污灌区土壤团聚体重金属含量分布特征研究

  目的  研究污灌区农田土壤团聚体重金属负载和分布特征,为受污染耕地风险评估和安全利用提供科学指导。  方法  以河南省新乡县某污灌冬小麦种植农田土壤为研究对象,通过干筛法对不同土壤团聚体进行筛分,采用重金属分布因子和质量负载因子法,分析了不同粒径土壤团聚体中重金属Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb全量及有效态含量特征。  结果  研究区土壤pH值、有机质、阳离子交换量和电导率分别为7.38 ~ 9.07、11.04 ~ 42.99 g kg?1、5.80 ~ 14.81 cmol kg?1和124.77 ~ 394.70 μS cm?1。pH变异系数为3%,属于弱变异性,而有机质、阳离子交换量和电导率的变异系数分别达到17%、15%和24%,为低变异性。Cr在1 ~ 0.50 mm粒径土壤团聚体中含量最高,达到253.98 mg kg?1,而Ni、Cu、Zn、Cd和Pb含量在0.50 ~ 0.25 mm粒级团聚体最高,分别为22.49、6.59、18.99、1.12和22.88 mg kg?1。不同粒径团聚体中Cr、Ni、Zn和Pb分布因子均小于1,Cu分布因子仅在0.5 ~ 0.25 mm粒径的团聚体大于1,而Cd在不同粒径团聚体上的分布因子均大于1,不同粒径中重金属质量负载因子表现为5 ~ 2 mm > 8 ~ 5 mm > 2 ~ 1 mm > （ < 0.25 mm） > 1 ~ 0.50 mm > 0.50 ~ 0.25 mm。Cr、Zn有效态含量在< 0.25 mm粒径团聚体中含量最高,而Ni、Cu、Cd和Pb有效态含量在0.50 ~ 0.25 mm粒径团聚体中含量最高,团聚体各粒级重金属全量与有效态含量显著正相关（P < 0.05）。  结论  小粒径团聚体重金属总量和有效态含量较高,且两者呈显著正相关关系,而大粒径团聚体负载因子较高;所有重金属中Cd分布因子最高。     

煤矸石山优势植物对重金属吸收及富集特征

对六盘水市某煤矿煤矸石山14种优势植物根际土壤污染状况以及对重金属吸收与富集特征进行研究。结果表明:煤矸石风化土壤中重金属Zn、Cu、Cd和Pb有明显积累,Cd的污染最为严重。对各种植物体内的重金属含量分析发现,地上部分中Cu、Pb含量最高的植物为假酸浆,分别为46.79,12.56mg/kg;Zn含量最高的植物是酸模叶蓼,为60.97mg/kg;Cd含量最高的植物是龙葵,为1.84mg/kg。对转移系数和富集系数分析发现,鬼针草、千里光、龙葵、醉鱼草艾蒿和野棉花对Zn、Cu、Cd、Pb具有较强转移能力;假酸浆的地上部分对Cd的富集系数最高,为1.28;假酸浆的地下部分对重金属Zn、Cu、Cd、Pb的富集系数也较高,分别为1.83,0.90,3.20,1.96。因此,假酸浆可作为煤矸石风化土植被恢复的植物,同时也可用于重金属污染土壤的修复植物。     

铅锌废渣堆场4种先锋修复植物根际微域磷素赋存形态特征

为明确先锋植物根际微域中磷素赋存形态特征对铅锌废渣堆场生态修复的响应,选取黔西北土法炼锌废渣堆场植物生态修复5年后区域内长势良好的大叶醉鱼草(Buddleja davidii)、土荆芥(Chenopodinmambrosioides L.)、三叶草(Trifolium repens)及黑麦草(Lolium perenne)4种先锋植物根际微域废渣为研究对象,分析了不同植物根际微域及无植物(对照)废渣中无机磷(IP)、总无机磷(TIP)、有效磷(AP)、有机磷(OP)、总磷(TP)含量及pH和有机质变化情况。结果表明:与对照废渣相比,4种先锋植物的定植可显著降低废渣基质pH(p0.05),但根际与非根际废渣均仍呈弱碱性(pH7.43～7.86);同时,不同植物均可促进铅锌废渣中有机质的积累,其中,大叶醉鱼草、土荆芥及三叶草均可显著(p0.05)提高植物根际废渣中的有机质。不同植物根际微域中磷素的含量均高于对照并存在差异,其中大叶醉鱼草、土荆芥、三叶草根际废渣中总磷、有效磷与各无机磷形态的含量高于非根际,而黑麦草则与其他3种植物呈相反的变化规律。4种植物对废渣中无机磷的吸收和利用较为充分,且对有机磷具有一定的富集,具体表现为4种先锋植物根际废渣中TIP/TP比值(48.17%～60.70%)明显低于对照(89.97%),而OP/TP比值(39.80%～51.83%)高于对照(10.03%)。铅锌废渣堆场植物修复5年后不同先锋植物的生长均促进废渣中磷素和有机物的生物地球化学循环,可为渣场生态系统中群落自然演替或后续木本植物的建植提供有利的基质条件。     

赫章土法炼锌区水-沉积物重金属污染的时空变化特征

对赫章土法炼锌区河流水体和沉积物重金属污染状况及时空变化特征进行了研究。结果表明,水体和沉积物受到多种重金属污染：地表水体中Pb、Zn、Cd的均值分别为137.19×10-3、1 919.38×10-3、14.21×10-3 mg.L-1,分别是地表水环境质量标准Ⅲ类水质标准的2.74、1.91、2.84倍;沉积物中Cu、Pb、Zn和Cd的均值分别为702.79、3 242.8、5 427.6、32.19 mg.kg-1,分别是土壤环境质量标准三级标准的1.76、6.49、10.86、32倍。水体和沉积物中Cu、Pb、Zn和Cd沿河流总体呈无规律性的变化,受炼锌废渣堆和铅锌选矿厂影响的地点,水体和沉积物重金属含量均较高,污染严重。近10年来,炼锌区河流水体和沉积物重金属污染仍然很严重,水体重金属污染呈加重特征,沉积物中Pb、Zn污染呈减轻趋势,Cd和Cu污染则加重。     

先锋植物对铅锌尾矿库重金属污染的修复作用

通过野外调查发现湖南湘西花坦铅锌尾矿库定居成功五节芒、辣蓼和截叶铁扫帚3种先锋植物.研究先锋植物对其根际土壤理化性质的改良,先锋植物对重金属Pb、Zn、Cd的吸收积累及其生长对根际土壤重金属化学形态的影响.结果表明,先锋植物的定居提高了其根际土壤有机质、全氮含量和土壤含水率,而pH值均有所降低;3种先锋植物均表现为对Zn具有较强的富集能力,而对Pb、Cd的富集能力很差;先锋植物的生长通过促进残留态Pb、Zn、Cd向弱结合态转化,改变了Pb、Zn、Cd的形态分布,影响土壤中Pb、Zn、Cd的生物有效性.先锋植物五节芒、辣蓼和截叶铁扫帚的自然定居,有利于铅锌尾矿库重金属污染的修复.     

先锋修复植物对土法炼锌废渣基质养分及微生物学特性的影响

为综合评价先锋修复植物对黔西北土法炼锌废渣基质的生态修复效应,通过野外采样及室内分析研究改良的土法炼锌废渣上自然定居植物土荆芥(Chenopodium ambrosioides)和大叶醉鱼草(Buddlejia davidii)以及先锋修复植物白三叶草(Trifolium repens)和黑麦草(Perennial ryegrass)对废渣基质的养分、酶活性及微生物活性的改善效果。结果表明:与无植被修复的裸露废渣相比,4种修复植物具有明显的根际效应,表现为根际废渣pH值降低,且4种修复植物可显著(p0.05)增加根际废渣基质的养分(N,P,K、有机质)、酶活性(脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶)、微生物活性(细菌、真菌、放线菌、微生物量、呼吸作用强度)。相关性分析表明,植物根际废渣养分、酶活性和微生物活性之间总体上呈正相关关系,其中有效氮与蔗糖酶和磷酸酶之间,全氮与细菌之间均呈极显著(p0.01)相关,而有效钾与呼吸作用强度、微生物量和真菌之间,真菌与脲酶和蔗糖酶之间及微生物量与脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶之间均呈显著相关(p0.05)。通过主成分分析计算的综合肥力指标表明,三叶草修复铅锌冶炼废渣基质的综合肥力最高,而无植被存在的裸露废渣肥力指标最低。可见,在4种先锋修复植物中,三叶草作为先锋植物对土法炼锌废渣基质的修复效果最好。因此,在土法炼锌废渣堆场生态修复过程中,可选择三叶草作为先锋植物显著改良炼锌废渣的植生特性,为在废渣堆场上快速引进其他植物提供了有利条件。     

EDTA对污染土壤水稳团聚体Cu Zn Pb的解吸作用

采用湿筛-离心法将采集自谷里铜矿矿区周边的重金属污染土壤筛分成不同粒径的团聚体,并用EDTA对原土和各粒径组分进行淋洗,旨在为进一步对矿区周边环境修复及风险评价提供参考依据。结果显示,粘粒级（〈0.002mm）团聚体颗粒具有相对较高的有机质（OM）含量、阳离子交换量（CEC）、游离氧化铝含量（Ald）和游离氧化铁含量（Fed）。Cu和Zn在粘粒级团聚体颗粒含量最高,而Pb在砂粒级〉0.2mm团聚体颗粒含量最高。Cu、Zn和Pb3种重金属在不同粒径团聚体的解吸规律相似,均表现出在粘粒级和细粉沙级团聚体解吸率最高,而在砂粒级团聚体的解吸率最低,但砂粒级团聚体颗粒对解吸总量的贡献最大。3种金属中,Cu的解吸率（〉15%）和解吸速率最大,原土及不同粒径颗粒团聚体组分的Cu、Pb和Zn的EDTA解吸过程均出现快速增长再趋于平缓的两个阶段,动力学模拟以Elovich方程描述最优。     

养殖废水灌溉下施用生物质炭和果胶对土壤养分和重金属迁移的影响

【目的】 养殖废水中含有丰富的养分，但也含有一定的重金属。本文研究了生物质炭和果胶对养殖废水灌溉下的土壤–植物系统养分和重金属迁移规律的影响，以利用养殖废水中的养分，并对其重金属进行调控。 【方法】 选取新乡市郊区农田土壤为供试土壤，采用根箱试验方法种植玉米。设置根箱土壤中添加1%的生物质炭和果胶，分别灌溉蒸馏水和养殖废水发酵产生的沼液。测定了土壤中养分和重金属的含量，探讨了其在土壤–植物系统的迁移规律。 【结果】 沼液灌溉的植株地上部生长与蒸馏水灌溉无显著差异。果胶相比于生物质炭可以促进植株生长。沼液灌溉时，果胶处理的根系和地上部生物量分别比对照增加了25.38%和31.21%。沼液灌溉普遍降低了根际和非根际土壤的pH，生物质炭处理和果胶处理与对照根际和非根际土壤的pH均无显著差异。沼液灌溉增加了非根际土壤的电导，生物质炭相比于果胶增加了土壤的电导。沼液灌溉增加了土壤全氮、有效磷、速效钾和有机质含量。果胶根际土壤的全磷、碱解氮、有效磷、有效Fe、有效Mn均高于生物质炭处理，生物质炭处理根际和非根际土壤的全钾和速效钾含量均高于果胶处理。沼液灌溉相比于蒸馏水灌溉，增加了植株根、茎中N含量和Ca含量。生物质炭处理植株根茎叶N含量、根茎P含量、茎K含量、根茎叶Ca含量、根茎Mg含量高于果胶处理，但果胶处理养分的转运系数较高。养殖废水灌溉增加了根际和非根际土壤中有效Cu和Zn尤其是Zn的含量。与对照相比，生物质炭降低了根际土壤Cu、Pb、Ni的含量，而果胶增加了它们的含量。沼液灌溉增加了植株根茎叶中Cu、Zn、Pb含量，果胶处理植株根系Cu、Zn、Pb、Cd、Ni含量最高，但向地上部转运较少。 【结论】 在北方碱性土壤灌溉养殖废水发酵产生的沼液时，施用生物质炭和果胶可以提高土壤肥力和植株养分含量，生物质炭通过减少土壤中有效态重金属含量以减少重金属在植物体内累积，果胶虽然增加土壤有效态重金属含量，但可以降低其向地上部的转运，避免了重金属在植物体内的累积。      

生物质炭和果胶对再生水灌溉下玉米生长及养分、重金属迁移的影响

利用根箱试验方法比较了生物质炭和果胶对再生水灌溉下土壤—植物系统养分和重金属迁移特征的影响及差异性。结果表明,再生水灌溉不利于植物的生长,果胶和生物质炭两个处理相比,虽然植株生长无显著差异,但果胶处理植株的生长状况优于生物质炭处理;再生水灌溉时,果胶处理地上部生物量比对照增加了59.32%。与蒸馏水灌溉相比,再生水灌溉增加了根际土壤pH;灌溉水源相同时,果胶处理根际土壤pH略低于生物质炭处理。生物质炭和果胶都增加了土壤养分的含量,果胶对土壤碱解氮、有效磷和有机质的增加效果优于生物质炭,生物质炭对土壤有效钾的增加幅度大于果胶。生物质炭增加了植株的养分含量,果胶提高了养分的转运能力。生物质炭降低了土壤有效态Fe、Mn、Cu、Ni的含量,果胶增加了土壤有效态Fe、Mn、Cu、Pb、Ni的含量。果胶处理植株根系重金属含量普遍高于生物质炭处理,如蒸馏水灌溉下果胶处理根系Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、Cd、Ni含量分别比生物质炭处理增加了165.29%,113.01%,21.16%,92.74%,14.61%,26.86%和53.43%,但Cu、Zn、Pb、Cd、Ni等元素在果胶处理的转运系数最低。该研究可为再生水灌溉下生物质炭和果胶在北方碱性土壤的农业安全利用提供理论依据。     

大同市矿区中学地表灰尘重金属粒级效应及健康风险评估

以大同市矿区6所中学的地表灰尘样品为研究对象,分析不分粒径的混合样品中Pb、Cd、Cu和Zn的总量,并分别测定其>0.25mm,0.25～0.15mm,<0.15mm团聚体中4种重金属含量,采用EF法和HI法探讨灰尘重金属富集特征和评估中学生的健康风险。结果表明,灰尘中Cu、Zn、Pb和Cd含量的平均值分别为74.67,401.19,68.16,9.46mg/kg,均超过山西省土壤背景值及全国表层土壤背景值;Cu、Zn主要富集在粗颗粒中,而Pd和Cd在不同粒级上的富集无明显差别,4种重金属在不同粒级中富集的质量百分数均不相同;手-口摄入灰尘是重金属暴露的主要途径,4种重金属的健康风险大小顺序为Cu>Pb>Cd>Zn,大同市矿区不同功能区的6所中学的地表灰尘均不存在重金属健康风险。     

Suitability of four woody plant species for the phytostabilization of a zinc smelting slag site after 5 years of assisted revegetation

Purpose

Zinc smelting activity generates large volumes of highly toxic waste slags and poses a potential extreme environmental risk for the surrounding areas. The establishment of a vegetation cap for the phytostabilization of abandoned mine tailing heaps using plants is usually considered a beneficial approach. This study aimed to evaluate the suitability of phytostabilization of zinc smelting slag using four woody plants combined with organic amendments, to investigate the distribution of heavy metals in the slag–plant system, and to better understand how the direct revegetation of a zinc smelting slag site can influence the mobility and geochemical fraction of heavy metals.

Materials and methods

Slags were collected from the areas planted with vegetation (Arundo donax, Broussonetia papyrifera, Robinia pseudoacacia, and Cryptomeria fortunei) and a bare area in a zinc smelting waste slag site using an indigenous method. Physicochemical properties were determined with the usual procedures. The geochemical fraction and bioavailability of heavy metals was determined using the three-step modified European Community Bureau of Reference (BCR) sequential extraction and diethylene triamine pentaacetic acid (DTPA) sequential extraction schemes. Heavy metal concentrations (Cu, Pb, Zn, and Cd) in the slag and plant samples were also measured.

Results and discussion

Vegetation planted directly in the zinc smelting waste slag significantly enhanced the nutrient accumulation and reduced the bioavailability of heavy metals (Cu, Zn, and Cd) with the exception of A. donax for Zn and Cd. The presence of four woody plants increased the bioavailability of Pb. Sequential extraction revealed that revegetation reduced the acid-soluble extractable fraction and increased the fraction of heavy metals associated with the Fe/Mn oxy(hydr)oxides or organic matter. This is attributed to the establishment of plant-enhanced weathering of minerals in the waste slag that resulted in the formation of an amount of dissolved metals, and the amount of dissolved metals was partly redistributed into the soluble extractable fraction of the zinc smelting waste slag. The final concentration of metals (Cu, Pb, Zn, and Cd) in the soluble extractable fraction is dependent on the dynamics of metals induced by root activity in the rhizosphere. Much lower levels of heavy metals with lower translocation factors accumulated in the four woody plants than in the associated slags.

Conclusions

We conclude that the studied four woody plants showed a beneficial vegetation cover and phytostabilization potential within 5 years of revegetation. These woody plants have the potential for high heavy metal tolerance and low heavy metal accumulation. Therefore, these woody plants could be used for revegetation and phytostabilization of zinc smelting slag sites under field conditions.

     

湘中紫色丘陵区不同植被类型根际与非根际土壤理化特征

[目的]探索湘中紫色丘陵区不同植被类型根际与非根际土壤的理化特征,为湘中地区生态修复提供理论依据。[方法]以典型抽样方法调查湘中丘陵区草丛(G)、草灌(GS)、灌木(S)和乔灌(AS)4种典型植被,研究其根际与非根际土壤理化性质的差异,通过典型相关分析揭示根际与非根际土壤理化指标间的耦合关系。[结果]研究区草丛和灌木根际土壤中细砂粒(0.25~0.05mm)含量分别显著(p0.05)低于乔灌63.84%和76.97%;粉粒(0.02~0.002mm)含量表现为草和灌木分别显著高于乔灌的38.48%和37.66%。根际土壤0.25~0.05mm微团聚体含量均表现为乔灌高于其他植被,0.02~0.002mm微团聚体含量均表现为灌木高于其他植被。草灌与灌木非根际土壤有机质含量显著(p0.05)低于根际土壤148.05%和121.92%,灌木和草灌根际土壤有机质含量显著(p0.05)高于乔灌土壤84.28%和92.08%;草灌根际土壤全氮含量显著(p0.05)高于非根际土壤83.33%,草灌根际土壤碱解氮含量显著(p0.05)高于乔灌土壤200.83%;不同植被类型根际/非根际土壤磷含量差异不明显,总体来看,同一植被根际土壤全磷含量低于非根际土壤,而有效磷表现为乔灌最低;乔灌根际土壤速效钾含量分别显著(p0.05)低于草丛和草灌土壤125.15%和137.71%,除草灌外,其余植被类型根际土壤全钾含量均低于非根际土壤。典范相关分析表明土壤有机质和全量养分含量,2~1,1~0.5,0.25~0.05mm土粒含量,2~1,1~0.5mm团聚体3组理化性状间相互关系密切。[结论]改善土壤理化性质,促进湘中丘陵地区生态恢复,应注重协调土壤养分、颗粒组成及团聚体之间的耦合关系。     

间作五指毛桃土壤和根主要中微量元素含量及其相关性

为了解在成龄胶园间作的五指毛桃根际与非根际土壤及其根中主要中、微量元素含量情况，测定了实验区根际与非根际土壤各30个和对应五指毛桃根的钙、镁、铁、锰、铜和锌含量，分析了两者之间的关系，并评价了根际与非根际土壤中、微量元素丰缺状况。结果表明，非根际土壤钙、镁、铁、锰含量的平均值都高于根际土壤的，而铜、锌含量的平均值都低于根际土壤的。土壤钙、镁含量80%以上处于缺水平，而铁、锰含量处于丰或很丰水平，铜和锌含量处于适中水平。五指毛桃根际与非根际土壤中、微量元素存在空间上的广泛变异。五指毛桃根中、微量元素的平均值从大到小的排序是钙>镁>锰>铁>锌>铜。土壤中、微量元素与五指毛桃根中相对应的中、微量元素的相关性不强，且表现复杂。本研究结果揭示，在成龄胶园间作五指毛桃应当适量施用钙肥、镁肥和喷施一些铜元素叶面肥，并实行科学施肥，减少养分淋失。     

Cadmium and lead affect the status of mineral nutrients in alfalfa grown on a calcareous soil

ABSTRACT

Cadmium (Cd) and lead (Pb) are toxic trace elements which are not essential for plants but can be easily taken up by roots and accumulated in various organs, and cause irreversible damages to plants. A pot experiment was carried out to investigate the individual and combined effects of Cd (0, 10, 20 mg kg^?1) and Pb (0, 500, 1000 mg kg^?1) level in a calcareous soil on the status of mineral nutrients, including K, P, Ca, Mg, S, Fe, Mn, Cu, and Zn, in alfalfa (Medicago sativa L.) plants. Soil Pb level considerably (P ≤ 0.05) affected the concentrations of more elements in plants than soil Cd level did, and there were combined effects of soil Cd level and Pb level on the concentrations of some nutrients (Ca, Mg, and Cu) in plants. The effects of soil Cd level and Pb level on plant nutrient concentrations varied among plant parts. Cd and Pb contamination did not considerably affect the exudation of carboxylates in the rhizosphere. An increase in rhizosphere pH and exudation of significant amounts of carboxylates (especially oxalate) in the rhizosphere might contribute to the exclusion and detoxification of Cd and Pb. Neither shoot dry mass nor root dry mass was significantly influenced by soil Cd level, but both of them were considerably reduced (by up to 25% and 45% on average for shoot dry mass and root dry mass, respectively) by increasing soil Pb level. The interaction between soil Cd level and Pb level was significant for root dry mass, but not significant for shoot dry mass. The results indicate that alfalfa is tolerant to Cd and Pb stress, and it is promising to grow alfalfa for phytostabilization of Cd and Pb on calcareous soils contaminated with Cd and Pb.     

超积累植物东南景天根际土壤酶活性研究

通过野外调查和盆栽试验研究了超积累植物东南景天根际土壤酶活性变化及其与重金属有效态的关系。研究结果表明,在矿山土壤、重度污染土壤和轻度污染土壤上,种植超积累生态型东南景天后,根际土壤有效态Zn分别比非根际减少了14.3%,7.9%和47.4%,有效态Cd分别比非根际减少25.1%,21.9%和20%。在铅锌矿区,东南景天生长地段土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶、脱氢酶活性高于其它植物生长地段。在矿山土壤和重度污染土壤中,超积累生态型东南景天根际土壤酶活性明显高于非根际土壤,同时也高于非超积累生态型根际土壤。Pb、Zn、Cd、Cu4种重金属对东南景天根际土壤脲酶、蔗糖酶、脱氢酶活性均有抑制作用,而Pb对磷酸酶有一定的刺激作用。东南景天根际土壤脱氢酶、酸性磷酸酶活性与重金属有效态含量呈极显著相关。     

生物炭对铜矿区排土场污染土壤理化性质和重金属形态的影响

为了探讨在重金属胁迫下,不同用量(0,1%,2%,4%)生物炭对土壤pH、有机碳、全氮、全磷以及重金属形态的影响,以铜矿区排土场污染土壤为研究对象,开展室内盆钵试验。结果表明：与对照K相比,在不同剂量生物炭处理下,土壤pH、有机碳、全N和全P增幅分别为3.5%～23.0%,5.6%～13.2%,2.9%～6.8%和3.4%～9.5%,酸溶态Cd, Pb, Cu和Zn含量降幅分别为65.5%～71.2%,49.9%～71.5%,34.6%～50.6%和45.3%～52.1%,可还原态Cd, Pb, Cu和Zn含量降幅分别为71.5%～74.3%,44.4%～63.6%,38.5%～57.8%和29.1～39.1%,可氧化态Cd含量降幅为15.6%～36.9%,可氧化态Pb, Cu和Zn含量增幅分别为16.9%～20.5%、3.9%～26.0%和18.8%～55.9%,残渣态Cd, Pb, Cu和Zn含量增幅分别为42.4%～44.2%,11.0%～23.5%,15.0%～37.9%和20.0%～41.9%。添加生物炭可以提高土壤pH,增加土壤有机碳和全氮含量,对土壤全磷含量也略有增加,但...     

复合污染土壤中水稻根际元素特性及效应研究

【目的】以广东大宝山重金属复合污染农田为生长介质,通过研究水稻不同部位生长量、 金属含量、 对金属的富集系数,及其与根际、 非根际土金属含量、 形态变化的相关关系,探讨根际效应可能对水稻体内金属积累转运以及生物量的影响。【方法】选取了广东大宝山稻田重金属复合污染(As、 Pb、 Fe、 Cu、 Zn)土壤及当地常见的20个水稻品种进行根际袋试验,即将根际袋内的土视为根际土,根际袋外的土视为非根际土,将供试水稻品种种植于根际袋土壤中60天后收获,测定水稻各部位的生长量、 不同金属的含量,根际土和非根际土中各金属有效态的含量。【结果】Fe、 Cu、 Pb、 Zn、 As在根部的富集系数均大于其在茎叶的富集系数,各金属在茎叶和根部的富集能力排序分别为Zn Cu As ≈ Pb ≈ Fe和Fe Zn As Cu Pb。根际土和非根际土中各种金属有效态含量均为Fe Cu Pb Zn As。研究还发现,有效态Fe、 Cu和Zn浓度对整株干重的影响显著,作用强弱顺序为Cu Zn Fe,对水稻生长影响作用显著的三种有效态金属Fe、 Cu和Zn均为植物生长所必需的元素。供试土壤中有效态Cu浓度对水稻的生长所起的作用最强。根际土有效态Fe浓度对根系Fe的积累作用效果显著,有效态As浓度显著抑制了根系Fe的积累,且有效态As浓度的作用强于有效态Fe。【结论】根际土中有效态Fe对株高、 根干重、 茎叶干重和整株干重均起着抑制作用,有效态Cu对水稻生长起到了促进作用。根际土有效态As和非根际土有效态Zn对根部Fe的积累起到了抑制作用,根际土有效态Fe和非根际土有效态Cu则起到了促进作用。非根际土有效态Fe和有效态Zn对水稻根长的增加均起到了促进作用。     

Effect of excess lead,cadmium, copper,and zinc on water relations in sunflower

The effect of excess concentrations of lead (Pb), cadmium (Cd), copper (Cu), and zinc (Zn) on water relations in young sunflower (Helianthus annuus L.) plants was studied in water culture under greenhouse conditions. The accumulation of the heavy metals was more intensive in the root than in the shoot. The rates of heavy metal accumulation in root were arranged in the following decreasing order: Cu, Cd, Zn, and Pb. Their transport into the above‐ground parts followed the order: Zn, Cu, Pb, and Cd. Transpiration and relative water content were significantly decreased by excess concentrations of the heavy metals. The number of stomata per unit leaf area was increased while the size of the stomata was decreased. The concentration of free proline significantly increased in the leaves of intact plants as well as in leaf discs incubated in the presence of heavy metals. The concentration of soluble proteins decreased as well, particularly when plants were exposed to high concentrations of the heavy metals. It was concluded that excess concentrations of the heavy metals significantly affected plant water status, causing water deficit and subsequent changes in the plants. The most intensive effect on the plants was exerted by Cd, less intensive by Cu and Zn and the least intensive by Pb.     

青葙修复镉污染土壤的田间试验研究

为探索氯化铵与柠檬酸和青葙(Celosia argentea L.)联合修复重金属Cd污染土壤的方法,通过田间试验,研究了氯化铵与柠檬酸对青葙生长和吸收富集Cd的影响、根际土与非根际土之间的差异,以及对土壤Cd含量和形态的影响。结果表明,种植青葙并施加氯化铵(C+AC)处理能显著促进青葙地上部干重的提高,比只种植青葙(C)处理增产53.03%;种植青葙并施加柠檬酸(C+CA)处理能提高青葙对Cd的吸收富集能力,地上部Cd含量比C处理提高16.64%;而C+AC处理对青葙地上部Cd积累量的促进效果最佳,比C处理提高69.49%;青葙的种植均显著降低根际土Cd的酸溶态含量,C、C+AC和C+CA处理的降低幅度分别为10.31%,15.00%和12.67%,显著大于非根际土;C+CA处理的土壤Cd含量降率最大,为5.33%,而不种植青葙,不施加药剂(CK)处理为1.43%,只有C+CA处理的26.83%。因此,青葙植物提取对Cd的降低仍起关键作用,且施加柠檬酸对表层土壤Cd的修复性能最好。