤处理进行盆栽试验,研究镉铅复合污染对豆瓣菜地上部生物量,镉、铅含量与富集系数的影响。结果表明,在中度镉污染条件下(土壤全镉含量0.56～0.58 mg·kg^-1),中、高浓度铅处理下供试各基因型豆瓣菜地上部生物量(鲜重)的平均值均较低浓度铅处理显著(P<0.05)增加,增幅均为10.2%,说明土壤中一定浓度的铅促进了豆瓣菜的生长。供试的8个镉低积累基因型豆瓣菜的地上部镉含量和镉富集系数均显著低于镉高积累基因型。随着处理铅浓度的升高,各基因型豆瓣菜的地上部镉含量显著升高,说明土壤中的铅促进了豆瓣菜对镉的吸收和积累。豆瓣菜对铅的吸收和积累能力较弱,不论是镉高积累基因型还是低积累基因型,其地上部的铅富集系数均很小,最大值仅为0.075,在试验条件下的地上部铅含量均不超过国际食品法典委员会标准的限量值(0.3 mg.kg^-1),可认为豆瓣菜受铅污染的风险较弱。     

轻度铅胁迫下不同水稻品种籽粒铅富集及产质量差异研究

通过大田试验,研究了轻度铅胁迫下23个不同水稻品种间籽粒产量、糙米铅含量及铅富集系数的差异变化。结果表明,不同水稻品种产量、糙米铅含量及富集系数存在较大差异,其变幅分别为484.1～624.8kg/667m~2、0.055～0.252mg/kg、0.0004～0.0024,轻度铅胁迫下水稻产量与糙米铅富集能力不存在显著相关性。通过聚类分析,筛选出产量较高、糙米铅富集能力较弱品种3个(川作优1727、泸优11092、宜香优2115);5个产量中上、富集能力较弱品种(F优498、德香4103、川优6203、蓉18优447、宜香优1108),可用于轻度铅污染区种植。     

铅胁迫对水稻中铅和矿质元素含量的影响

为了探明铅胁迫对水稻中铅和矿质元素含量的影响,以湘早籼24和八两优100为材料,通过盆栽试验,采用ICP法研究了不同浓度铅处理下水稻根、叶和籽粒中铅、钾、钙、镁含量.结果表明,水稻根、叶和籽粒中铅含量与铅处理浓度呈显著正相关,水稻体内铅含量顺序为根>叶>籽粒.水稻根、叶和籽粒中钾、钙、镁含量与铅处理浓度均呈负相关.可见铅污染能被水稻根系吸收富集,并能在水稻植株内移动,还能影响水稻对矿质元素的吸收.     

蕹菜、蒌蒿体内不同部位铅、铜富集特性

为了了解重金属铅、铜在蕹菜、蒌蒿体内不同部位的富集规律,以蕹菜、蒌蒿为供试材料,利用土培方式研究铅、铜在蕹菜、蒌蒿根、茎、叶中的富集特征.结果表明,蕹菜、蒌蒿不同部位对铅、铜的富集量不同,大部分铅、铜富集在蕹菜、蒌蒿的根部,向地上部分迁移较少.铜在蕹菜、蒌蒿各部位的富集浓度由高到低依次为根、叶、茎;铅在蕹菜体内的富集浓度由高到低依次为根、茎、叶,而在蒌蒿体内的富集浓度由高到低依次为根、叶、茎;蕹菜对铅的富集能力明显大于蒌蒿,当施加2 000 mg/kg的铅时,蕹菜叶片中铅浓度是蒌蒿叶片中铅浓度的14.2倍;蕹菜、蒌蒿根、茎、叶中铅、铜含量与土壤中的铅、铜浓度呈现出显著的正相关性.     

不同烤烟品种吸收积累镉铅的差异性研究

通过盆栽试验研究了5种不同的烤烟品种对重金属镉(Cd)与铅(Pb)的吸收累积差异.结果表明,土壤Cd浓 度2mg/kg时,云87品种的生物量耐性指数、各器官Cd含量与累积量及烟叶转运系数最高,且显著高于红大品 种;其余品种居中;不同品种各器官Cd分配规律从多到少为烟叶、茎、根.土壤Pb浓度500mg/kg时,KRK26品 种的生物量耐性指数及各器官Pb含量与累积量均较高,红大品种最低;其中根、茎的Pb含量KRK26品种显著高 于其它品种,烟叶Pb含量品种间差异不显著;茎、叶转运系数以云87与红大品种显著较高;不同品种各器官分配 规律从多到少均为根、叶、茎.     

铅胁迫对黑麦草Pb富集特性及生理代谢的影响

【目的】探讨铅胁迫对黑麦草富集特性及生理特性的影响,为铅污染土壤的植物修复提供依据。【方法】以黑麦草为试验材料,采用盆栽试验,研究土壤中不同含量(0,500,1 000,2 000,3 000mg/kg)铅胁迫下黑麦草对铅的吸收、富集规律及铅对黑麦草叶绿素、丙二醛、可溶性蛋白含量和SOD、POD、CAT活性的影响。【结果】当土壤中铅含量为500~1 000mg/kg时,黑麦草地上部干质量明显高于其他处理;而当土壤铅含量为2 000~3 000mg/kg时,黑麦草地上部干质量明显降低。随着土壤铅含量的增加,黑麦草根、茎、叶中的铅含量均明显增加,呈明显的剂量效应关系;黑麦草叶片的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均呈下降趋势,可溶性蛋白含量呈上升趋势,丙二醛及SOD、POD、CAT活性呈现明显的先升后降趋势。【结论】不同铅胁迫条件下,黑麦草对铅的富集特性和生理特征有明显变化,黑麦草适用于铅含量低于1 000mg/kg污染土壤的植物修复。     

紫花苜蓿和印度芥菜对土壤中铅的吸收特性研究

[目的]研究紫花苜蓿和印度芥菜对土壤中铅的吸收特性。[方法]采用盆栽试验,土壤中铅离子浓度为0、100、500、1 000、2 000、3 000 mg/kg干土,测定紫花苜蓿、印度芥菜地上部和根部的铅含量,计算铅的迁移总量、根系耐性指数、富集系数。[结果]随着铅离子浓度的增加,2种植物地上部对铅的迁移总量上升,且印度芥菜对铅的迁移总量较大。2种植物的根系耐性指数在3 000 mg/kg处理下小于1,其他处理下大于1。2种植物的根部铅富集系数在各处理下均大于地上部,且印度芥菜的铅富集能力大于紫花苜蓿。2种植物根部和地上部的铅含量均与土壤中铅添加量呈显著的线性相关。[结论]紫花苜蓿和印度芥菜对土壤中的铅均具有较强的富集作用。     

土壤水稻体系总铅含量的测定及其相关性研究

本文对韶关地区土壤及其水稻不同部位的铅含量进行了采样测定．分析了水稻中重金属铅含量与其土壤的关系。结果表明。水稻不同部位中铅的含量不尽相同,其根、茎、籽粒及叶中的铅含量依次为：根〉茎〉籽粒〉叶,且与土壤中的铅含量呈正相关．说明水稻中金属铅含量与其生长环境密切相关,水稻对金属铅具有一定的富集性。为土壤的使用、修复处理及水稻生长机制的研究提供了借鉴。     

银中杨各部位对Cd、Zn、Pb的富集特性

目的为探明银中杨各部位对不同重金属的富集特性。方法本研究通过用3种不同含量的镉(Cd,0.5、1.5、2.5 mg/kg)、锌(Zn,300、500、700 mg/kg)或铅(Pb,300、500、700 mg/kg)分别处理盆栽一年生银中杨的土壤,分析银中杨根、茎、叶对Cd、Zn和Pb的富集量和富集系数。结果银中杨根、茎、叶对Cd、Zn和Pb的富集量均与土壤中相应的重金属含量呈极显著的正相关(P < 0.01)。高含量Cd处理下的根、茎、叶对Cd的富集系数均不同程度的低于低含量处理;高含量Zn处理下叶对Zn的富集系数和高含量Pb处理下叶对Pb的富集系数也均不同程度的低于低含量处理,但根、茎对Zn的富集系数对Zn的处理含量不敏感,而根、茎对Pb的富集系数却对Pb的处理含量呈依赖性。银中杨各部位之间对Cd的富集量未表现出任何规律,但对Cd的富集系数,在低含量下一致,在高含量下根显著低于茎和叶(P < 0.05)。Zn低含量处理下的叶、根、茎和高含量处理下的根、叶、茎对Zn的富集量和富集系数均依次有不同程度的降低。Pb各含量处理均使根对Pb的富集量和富集系数显著高于茎和叶(P < 0.05)。结论说明土壤中的Cd、Zn和Pb含量影响银中杨对其的富集,且呈根茎叶特异性。银中杨各部位对Cd的富集情况表现为茎和叶的富集阈限高于根部;对Zn的富集情况在低含量时表现为叶>根>茎,在中、高含量时表现为根>叶>茎;对Pb的富集主要集中在根。      

镉铅单一及复合胁迫对玉米干物质及镉铅吸收的影响

采用桶栽试验,研究了镉铅单一及复合胁迫对玉米干物质及玉米镉铅吸收的影响。结果表明,玉米穗质量、穗粒质量、生物产量与土壤镉铅含量呈显著负相关;镉铅在玉米体内的分配规律为:根>茎叶>穗轴>籽粒;在相同质量浓度镉胁迫下,镉铅复合胁迫处理的玉米各部位对镉的吸收大于镉单一胁迫处理,同质量浓度铅胁迫下,铅镉复合胁迫处理的玉米茎叶对铅的吸收小于铅单一处理。     

土壤 水稻体系总铅含量的测定及其相关性研究

本文对韶关地区土壤及其水稻不同部位的铅含量进行了采样测定,分析了水稻中重金属铅含量与其土壤的关系。结果表明,水稻不同部位中铅的含量不尽相同,其根、茎、籽粒及叶中的铅含量依次为:根茎籽粒叶,且与土壤中的铅含量呈正相关,说明水稻中金属铅含量与其生长环境密切相关,水稻对金属铅具有一定的富集性。为土壤的使用、修复处理及水稻生长机制的研究提供了借鉴。