玉米籽粒重金属累积量与土壤重金属DTPA态含量的相关性分析

采集玉米籽粒及对应土样,分别测定籽粒Cu、Pb、Ni、Zn、Cr五种重金属元素的含量和土壤中五种重金属 DTPA态的含量并分析其相关性。结果表明,玉米籽粒中Pb、Ni、Cr含量与土壤相应元素DTPA态极显著正相关,Cu、Zn的相关性不显著;将 Cu、Zn分别与另四种重金属元素进行偏方差分析,结果反映其它四种重金属元素含量与籽粒中Cu含量相关性不显著;土壤中Cu含量与籽粒中Zn含量显著正相关。依据模拟的回归模型,可以通过检测土壤重金属DTPA态的含量来预测玉米籽粒是否有重金属超标的风险。     

不同磷肥浓度下土壤-水稻系统重金属的时空累积特征

针对磷肥是水稻田重金属污染的主要来源,采用田间试验与室内分析相结合的研究方法,在吉林省九台市饮马河老稻田区,开展5种磷肥浓度处理对土壤-水稻系统重金属Cd和Pb的时空累积、分布特征研究.结果显示,磷肥中Cd和Pb含量高于土壤背景值,但没有超出国家土壤环境质量(二级)限定范围.磷肥施入土壤后,部分滞留在土壤里,少量向地上部分迁移.水稻根部累积重金属含量较高.随水稻生育期的变化,成熟期重金属在根、叶和籽实累积量最大,茎的重金属累积量在孕穗期达到最大.重金属Cd在水稻各器官的迁移能力为根>籽粒>叶>茎,Pb的迁移能力为根>叶>籽粒>茎,Cd在水稻地上部分的迁移能力要明显强于Pb.磷肥施用量和重金属含量的关系可用线性回归方程来模拟,相关性检验显示重金属累积量与磷肥施用浓度均达到显著相关(P＜0.01)(除根中Cd含量与磷肥浓度达到0.05显著水平),说明水稻栽培生产中过量使用磷肥,能产生重金属对土壤和稻米的污染,进而导致重金属对人畜健康的潜在威胁.     

不同添加量重金属对水稻产量及籽粒重金属富集的影响

在吉林中部黑土区采用微区试验探讨了在土壤中添加不同重金属对水稻产量及重金属富集的影响,阐述了重金属在水稻植株中的分布特征、籽粒中的富集能力及与土壤中重金属含量的关系。结果表明,Pb、Hg的添加对水稻籽粒产量的影响差异不显著,随着Cd、As、Cr添加量的增加,籽粒产量呈下降趋势,差异达显著水平。各重金属在水稻籽粒中的迁移能力大小为:AsCdHgPb、Cr,水稻茎叶、籽粒中重金属含量与土壤重金属含量呈极显著正相关关系,且茎叶与籽粒之间的重金属含量也呈极显著正相关关系。根据回归方程计算得出引起水稻籽粒重金属含量超标(GB2762-2005)的土壤重金属临界含量分别为:Pb 43.5 mg/kg,Hg 0.19 mg/kg,Cr 355.8 mg/kg,As 0.82 mg/kg,Cd 1.29 mg/kg。     

云南某铅锌矿区周边农田土壤Cd、Pb分布特征及风险评价

通过大田调查云南省某铅锌矿区周边农田的土壤及农作物(马铃薯和玉米)中重金属Cd、Pb含量,对该区域重金属污染现状进行评价,结果表明:该区域内土壤中Cd和Pb平均含量分别为12.93、2 246.48 mg·kg-1,总体污染程度属于重污染;马铃薯内Cd、Pb含量分别为1.41、11.45 mg·kg-1,玉米籽粒中Cd、Pb含量分别为1.18、12.50mg·kg-1。土壤重金属和土壤理化性质间的关系复杂,Cd与Pb之间呈极显著正关系,有效态Cd与总P、速效P呈极显著正相关关系;当pH≤6.5时,全量Cd和全量Pb与总P、速效P呈极显著正相关关系。该区域的土壤和食用作物已对当地居民的健康构成威胁。     

安阳周边农田土壤和小麦籽粒中重金属含量的相关及主成分分析

重金属作为一类主要的污染物近年受到人们的广泛关注，为了解安阳地区土壤和小麦籽粒重金属状况，采集了周边农田土壤和小麦籽粒样品各60个。运用相关分析法及主成分分析法，探讨了土壤和小麦籽粒中重金属含量的分布特征。结果表明：土壤和小麦籽粒中各元素的变异幅度和均值差异较大，各元素在小麦籽粒中含量低于土壤中含量。土壤中重金属Cr、Mn、Fe、Ni、Cu之间有明显的相关性。小麦籽粒重金属Fe、Pb与土壤重金属Cr、Mn、Fe、Ni、Cu有明显的相关性，小麦籽粒重金属Cd含量与土壤中Cd、Pb含量有明显的相关性。重金属Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Cd、Pb在第一主成分上有很高荷载，且在第一主成分上的荷载远大于在第二主成分上的荷载。安阳地区小麦籽粒中重金属Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Cd、Pb来源具有一定的相似性。     

不同耕作措施对土壤和小麦籽粒重金属含量的影响

在成都某耕层土壤总镉含量超标(亚耕层不超标)的农田上开展小区试验,研究了5种耕作措施对土壤及小麦籽粒重金属含量的影响。结果表明:深翻耕作可以将亚耕层土壤与耕层土壤混合,降低耕层土壤总镉含量;小麦籽粒镉含量与耕层土壤总镉含量具有极显著正相关关系,与土壤pH值具有显著负相关关系;深翻土壤+施用有机肥的耕作措施,可以显著降低耕层土壤总镉含量,并提高土壤pH值,缓解镉对小麦的毒害作用,最终降低小麦籽粒镉含量。因此,在成都地区耕层土壤镉含量高于亚耕层的农田,推荐使用深翻土壤+施用有机肥的耕作措施种植小麦,以保证小麦品质。     

有机物料及其用量对生菜生长与Pb含量的影响

为了降低叶菜中重金属Pb的含量,选择有机肥、猪粪、牛粪、鸡粪和花生麸5种有机物料为材料,分别以0.5%、1%、2%、4%4个水平的用量施入重金属污染土壤,通过种植3茬生菜(Lactuca sativa L.)的盆栽试验研究有机物料对重金属污染土壤上生菜生长及其Pb含量的影响。结果表明,与对照相比,有机物料利于生菜生长,有提高生菜生物量的趋势;大部分有机物料处理没有显著影响生菜地上部分的Pb含量;5种有机物料中,仅牛粪有提高生菜地上部Pb含量的趋势;生菜Pb含量平均值高低的顺序为牛粪>鸡粪>花生麸>有机肥>猪粪,但不同有机物料之间没有显著差异。与对照相比,大部分处理没有显著影响土壤的DTPA-Pb含量,初步揭示了供试有机物料没有显著影响生菜地上部Pb含量的原因。     

齐齐哈尔市主城区道路绿地土壤重金属、pH、有机质含量及相关性研究

以齐齐哈尔市主城区道路绿地土壤中重金属Cr、As、Pb、Zn、Cu、有机质、pH为研究对象,对各重金属之间,重金属含量与有机质、pH之间关系进行研究。结果表明:研究区5种重金属含量均未超过国家二级标准值,0~20 cm土层土壤Cr、Pb、As和20~40 cm土层土壤Pb、As含量超过松嫩平原区域表层土壤背景值;研究区5种重金属含量有较大差异,但各采样点重金属含量变化趋势一致,位于主要交通干道的采样点Cr、Pb、As、Zn含量较高;研究区土壤偏碱性,土壤中有机质含量与不同重金属含量之间没有显著相关性;研究区土壤pH与Cu含量有显著正相关,与其他重金属含量相关性不显著;道路绿地土壤的Cu-Pb、Zn-Pb、As-Cr在0.01水平上显著正相关,Zn-Cr在0.05水平上显著正相关,而且Zn与3种金属之间存在相关性,它们之间的同源性较高。     

焦作煤矿区成熟作物中重金属Pb·Cr·Zn·Cu富集特征研究

[目的]探明焦作煤矿区成熟作物的重金属的富集特征。[方法]采用扇形布点法在焦作煤矿周边农田区采集土壤和小麦、玉米等样品,测定土壤和作物中的Cu、Zn、Pb和Cr4种重金属元素含量。[结果]土壤中Zn、Pb和Cu已开始富集,但Cr无富集,甚至亏损。成熟玉米籽粒和茎叶的重金属元素富集顺序分别为：Zn〉Cu〉Cr〉Pb和Cu〉Pb〉Zn〉Cr;成熟小麦籽粒、茎叶和根部的富集顺序分别为：Zn〉Cu〉Cr≈Pb,Cu〉Pb〉Zn〉Cr和Zn〉Pb〉Cu〉Cr。Pb和Cu在玉米不同部位分布顺序为：茎叶〉籽粒;Cr和Zn在玉米中分布为：籽粒〉茎叶。Pb在小麦不同部位含量分布为：根部〉茎叶〉籽粒;Cr和Cu在小麦中分布为：根部〉籽粒≈茎叶;Zn在小麦中分布为：根部〉籽粒〉茎叶。[结论]作物对于重金属的累积因作物和重金属类型的不同而异。     

小麦籽粒特征光谱与生理生化指标对应关系模型的研究

对西农529、山农28号、农大5181、品育8161、泉麦890这5种小麦籽粒进行研究,每种小麦籽粒随机抽取30个样本,每个样本随机提取10次特征光谱反射率的特征值,同时利用传统的差热法测定小麦籽粒水分含量;利用热重分析法测得小麦籽粒粗脂肪、粗蛋白含量等生理生化指标。在显著性水平=0.05的条件下,利用单因素方差分析建立模型,结果表明,5种小麦籽粒的特征光谱反射率具有一致性。利用SPSS软件对小麦籽粒特征光谱与生理生化指标的相关关系进行分析,发现在显著性水平=0.05的条件下,小麦籽粒的高光谱反射率与水分含量之间呈极显著正相关,与粗脂肪含量之间呈极显著负相关,而与粗蛋白含量之间的相关性不显著。最后对相关性显著的变量建立线性回归模型,同时检验了模型的可行性。     

广西喀斯特地区土壤多金属胁迫对水稻重金属积累及生理特性的影响

为了解喀斯特地区农田土壤中重金属复合污染对水稻生长的影响,通过盆栽试验,研究了不同重金属污染程度下,多金属胁迫对水稻植株的株高、生物量、生理指标[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性和叶绿素(Chl)、丙二醛(MDA)含量]的影响及水稻对重金属的积累特征。结果表明,土壤综合污染负荷指数PLI(Pollution load index)与水稻株高、生物量呈显著负相关(P0.05),当PLI为5.96时,水稻植株在苗期逐渐枯黄并死亡。与无污染对照(CK)相比较,重金属污染程度Ⅰ~Ⅴ处理的水稻株高分别降低了32.79%、30.99%、69.14%、63.40%和73.55%,地上生物量分别减少42.89%、37.77%、93.44%、79.98%和85.88%,且差异显著(P0.05)。随PLI增加,水稻对重金属积累增加,水稻植株地下部分重金属含量大于地上部分,且重金属积累量ZnCdPbHgAs,水稻对重金属生物累积系数BCF表现为CdHgZnAsPb。PLI与叶片POD活性呈显著正相关,与SOD活性及MDA含量呈正相关,与Chl含量呈负相关。其中PLI为4.36时,水稻幼苗叶片中SOD活性达最大值235.02 U·g~(-1)FW,PLI为5.96时,水稻幼苗叶片中POD活性和MAD含量达到最大,分别为155.54 U·g~(-1)FW和41.48 nmol·g~(-1)FW。多金属胁迫下,水稻能够通过抗氧化酶系统减少植株受到的损害,但当污染负荷指数过大、影响水稻生长的时候,水稻就会死亡。     

某流域农田土壤-水稻系统重金属空间变异特征及生态健康风险评价

为探讨某流域农田土壤-水稻重金属污染状况、空间变异特征及生态健康风险,2017年9—11月期间陆续在该流域采集水稻籽粒样品以及对应水稻田土壤样品各938个,测定其Cd、Hg、As、Pb和Cr 5种重金属含量,并基于ArcGIS和SPSS对土壤和水稻籽粒中不同的重金属生态健康风险进行评价。结果表明:从研究区土壤和水稻籽粒的重金属空间变异与分布规律来看,Cd、Hg、As和Pb为中等空间自相关性,Cr空间相关性则较弱;水稻籽粒中5种重金属的空间相关性均较弱。流域耕层土壤5种重金属中除Cr外,其余含量均较高,并且在南部中心区域呈现一个明显的大斑块污染区,向四周平缓扩散;水稻籽粒中Cd和As风险较高,主要在流域沿岸地区。从研究区土壤-水稻重金属污染风险分布情况来看,不同区域的重金属风险存在明显差异。耕层土壤重金属风险指数跨度较大,处于轻微风险;水稻籽粒风险指数跨度较小,不同区域的水稻籽粒重金属风险差异不明显,有11个点位属于中等风险级别,其余属于轻微风险级别。     

中国土壤模式-作物系统重金属生物富集模型建立

针对土壤模式建立土壤和作物重金属含量关系模型,旨在消除土壤属性对作物重金属吸收量的影响。当作物类型或品种确定后,作物重金属吸收量只与土壤重金属含量有关。提出了农田作物重金属生物富集的"土壤重金属含量-作物特性-土壤属性"关系理论,定义了土壤模式、土壤模式-作物系统重金属生物富集模型、土壤模式-作物系统重金属生物富集模型图谱等概念,确定了土壤模式的划分方法和使用方法,在此基础上以最近30年来中文期刊发表的土壤镉含量与水稻和小麦镉含量关系作为案例验证了以上方法。结果表明:水稻和小麦同一部位镉吸收量随土壤镉含量增加而增加,水稻和小麦吸收镉能力顺序为根>茎>叶>籽粒,水稻和小麦籽粒镉吸收量在同一范围内。     

湘西铅锌矿区土壤和植物重金属污染现状

调查了湖南湘西铅锌矿区植物组成,研究了尾矿区土壤及周围植物根部土壤的Pb、Zn和Cd含量和基本理化性质,分析了在这些区域自然定居的11种优势植物体内的3种重金属元素的耐性、富集特性。结果表明,矿区土壤极端贫瘠,土壤中Pb、Cd和Zn含量分别达2 789.001、59.83和2 892.00 mg/kg,重金属污染极为严重。该矿区的主要优势物种为禾本科和菊科植物,其中野菊花、狗尾巴草和五节芒3种植物地上部生物量较大且对某些重金属向地上部转运能力较强,对重金属污染土壤有一定的修复潜力;地枇杷的地上部Cd含量最大,达152 mg/kg,转运系数为1.03,是潜在的Cd超富集植物。     

不同施肥模式下的土壤-山药系统重金属含量特征

为探索不同施肥模式对“安顺山药”及其立地土壤重金属的影响特征,设计5个不同的施肥处理进行田间试验,以菌渣、植物源中药草等为原料,加入磷石膏、褐煤灰等矿物质,并利用活性氨基酸发酵法制成的菌渣发酵肥和活性氨基酸功能性药肥进行单施或化肥配施处理,对不同生长期土壤及植株中重金属的含量、生物富集特征和污染风险等级进行分析,并通过主成分分析评价不同施肥措施对山药及土壤重金属含量的影响程度。结果表明：（1）不同施肥处理均明显增加了块茎膨胀期土壤重金属含量,但到收获期Pb、Cu、Ni比种植前期有所下降,As、Cr显著增加;重金属综合污染程度为块茎膨胀期＞种植前＞收获期,Cd是主要污染物。（2）收获期山药块茎中Cd、Cu和Ni比膨大期明显下降,但As显著增加。（3）膨大期对重金属的富集能力高于收获期,但除未施肥对照（CK）和70%功能性药肥+30%复合肥处理（GYF）的块茎膨胀期山药Cr分别超标0.02和0.14倍外,其余处理在各时期均未超标;相比较于对照,不同施肥处理不同程度地降低了重金属在山药中的富集,其中菌渣发酵肥（JZ）处理和70%菌渣发酵肥+30%复合肥（JZF）处理最显著。综上,菌渣发酵肥与化肥配施对土壤重金属影响不大,功能性药肥和化肥配施对重金属影响较明显,单施功能性药肥和菌渣发酵肥能一定程度缓解土壤重金属污染和降低山药块茎中重金属的富集。     

水稻品种及其器官对土壤重金属元素Pb、Cd、Hg、As积累的差异

在土壤中添加重金属元素Pb、Cd、Hg、As,研究43个不同类型水稻品种(系)成熟后不同器官重金属元素的含量差异。研究结果表明,Pb、Cd、Hg、As主要在水稻植株根中大量富集,其次是茎叶,在稻谷和精米中富集量最低;通过富集系数的比较,发现水稻对Cd富集能力最强,其次是Hg,然后是Pb,最低是As。不同类型的水稻品种对重金属元素的吸收规律为:①Pb在常规籼稻稻米和稻谷中的含量显著高于在粳稻和杂交稻中的含量,而茎叶中Pb含量在不同类型品种间不存在显著差异。②Cd在不同类型品种和不同器官中的含量均存在显著差异,在常规籼稻精米、稻谷中的含量最高,在杂交稻精米和稻谷中的含量居中,在常规粳稻中的含量最低;杂交稻和常规籼稻茎叶中Cd含量高于粳稻;而粳稻根中Cd含量显著高于籼稻和杂交稻。③Hg在不同类型品种精米中的含量之间存在显著差异,以杂交稻精米中汞含量最高,而在稻谷和茎叶中Hg含量不同品种类型之间不存在显著差异。④在不同品种类型之间精米和稻谷中As含量存在显著差异,常规稻和杂交稻含量较高,而茎叶As含量在不同品种类型之间不存在显著差异。     

土壤重金属质量分数对广玉兰地上部重金属积累特征的影响

通过典型选样方法,在永康市城区采集了不同重金属质量分数土壤条件下广玉兰(Magnolia grandiflora Linn)的树叶、树枝、树干以及土壤样品,利用ICP-OES测定植物和土壤中6种重金属(Mn、Cu、Zn、Pb、Cr、Ni)的质量分数,分析比较6种土壤重金属质量分数梯度下广玉兰地上部分各器官对重金属的积累特征。结果表明:广玉兰地上部分重金属质量分数因器官、元素种类不同以及土壤重金属质量分数的不同而存在差异。在6个不同土壤重金属质量分数梯度下,广玉兰体内重金属质量分数由大到小的总体趋势为Mn、Zn、Cr、Cu、Pb、Ni,各器官中重金属质量分数最高是树干,其次是树叶,树枝最弱。玉兰地上部分各器官对重金属元素的富集能力由强到弱依次为树干、树枝、树叶,其中树干对Pb、Ni两种元素表现出了高富集的特征(富集系数BC,F1),富集系数分别达到了1.256和1.188,对Cu、Zn、Pb、Mn、Ni重金属的富集系数随土壤中污染梯度的上升总体呈下降趋势。通过对广玉兰各器官生物量进行估算得出,重金属积累量由大到小的顺序为树干、树叶、树枝,树干在单株广玉兰地上部重金属积累总量中所占比最高,普遍达到60%以上,其中Ni、Pb元素积累量占比高,平均可达84.93%、88.50%。综合考虑广玉兰体内重金属质量分数、富集系数以及积累量,建议可将广玉兰用于Cu、Ni、Pb污染土壤的修复。     

Accumulation and bioavailability of heavy metals in a soil-wheat/maize system with long-term sewage sludge amendments

A long-term field experiment was carried out with a wheat-maize rotation system to investigate the accumulation and bioavailability of heavy metals in a calcareous soil at different rates of sewage sludge amendment. There are significant linear correlations between the contents of Hg, Zn, Cu, Pb, and Cd in soil and sewage sludge amendment rates. By increasing 1 ton of applied sludge per hectare per year in soil, the contents of Hg, Zn, Cu, Pb, and Cd in soil increased by 6.20, 619, 92.9, 49.2, and 0.500 μg kg–1, respectively. For Hg, sewage sludge could be safely applied to the soil for 18 years at an application rate of 7.5 t ha–1 before content exceeded the soil environmental quality standards in China(1 mg kg–1). The safe application period for Zn is 51 years and is even longer for other heavy metals(112 years for Cu, 224 years for Cd, and 902 years for Pb) at an application rate of 7.5 t ha–1 sewage sludge. The contents of Zn and Ni in wheat grains and Zn, Cu, and Cr in maize grains increased linearly with increasing sewage sludge amendment rates. The contents of Zn, Cr, and Ni in wheat straws and Zn, Cu, and As in maize straws were positively correlated with sewage sludge amendment rates, while the content of Cu in wheat straws and Cr in maize straws showed the opposite trend. The bioconcentration factors of the heavy metals in wheat and maize grains were found to be in the order of ZnCuCdHgCr=NiPbAs. Furthermore, the bioconcentration factors of heavy metals in wheat were greater than those in maize, indicating that wheat is more sensitive than maize as an indicator plant. These results will be helpful in developing the critical loads for sewage sludge amendment in calcareous soils.     

不同污染源对水稻土及水稻籽粒的重金属污染研究

为了解不同来源的重金属对土壤的污染程度及其在水稻中的累积特点,利用3种典型的提取剂对四个不同污染源地区水稻土中As、Cd、Cu、Zn的有效态进行提取,分析不同来源重金属的生物有效性差异及其主要影响因素,进而以土壤参数和重金属有效态含量为自变量,建立各地区水稻籽实中重金属含量的最优预测方程。结果表明,工业废水和污水灌溉源地区土壤中As和Cd的有效态含量较高,矿山废渣源地区土壤中Cu、Zn有效态含量较高。水稻籽实中重金属可以用重金属有效态及土壤参数进行预测,籽实Cd含量可以用Ca Cl2溶液提取态含量进行有效预测,而籽实As和Cu的含量可以用EDTA提取态含量进行有效预测,但籽实Zn的预测性较差。四个污染源地区中,污水灌溉源和矿山废渣源地区重金属的生物累积预测性较好。     

不同麦田土壤类型中重金属含量及其变化研究

为监测小麦无公害生产基地的土壤质量保证优质小麦的安全生产,研究不同土壤类型和质地对土壤重金属含量的影响。在大田条件下,研究了不同土壤类型和质地小麦播种前、拔节期和收获期土壤pH值、土壤中重金属砷、铅、汞、铬、镉等重金属的动态变化。结果表明:各项重金属含量的实测值均未超标;土壤重金属含量以拔节期最高;拔节期和收获后与播种前相比,对5种重金属除汞之外的含量影响差异性显著;不同土壤质地对重金属含量的影响差异性不显著。鹤壁市小麦示范区可作为优质小麦安全生产基地,要加强对小麦拔节期土壤重金属含量的监控。