不同改良剂对土壤-叶菜系统Cd迁移累积的调控作用

为筛选适合在中轻度镉污染土壤上有效降低叶菜吸收镉的改良剂及用量,采用镉污染菜地土壤进行盆栽试验,研究不同用量的石灰、泥炭和碱渣对小白菜（Brassica chinensis L.）生物量、镉吸收量,土壤pH及有效态镉含量的影响。结果表明,3种改良剂对小白菜生长均无显著的抑制作用;与不施改良剂的处理相比,石灰、泥炭显著抑制小白菜对镉的吸收,地上部镉含量与石灰和泥炭用量均呈显著负相关关系（R=-0.668、-0.785,P〈0.05）,碱渣对小白菜地上部镉含量的影响不显著,但显著增加根系镉含量;改良剂均显著提高土壤pH,但对DTPA-Cd影响不同,石灰显著降低DTPA-Cd,泥炭、碱渣均有增加DTPA-Cd含量的趋势;泥炭对土壤-小白菜系统Cd迁移的调控效果最佳,其最佳用量为20 g.kg-1土,石灰次之,碱渣不适合。     

改良剂对镉污染酸性水稻土的修复效应与机理研究

为探明田间条件下施用石灰、钙镁磷肥、海泡石和腐殖酸等改良剂对Cd污染酸性水稻土的修复效应和作用机理, 通过在Cd污染区建立田间小区试验, 研究了改良剂单施和与石灰配施对Cd污染酸性水稻土中Cd作物有效性的影响。结果表明, 施用改良剂有效地改变了土壤中Cd的存在形态, 除腐殖酸外, 其他改良剂均使土壤酸提取态Cd不同程度地转化为可还原态Cd和残渣态Cd; 施用改良剂可使0.1 mol·L^-1 NaNO₃和 0.01 mol·L^-1CaCl₂提取态Cd 降低26%~97%, 降低效果为石灰+海泡石>海泡石>石灰+钙镁磷肥>钙镁磷肥>石灰>石灰+腐殖酸>腐殖酸; 改良剂使水稻地上部分的Cd吸收量降低6%~49%。试验结果还显示, 施用改良剂提高土壤pH是引起土壤中Cd作物有效性降低的主要原因之一。根据田间试验的结果, 海泡石可推荐作为Cd污染酸性水稻土的改良剂, 而腐殖酸则不宜使用。     

氟 对玉米产量品质及土壤性质的影响

适量氟对动物和人类健康有益, 而过量氟对动物和人类健康有害。为研究氟对玉米产量品质及土壤性质的影响, 采用盆栽试验研究了添加0、100 mg·kg^-1、200 mg·kg^-1、500 mg·kg^-1、1 000 mg·kg^-1 和1 500 mg·kg^-1 氟(NaF)对玉米产量、粗蛋白和淀粉含量及土壤pH、水溶性钙和微生物数量的影响。结果表明: 随氟处理浓度的增加玉米产量显著降低, 减产9.9%~85.4%; 玉米籽粒蛋白质含量显著增加, 从91.8 g·kg^-1 增加到108.8 g·kg^-1。加入氟100 mg·kg^-1 和200 mg·kg^-1 时, 淀粉含量表现为下降趋势,而当加入氟500 mg·kg^-1、1 000 mg·kg^-1 和1 500 mg·kg^-1 时, 淀粉含量表现为上升趋势。玉米不同部位氟含量基本上随氟浓度的增加而增加, 玉米根部和籽粒含氟量与氟添加量的相关性达极显著水平, 相关系数分别为r_根=0.998^**和r_粒=0.915^**; 叶含氟量与氟添加量的相关性达显著水平, r_叶=0.852^*; 玉米不同部位氟含量的大小顺序为根>叶>叶鞘>茎>籽粒。氟浓度在200 mg·kg^-1 时, 籽粒含氟量已超过无公害农产品标准1.0 mg·kg^-1。石灰性土壤添加氟后, 可使土壤pH 增加,从8.05 增加到8.70; 水溶性钙含量显著下降, 由2.71 g·kg^-1 下降到1.02 g·kg^-1。随氟浓度的增加土壤放线菌数量显著降低, 与对照相比, 降低0.92%~65.22%; 低浓度的氟可以促进土壤细菌、真菌的生长, 而高浓度的氟可以抑制细菌、真菌的生长。     

华北山前平原农田土壤肥力演变与养分管理对策

通过对2000 年、2008 年栾城县农田土壤养分与1979 年土壤普查资料的比较, 分析了养分肥力指标的变化程度, 研究了30 年间该县农田土壤养分演变趋势及其原因, 提出了养分资源管理的相应对策。研究结果表明, 2008 年土壤肥力状况较2000 年和1979 年发生了明显变化, 土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量均有显著提高(P<0.01), 碱解氮含量增加尤为显著。土壤碱解氮平均含量由1979 年的56.7 mg·kg^-1 增加到2000 年的80.0 mg·kg^-1 和2008 年的109.1 mg·kg^-1, 1979~2000 年间土壤碱解氮以每年1.1 mg·kg^-1 的平均速度增长, 年均增长率1.9%, 增幅41.1%; 进入21 世纪后, 增长速度明显加快, 2000~2008 年间以每年3.6 mg·kg^-1的平均速度增长, 年均增长率4.5%, 增幅为36.4%。土壤有机质由1979 年的11.6 g·kg^-1 增加到2008 年的18.8g·kg^-1, 平均每年以0.24 g·kg^-1 的速度增长, 年均增长率为2.1%, 增幅为62.1%。30 年间土壤有效磷含量由17.5mg·kg^-1 增加到24.7 mg·kg^-1, 增加幅度为41.1%。由于受到"北方石灰性土壤不缺钾"的观点影响, 20 世纪该区域农民很少施用钾肥, 1979~2000 年间土壤速效钾含量呈下降趋势, 由140.6 mg·kg^-1 下降到111.4 mg·kg^-1, 下降幅度20.8%; 进入21 世纪, 由于秸秆还田措施的实施和含钾肥料的施用, 至2008 年全县土壤速效钾平均含量又回升到149.5 mg·kg^-1。栾城县农田土壤肥力水平较高, 生产潜力大, 该区域农田养分管理应以氮素的精确管理为核心, 以实现作物持续高产稳产与环境保护相协调为目标, 氮肥管理推行实时诊断与推荐施肥技术,磷钾肥实施恒量监控储备施用技术, 推广秸秆直接还田, 实行有机无机相结合的培肥措施。     

石灰和海泡石对镉污染土壤的修复效应与机理研究

研究了稻作和旱作两种种植制度下,施用石灰、海泡石及两种改良剂配施对镉污染土壤pH值、土壤镉形态变化及作物对镉的吸收等的影响.结果表明,施用改良剂使稻作条件下的土壤pH提高0.3～1.8个单位,旱作条件下土壤pH提高幅度为0.3～2.0个单位:两种种植制度下,作物有效性较高的酸提取态镉含量显著减少,而作物有效性较低的可还原态和残渣态镉含量显著增加,进而引起了水稻和萝卜对镉的吸收量降低.其中以石灰和海泡石配施的效果最好,单施海泡石次之,单施石灰效果最差,且各处理均随改良剂用量的增加效果增强,虽然,施用改良剂可以有效降低土壤中镉的作物有效性,但对水稻产量和生物量及镉在水稻和萝卜两种作物地上部分的分配规律均没有明显的影响.     

石灰和磷酸盐结合稳定石灰性重金属污染土壤的研究

为了探讨磷酸盐和石灰对重金属污染土壤的稳定效果,采用铅冶炼污染石灰性土壤(镉、铜、铅和锌全量分别为4.12、81.0、455和115 mg·kg-1)、设置磷酸盐和3个不同石灰用量及磷酸盐和石灰同时施用及间隔15 d施用的处理,培养后测定土壤性质。结果表明,两种添加剂间隔15 d施用且石灰用量为250和500 mg·kg-1时,土壤pH和磷有效性均高于同时施用处理。两种添加剂间隔15 d施用时,土壤镉有效性显著低于二者同时施用时(P<0.05,低6.63%～11.82%)、土壤锌有效性显著高于同时加入的处理(P<0.05,高17.64%～28.39%)。两种添加剂的不同施用方式对土壤铅和铜的有效性影响较小。石灰用量为1000 mg·kg-1且两种添加剂间隔15 d施用时,土壤镉和铅有效性最低。以上说明,对于石灰性镉污染土壤,磷酸盐和石灰的施用方式对土壤镉的稳定效果存在重要影响。     

改良剂配合水分管理减少水稻吸收土壤中镉的研究

为研究减少水稻籽粒中镉的积累,选择一中度重金属污染农田,进行了4种改良剂处理(不施改良剂、生物质炭、钙镁磷肥—坡缕石—硫磺粉(比例为100∶50∶1)和石灰—沸石—硫磺粉(比例为100∶50∶1))和2种水分管理模式(深灌和浅灌)的不同组合处理,田间试验研究了改良剂配合水分管理减少水稻吸收土壤镉的效果,改良剂用量为3 t/hm~2。结果表明,施用改良剂和采取深灌均可显著减少水稻从土壤中吸收镉,并以二者配合的效果最佳。与浅灌/不施改良剂处理比较,钙镁磷肥—坡缕石—硫磺粉和石灰—沸石—硫磺粉2种复合改良剂配合深灌可分别降低籽粒中镉含量56.53%和55.53%,但施用生物质炭降低水稻吸收土壤中镉的效果相对较差。施用复合改良剂促使土壤中交换态镉转化为碳酸盐结合态、氧化物结合态及残余态镉等较为稳定的镉形态,降低了土壤中生物有效态和水溶态镉,减少了水稻吸收土壤镉;深灌有利于硫化镉的形成,并通过"稀释"作用降低水稻吸收土壤镉。研究认为改良剂配合深灌是一种较为方便、有效的技术,适用于农田土壤镉污染的控制。     

菌渣生物炭对镉污染土壤性质及小白菜吸收镉的影响

为探讨以菌渣为原料制备的生物炭修复重金属镉污染土壤的可行性。采用盆栽试验,以香菇菌渣生物炭(SC)和平菇菌渣生物炭(PC)为研究对象,设置0.5%,1%,2%的生物炭施用量(w/w,%),研究其对镉污染土壤理化性质、土壤各形态镉分布、小白菜生长及镉吸收的影响。结果表明:施用SC和PC均能显著提高土壤pH和有机质(SOM)含量。与对照相比,2%的生物炭处理,土壤pH分别提高1.05和1.10个单位,SOM含量分别提高80.6%和61.2%。施用SC和PC使土壤可交换态镉降低,而提高残渣态镉含量。相关分析表明,土壤可交换态镉与pH、SOM和蔗糖酶呈显著负相关。与对照相比,2%处理下SC和PC显著降低小白菜镉含量,分别降低57.5%和54.1%;1%用量下小白菜产量分别提高53.4%和41.6%,表明高投加量菌渣生物炭对小白菜生长有不利影响。总体看来,SC和PC均有利于改善土壤性质,减轻镉对植物的毒害,促进小白菜生长。     

我国磷矿磷肥中镉的含量及其对生态环境影响的评价

本文收集了全国36个矿区67个磷矿标本和全国30个主要磷肥厂的磷肥样品,对其含镉量进行了分析和评价。67个磷矿含镉量范围为0.1-571mg kg^-1Cd,平均为15.3±74mg kg^-1。如果除去广西等四个贮量较小但含镉较高的矿区,其余矿区磷矿平均含镉为0.98mg kg^-1Cd。30个磷肥样品平均含镉0.60±0.63mg kg^-1Cd,变幅为0.1-2.93mg kg^-1。其中普钙平均为0.75±0.65mg kg^-1Cd,钙镁磷肥为0.11±0.03mg kg^-1Cd。热法磷肥在生产过程中含镉量因挥发而降低。根据我国磷肥通常用量和作物吸镉特点,认为长期施用国产磷肥,不至产生污染环境问题。     

紫苏对不同浓度镉胁迫的生理响应

为探讨紫苏的耐镉生理机制, 通过水培试验, 研究了镉离子浓度为0 mg·L^-1(对照)、2.0 mg·L^-1、5.0 mg·L^-1、10.0 mg·L^-1 条件下紫苏的生长、镉富集作用及叶片的保护酶活性。结果表明, 2.0 mg·L^-1、5.0 mg·L^-1、10.0 mg·L^-1 镉胁迫下, 紫苏单株生物量比对照分别减少28.4%、42.4%、66.0%, 不同处理间均存在极显著差异;3 个镉离浓度下紫苏的镉富集量依次为462.4 μg·株^-1、705.0 μg·株^-1、609.7 μg·株^-1, 富集系数依次为91.9、70.0、51.1, 具备镉超积累能力。此外, SOD、POD、CAT 酶活测定结果显示, 随镉离子浓度升高, 紫苏叶片的SOD 活性和MDA 含量显著升高, POD 和CAT 活性显著下降, 破坏了体内保护酶系统的平衡, 抑制紫苏生长。     

土壤镉污染特征及污染土壤的植物修复技术机理

论述了土壤Cd污染的特点、Cd在土壤中的形态转化特征、生物毒性及我国目前土壤Cd污染现状及危害。系统论述了Cd污染土壤的植物修复治理机理、研究进展及应用前景,并结合我国土壤Cd的污染特点和部分研究结果,提出今后的研究目标和方向。     

镉对紫花苜蓿种子萌发与幼苗生长的影响研究

试验研究Cd胁迫对紫花苜蓿种子萌发与幼苗生长的影响结果表明,Cd2 浓度为0~10mg/kg时对种子发芽率的影响不显著,但对发芽势的影响较明显;当浓度达30mg/kg后对发芽的抑制作用表现非常明显,发芽势和发芽率均急剧下降。不同浓度Cd2 对芽和幼根的生长均有明显抑制作用,且对根抑制作用大于芽,同时对活力指数的影响也表现显著;随Cd2 浓度的增加,其抑制作用不断增强,活力指数也随之下降;当浓度达到50mg/kg后幼苗生长几乎完全被抑制。     

有机肥和生态肥对土壤中镉行为以及水稻生长的影响

通过水稻盆栽试验,研究了有机肥和生态肥对镉污染土壤上水稻生长和土壤中镉形态变化的影响,以及对改善糙米品质安全性的作用。结果表明,有机肥和生态肥因性质差异,其效果不尽相同。和有机肥相比,生态肥不仅在促进水稻生长、提高水稻产量方面的作用更加显著,而且在降低土壤中有效态镉以及糙米、茎叶和水稻根中镉含量的作用效果更好。施用生态肥和有机肥使水稻体内镉含量和土壤中有效态镉含量的降低,主要是由于施用不同肥料导致的土壤中镉形态的变化。     

不同基因型番茄幼苗对镉胁迫的生理响应及镉吸收差异

采用盆栽试验,通过研究不同浓度镉（1、5、10mg·kg-1）胁迫下4种基因型番茄圣粉1号、东圣1号、农城906和宝冠1号幼苗地上部及根部生物量、镉吸收量、活性氧含量（ROS）及其他生理指标,筛选出镉低积累基因型番茄品种。结果表明,不同基因型番茄对镉胁迫响应存在差异。随镉处理浓度增加,4个品种番茄幼苗地上部生物量显著下降（P〈0.05）。地上部Cd吸收量呈增加趋势,在中浓度（5mg·kg-1）镉处理下达到峰值,品种间为宝冠1号〉圣粉1号、农城906〉东圣1号。4个品种番茄幼苗Cd转移率随镉处理浓度增加显著降低,其中东圣1号Cd转移率较低,根部Cd滞留较多,向地上部转移较少。4个品种番茄幼苗生理活性存在差异,宝冠1号番茄幼苗ROS含量及抗氧化酶（POD,CAT）活性随镉处理浓度增加变化幅度较大,东圣1号变化幅度相对较小。综合各项指标,4个基因型番茄中东圣1号为镉低积累品种。     

大豆对镉胁迫的生理反应及耐镉机理探讨

为探讨大豆对镉（Cd）胁迫的生理反应及忍耐机理,以8157为供试材料,采用Hoagland营养液培养和土壤盆栽培养试验,研究了添加不同浓度外源Cd对大豆的生理效应及Cd吸收分布的影响。结果表明,大豆吸收的Cd向地上部转运的比率较高,根系对Cd的阻滞作用较弱;植株体内的Cd主要以NaCl提取形态存在（占89.61%）,降低了Cd的生物毒害性。土壤添加低浓度Cd（0.25～0.50mg·kg-1）,大豆籽粒中Cd-P表现为协同作用,Cd浓度升高则转为拮抗作用;不同浓度Cd处理,籽粒中Cd-Zn表现为协同作用,叶片中Cd-Zn则表现为拮抗作用。Cd胁迫促进大豆体内脯氨酸（PRO）的合成,提高了过氧化物酶（POD）的活性,增强了大豆对Cd胁迫的防御和抵抗能力。     

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。     

Cd和Zn在滇池沉积物中的吸附-解吸特征

研究了Cd和Zn在滇池沉积物中的吸附-解吸特征并分析了影响其吸附的因素。结果表明滇池沉积物对Cd和Zn的等温吸附符合Langmuir模型,且Cd和Zn的最大吸附量很高,Cd为6443mg/kg,Zn为13889mg/kg,这表明滇池沉积物对重金属具有很大的吸附潜力。Cd和Zn的吸附和解吸过程都可以分成30min之前的快反应和60min之后的慢反应,且吸附率和解吸率与时间的关系都可以用乘幂函数拟和。沉积物对重金属的吸附受pH的影响,吸附量随着pH的增加而增加,当溶液pH为8.05时,Cd和Zn的吸附百分数都超过了97%。     

氮肥品种和用量对水稻产量和镉吸收的影响研究

采用盆栽试验,研究了Cd污染土壤上,不同氮肥品种和用量对水稻产量和Cd吸收的影响。结果表明,与磷钾配施的4个氮肥处理中,施用尿素处理水稻产量最高,其次为施(NH4)2SO4和NH4Cl处理,施NH4NO3处理水稻产量最低。与施(NH4)2SO4、NH4NO3和尿素处理相比,施NH4Cl处理可显著增加水稻对Cd的吸收,并促进Cd由秸秆向籽粒的转移;而其他3种氮肥对水稻秸秆和籽粒中Cd含量的影响效应相当。适量尿素[0.2g(N)·kg-1]处理能显著降低水稻籽粒Cd含量,而不施尿素和高量尿素处理都显著提高了水稻籽粒中的Cd含量。研究表明,在Cd污染的水稻土上,采用抗Cd污染的水稻品种和优化肥、水管理措施,可使稻米中Cd含量低于国家无公害大米的限量指标。     

添加碳酸钙对土壤中镉形态转化与玉米叶片镉组分的影响

采用土壤培养、盆栽试验及连续提取测定等方法研究添加碳酸钙对外源镉在棕壤中的转化与玉米叶片镉组分的影响。与不加碳酸钙处理比较，添加碳酸钙处理土壤交换态镉含量显著下降，专性吸附态镉、铁锰氧化物结合态镉和残余态镉含量显著增加；添加碳酸钙处理可显著增加土壤ｐＨ、土壤饱和浸提液［Ｃａ２十］及［Ｃａ２十］／［Ｃｄ２十］，并显著降低饱和浸提液［Ｃｄ２＋］碳酸钙处理玉米根、茎、叶干重和全钙量显著增加，全镉含量及叶片Ｈ２Ｏ提取镉、２ｍｏｌ　Ｌ－１　ＮａＮＯ３提取镉、１０％ＨＯＡｃ提取镉、２ｍｏｌ　Ｌ－１　ＨＣＩ提取镉和残余镉含量均明显减少。上述结果显示，添加碳酸钙可降低土壤─植物体系的镉毒害。     

镉、锌胁迫对番茄幼苗生长及其脯氨酸与谷胱甘肽含量的影响

试验研究重金属Cd、Zn胁迫对水培番茄种子萌发、幼苗生长及相关生理指标的影响结果表明,Cd、Zn明显抑制番茄种子的发芽势和根的伸长、幼苗株高和干物质积累,而对种子发芽率的影响则较小;番茄叶片叶绿素含量和a/b值减小,高浓度处理时茎和叶片中含水量明显降低,可溶性糖、脯氨酸和谷胱甘肽含量增加,且叶片含量均高于根系。