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。     

土壤改良剂与叶面喷硒联合阻控对小白菜吸收镉的影响

为探究改良剂与叶面喷硒（Se）联合阻控减轻农产品受镉（Cd）毒害的效果,采用土壤培养及盆栽试验的方法,筛选不同用量的牛粪（7.5、15 g kg?1）与石灰（1、2、3、4、5 g kg?1）配施钝化土壤Cd有效性的最优处理,并探讨改良剂与叶面喷Se（1、2、4、8 mg L?1）联合阻控对不同程度Cd污染土壤（0.5、3、6 mg kg?1）中小白菜吸收Cd的影响。结果表明:（1）与未施改良剂处理相比,7.5 g kg?1牛粪与 5 g kg?1石灰配施对土壤Cd的钝化效果最显著,土壤有效Cd含量降低了37.9%。（2）与单施改良剂相比,施用改良剂与叶面喷Se显著抑制了小白菜对Cd的吸收,其中在中轻度污染土壤中（0.5 和 3 mg kg?1 Cd）叶面喷施 4 mg L?1 Se使小白菜Cd含量分别降低了 12.9% 和 78.7%,丙二醛含量分别降低了29.9% 和 60.6%;在重度污染土壤中（6 mg kg?1 Cd）叶面喷施 8 mg L?1 Se使小白菜Cd含量降低了 81.4%,丙二醛含量降低了71.9%;叶面喷Se使小白菜的抗氧化酶活性和谷胱甘肽含量均有不同程度的增加。     

丛枝菌根真菌对镉胁迫下芦竹生长、光合特性和矿质营养的影响

为揭示丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）对芦竹耐镉（Cd）胁迫的作用及其机理，采用大棚盆栽试验，利用丛枝菌根真菌（AMF）摩西管柄囊霉（Funneliformis mosseae，FM）、根内根孢囊霉（Rhizophagus intraradices，RI）、地表球囊霉（Glomus versiforme，GV）进行接种试验，研究了在Cd胁迫下接种AMF对芦竹生长、光合、矿质营养的影响。结果表明：AMF能够显著改善Cd胁迫下芦竹的生长状况，与对照相比，接种处理芦竹的株高增加19.09%~27.98%，叶长增加12.18%~31.06%，叶绿素相对含量SPAD值增加8.55%~9.36%，地上和根系生物量分别增加20.08%~31.41%、12.24%~24.12%，最大净光合速率增加7.08%~32.12%，芦竹根系全P含量增加30.26%~46.05%。接种处理后芦竹地上Cd含量介于68~105.97 mg/kg之间，显著高于对照处理（42.20 mg/kg），根系Cd含量介于113.07~221.47 mg/kg之间，显著高于对照处理（46.47 mg/kg），且根系Cd含量显著高于地上部。Cd胁迫下不同AMF菌种对芦竹产生的效应有差异，其中，RI处理对芦竹株高、叶长促进效应最好，经GV处理的芦竹全N、全P、全K含量以及Cd含量最高。Cd胁迫下接种AMF能促进芦竹的生长，增强其光合作用，提高全N、全P、全K吸收量，同时增强了芦竹对Cd的吸收。该研究表明芦竹丛枝菌根共生体对重金属Cd具有较强的固持作用，在Cd污染土壤修复中具有潜在应用价值。     

镉安全水稻材料根系细胞壁果胶对镉的响应特征

【目的】研究镉(Cd)处理下水稻根系细胞壁果胶对Cd胁迫的响应,进一步深化Cd安全水稻材料根系细胞壁Cd的固持机制。【方法】以Cd安全水稻材料D62B为研究对象,普通材料Luhui17为对照进行水培试验。设4个Cd质量浓度处理：0 mg/L (CK)、0.5 mg/L (Cd0.5)、1.0 mg/L (Cd1)、2.0 mg/L (Cd2)。在水稻分蘖期采集根系样品,分析细胞壁多糖中果胶、半纤维1、半纤维2以及残渣部分的Cd含量,测定果胶糖醛酸含量、果胶酯化度、果胶甲酯酶(PME)活性、根系过氧化氢(H₂O₂)含量以及细胞壁过氧化物酶(POD)活性,进而分析根系细胞壁果胶对Cd的响应特征。【结果】1) Cd胁迫下,D62B和Luhui17根系细胞壁果胶合成增加,根系细胞壁低酯化和高酯化果胶糖醛酸含量均表现为D62B高于Luhui17。Cd处理下D62B根系细胞壁低酯化和高酯化果胶糖醛酸含量较对照分别增加了13.21%～71.82%和22.10%～64.27%,Luhui17分别增加了24.14%～137.86%和13.12%～41.26%。...     

施氮对镉胁迫下杂交相思树生长及镉吸收分配的影响

【目的】研究不同水平氮的供应对木本固氮植物杂交相思树适应镉环境胁迫及其生物修复能力的影响,可为有目的地进行相思树栽培提供施肥依据。【方法】以杂交相思树 (Acacia mangium × Acacia auriculiformis) 为试材进行了盆栽试验。Cd2+ 设3个水平(0、30、60 mg/kg),在Cd2+ 30 mg/kg的基础上设施尿素2个水平(0.4、0.8 g/kg) ,共5个处理。研究了杂交相思幼苗的干物质、氮(N)、磷(P)、钾(K)、镉(Cd)的积累和分配规律。【结果】Cd2+ 胁迫显著抑制了杂交相思幼苗根、茎、叶和总干物质的积累,限制了N、P、K等元素的吸收和积累;杂交相思Cd转移系数为0.044～0.224,根Cd含量明显高于茎和叶,并且根部Cd累积能力要大于地上部;但Cd2+ 60 mg/kg胁迫下,杂交相思通过向地上部分转移Cd以更好地适应强胁迫环境。Cd2+ 30 mg/kg胁迫下,高氮 (0.8 g/kg) 较低氮 (0.4 g/kg) 更显著地促进了茎、叶和植株总的P、K积累,而低氮更有效地增加了根的N、P、K积累量;高氮较低氮更显著地提高了茎、叶干重以及干物质在茎叶中的分配比例,低氮则提高了根干重以及干物质在根中的分配比例和根冠比;Cd2+ 胁迫下施氮显著促进了杂交相思对Cd的吸收和积累,提高了Cd转移系数;低氮更显著地促进了根、叶和总Cd的积累,高氮更显著地促进了茎Cd的积累及Cd在茎、叶中的分配比例。【结论】Cd2+ 胁迫下杂交相思通过改变干物质及N、P、K、Cd积累和分配规律以及提高N、P和K利用率的方式,保证根系生长,以更好地适应胁迫环境。低Cd2+ 胁迫下 (30 mg/kg),施氮可缓解杂交相思由镉胁迫所引起的对N、K吸收的抑制,促进杂交相思各器官干物质以及N、P、K、Cd的积累。低施氮量 (尿素 0.4 g/kg) 促进相思树生长的效果更佳,高施氮量 (尿素 0.8 g/kg) 促进Cd向地上部的运转,提高其对Cd生物修复能力。     

有机肥施用和外源镉添加对土壤理化性质、油菜生长及其镉积累的影响

采用盆栽试验方法，研究了施用鸡粪、牛粪、蚯蚓粪对外源添加不同浓度Cd土壤的酶活性等性状、盆栽作物油菜生长及其Cd吸收积累的影响；试验供试土壤Cd添加浓度为0、1、10、50 mg kg?1，以不施有机肥为对照、3种有机肥用量均为4%。结果表明:施用有机肥使土壤有机质含量、酶活性显著提高，施用鸡粪、牛粪处理土壤脲酶、磷酸酶活性最高，施用蚯蚓粪处理土壤的过氧化氢酶活性最高，但土壤pH值受施用有机肥的影响不明显。外源Cd的添加使土壤酶活性下降、且下降幅度与Cd添加浓度成正比；在高浓度添加Cd（10、50 mg kg?1）土壤，与对照相比三种有机肥处理有机结合态Cd比例提高37.6% ~ 117.3%，交换态Cd比例降低了14.7% ~ 28.3%。在Cd添加浓度为0、1、10 mg kg?1土壤，施用有机肥处理与对照相比，油菜叶片叶绿素含量、产量显著提高，且施用鸡粪和牛粪的效果又好于施用蚯蚓粪；而在Cd添加浓度50 mg kg?1土壤，只有施用蚯蚓粪处理油菜的叶绿素含量和产量提高，较未施用有机肥处理分别提高了38.8%和290%。在Cd添加量为10、50 mg kg?1土壤，施用有机肥处理油菜植株体内Cd浓度较未施有机肥处理下降了14.2% ~ 27.7%，而油菜体内Cd含量的降低效果以施用蚯蚓粪处理最好，优于施用鸡粪、牛粪处理。总之，从降低油菜体内Cd含量和提高油菜产量来看，在添加Cd浓度低于10 mg kg?1的土壤，施用鸡粪、牛粪的效果较好，而在添加Cd浓度达到50 mg kg?1的土壤则以施用蚯蚓粪的效果为更好。     

镉对不同基因型小白菜根系生长特性的影响

采用水培试验,研究了镉（Cd）不同处理浓度对两种基因型小白菜（金夏王青梗菜和上海矮抗青）的生长及根系形态的影响。结果表明, 随着Cd 处理浓度的增加,两种基因型小白菜根系除直径无显著差异外,根系鲜重、长度、体积、表面积、根系活力均持续下降,且青梗菜的下降幅度显著高于矮抗青。随着镉处理浓度的增加,两种小白菜体内镉含量明显增加,与处理浓度呈显著正相关。当处理浓度大于Cd2+ 0.25 mg/L,矮抗青地上部与根系镉含量超过青梗菜。两种小白菜地上部分鲜重和光合速率均呈先升后降的趋势,其中青梗菜的临界值为Cd 2+ 0.1 mg/L时,而矮抗青的临界值为Cd2+ 0.25 mg/L时。镉浓度为Cd 2+ 1.0 mg/L时,二品种气孔导度均有显著下降,而蒸腾速率变化相对较小。根系较地上部分对镉更为敏感。两种小白菜对镉浓度的反应虽然总体趋势一致,但青梗菜根系的生物量、形态参数、活力及光合参数的下降幅度显著高于矮抗青,表明矮抗青比青梗菜具有较强的耐镉特性,与种子萌发时的敏感性一致。     

不同氮肥品种对不同类型土壤苋菜镉累积的影响

为探究不同氮肥品种对不同类型土壤苋菜镉(Cd)累积的影响,采用盆栽试验,以苋菜(Amaranshus mangostanus L.)为供试作物,在黄棕壤和赤红壤上设置尿素、硫酸铵、硝酸钠、硝酸铵及无肥(CK)5种处理,氮肥施用量均为N 200 mg/kg。结果表明:在黄棕壤上,尿素处理下苋菜地上部和地下部Cd含量和Cd累积量增幅最大,分别增加了59%、90%和243%、259%;在赤红壤中,硫酸铵处理下苋菜地上部和地下部Cd含量和Cd累积量增幅最大,分别增加了56%、114%和141%、293%。在两种土壤上施用硝酸钠显著降低了苋菜对Cd的吸收和累积,其中地下部Cd累积量分别低至0.03和0.06μg/盆。因此,建议在黄棕壤上施用尿素,在赤红壤上施用硫酸铵,在提高苋菜生物量的同时,还能强化苋菜对Cd的吸收累积效果。     

不同氮肥水平下玉米与龙葵竞争吸收镉的差异性研究

【目的】 研究不同氮肥用量处理对玉米镉 (Cd) 积累的影响及其生理响应机制,为今后利用玉米–龙葵间作模式进行植物修复时合理使用氮肥、减少修复成本及环境污染奠定基础。 【方法】 以Cd超积累植物龙葵 (Solanum nigrum L.) 与玉米为供试材料,取Cd污染浓度为2.79 mg/kg的供试土壤,采用温室盆栽试验,设置玉米单作及玉米、龙葵竞争模式下3个不同氮肥用量处理,分别为不施肥、N 0.1 g/kg、N 0.2 g/kg,研究施氮量对玉米、龙葵的生长以及各器官吸收积累Cd的影响。 【结果】 施用氮肥能提高玉米和龙葵各器官的生物量,且随着施氮量的增加龙葵和玉米的生物量均显著性增加,高施氮量处理下龙葵根、茎、叶、籽粒生物量增量最大,分别增加了47.2%、51.0%、25.3%、63.2%;玉米根、茎、叶、籽粒生物量分别增加了35.5%、17.0%、76.2%、112%。不同氮肥用量处理下,龙葵各器官中Cd含量显著性增加,同时与其竞争的玉米各器官Cd含量显著性下降。玉米与龙葵竞争模式下高施氮量处理的龙葵根、茎、叶、籽粒中Cd含量分别增加了23.2%、41.2%、12.3%、45.3%;玉米根、茎、叶、籽粒中Cd含量分别下降了49.2%、38.0%、42.8%、19.5%。高施氮量处理下,龙葵各器官Cd累积量显著性增加,根、茎、叶、籽粒中Cd累积量分别增加85.6%、88.4%、131%、159%;同时玉米各器官Cd累积量显著性降低,茎、叶、籽粒中Cd累积量分别下降12.2%、34.8%、79.5%。高施氮量处理下,玉米与龙葵竞争模式下龙葵富集系数增加113%,转运系数增加15.1%;玉米的富集系数降低25.7%,转运系数降低15.2%。玉米与龙葵竞争模式下,随着施氮量的增加,龙葵对Cd的吸收转运能力增强,玉米对Cd的吸收转运能力受到抑制。因此,Cd污染土壤中,通过玉米–龙葵间作处理并适当提高施氮量,能够促进龙葵的生长和地上部Cd的积累能力。这一研究结果旨在为修复污染土壤,提高修复效率以及保证农产品质量安全提供理论依据。 【结论】 玉米与龙葵竞争模式下,0.2 g/kg的施氮量能够促进龙葵对Cd的吸收转运,降低Cd在玉米各器官的累积,并提高Cd污染土壤的修复效率,达到边生产边修复的目的。      

八宝景天–柑橘间作降低柑橘根际土壤镉含量以减少对镉的吸收

  【目的】  超富集植物与经济作物间作是实现重金属污染农田边生产边修复的有效措施。为此，研究八宝景天 (Hylotelephium spectabile) 和柑橘间作对柑橘重金属吸收累积的影响，为柑橘生产提供安全、经济有效的栽培措施。  【方法】  以早熟和晚熟柑橘、八宝景天为试材进行盆栽试验，以全Cd含量为0.92 mg/kg的污染土壤和0.06 mg/kg的清洁土壤为供试土壤。分别设置早熟和晚熟柑橘单作、八宝景天单作、早熟和晚熟柑橘–八宝景天间作和柑橘–八宝景天限制性间作，共7个处理，限制性间作采用半透膜根际袋将八宝景天和柑橘根系分开。在植株生长74天 (7月) 和218天 (12月)时采样，调查植株生物量和Cd含量，分别测定根际土壤全Cd和有效态Cd含量。  【结果】  与柑橘单作相比，与八宝景天间作柑橘的叶片Cd含量降低了26.7%，与清洁土壤种植的柑橘叶片Cd含量 (0.011 mg/kg) 相近。间作条件下，柑橘根际土壤中全Cd含量由0.92 mg/kg降低至0.75 mg/kg，有效态Cd含量由单作处理的0.82 mg/kg降低至0.78 mg/kg，低于柑橘单作处理；柑橘–八宝景天间作柑橘根际土壤中全Cd的减少量是柑橘–八宝景天限制性间作柑橘根际土壤全Cd减少量 (6.52%) 的2.83倍。柑橘–八宝景天间作中八宝景天对土壤Cd的年提取量、年去除率分别达1.40 mg/pot、3.34%，与其单作 (1.50 mg/pot、3.73%) 相比，去除效率降低了10.6%，其主要原因是间作降低了八宝景天的生物量。  【结论】  尽管柑橘–八宝景天间作影响八宝景天对镉的去除效率，但显著降低了柑橘根际全Cd和有效态Cd含量，进而将柑橘叶片Cd含量降低到与清洁土壤下近似的水平，实现了边修复边安全生产的目标，因此，柑橘–八宝景天间作可作为中低度Cd污染农田土壤修复的重要生物措施。     

水肥一体化配合硝化/脲酶抑制剂实现油菜减氮增效研究

【目的】研究水肥一体化方式下减氮施肥并添加硝化和脲酶抑制剂对油菜生长及土壤硝态氮和铵态氮含量的影响,旨在筛选出配合硝化/脲酶抑制剂施用的最适减氮量,为减少氮素损失、提高蔬菜生产中氮素利用率和降低蔬菜硝酸盐含量提供理论依据。 【方法】采用盆栽试验,利用负压灌溉水肥一体化系统 [(–5 ± 1) kPa],设不施氮肥 (T1)、尿素 150 kg/hm2 (T2)、尿素 150 kg/hm2 + 10%DCD (双氰胺) + 1%HQ (氢醌)(T3)、尿素 127.5 kg/hm2 + 10%DCD + 1%HQ (T4)、尿素 105 kg/hm2 + 10%DCD + 1%HQ (T5) 共 5 个处理。监测了油菜生长期间供水量、土壤含水量、油菜生长指标及土壤硝态氮与铵态氮含量的变化,分析调查了收获后油菜的产量、品质指标和养分含量。 【结果】在油菜生长期间,负压灌溉各处理的总出水量非常接近 (12174～13869 mL)。当施肥量相同时,与不添加抑制剂处理 (T2) 相比,施用硝化和脲酶抑制剂 (T3) 能够有效抑制土壤中铵态氮向硝态氮的转化,提高叶长、叶宽和叶绿素含量,显著提高油菜产量 25.2%,提高氮肥利用率 85.2%,硝酸盐含量显著降低 51.9%。与不添加抑制剂处理 (T2) 相比,减氮 15%～30% 同时添加硝化和脲酶抑制剂对油菜产量、品质、养分吸收也均有不同程度的促进效果,并能够抑制硝化作用,减少土壤中硝态氮累积,减氮 30% 并添加硝化和脲酶抑制剂的处理 (T5) 能将油菜产量提高 15.9%,氮、磷、钾含量分别提高 8.4%、21.5% 和 27.8%,氮肥利用率提高 1.26 倍,油菜体内硝酸盐含量降低 66.6%。 【结论】适当减氮并添加硝化和脲酶抑制剂对油菜产量和养分吸收均有明显的促进效果,而且能减少油菜硝酸盐含量和土壤中硝态氮累积。在本试验负压水肥一体化条件下,减氮 30% 并添加硝化和脲酶抑制剂,即尿素 105 kg/hm2 + 10%DCD + 1%HQ 不仅效果最佳,还降低了因氮肥投入高而造成硝酸盐累积的风险。     

水稻土和菜田添加碳氮后的气态产物排放动态

【目的】动态连续监测添加碳氮底物后各气体产物—O2、 NO、 N2O、 CH4和N2的排放,对土壤碳氮转化过程和气体产生过程做更深入的理解,揭示不同土地利用方式典型红壤的温室气体产生机制。【方法】采集长江中游金井小流域不同土地利用方式稻田和菜地土壤为研究对象,利用全自动连续在线培养检测体系(Robot系统),通过两组试验分别研究土壤碳氮转化过程中各气体产物的动态变化。试验1采用菜地和稻田土壤进行好气培养,设置不施氮对照、 添加40 mg/kg铵态氮、 添加40 mg/kg铵态氮+1%硝化抑制剂、 添加40 mg/kg硝态氮、 添加40 mg/kg硝态氮+1%葡萄糖、 缺氧条件下添加40 mg/kg硝态氮+1%葡萄糖6个处理。试验2采用稻田土壤进行淹水培养,设不施氮对照、 添加40 mg/kg铵态氮、 添加40 mg/kg铵态氮+1%硝化抑制剂、 添加40 mg/kg铵态氮+1%秸秆、 缺氧条件下添加40 mg/kg铵态氮+1%的葡萄糖、 添加40 mg/kg硝态氮、 添加40 mg/kg硝态氮+1%葡萄糖、 缺氧条件下添加40 mg/kg硝态氮+1%葡萄糖8个处理。培养温度均为20℃,土壤水分含量为70% WFPS (土壤孔隙含水量),培养周期为15天。【结果】从菜地和稻田土壤不同碳氮添加处理气态产物及无机氮的动态变化可看出: 1)菜地土壤好气培养初期硝化作用产生了大量N2O; 受低碳和低含水量的限制,反硝化作用较弱。当提供充足碳源和厌氧条件,出现N2O和NO的大量排放。2)在好气稻田和淹水稻田培养过程中,反硝化作用是N2O产生的主要途径。3)稻田土壤中,提供充足碳源和厌氧条件,各气态产物出现的顺序依次是NO、 N2O和N2,与三种气体在反硝化链式反应过程中的生成顺序一致。淹水稻田加铵态氮和碳源处理N2为主要产物,添加硝态氮处理后,N2O成为主要气态产物。当土壤碳源充足时,反硝化过程进行彻底,反硝化产物以终产物(N2)为主。4)在稻田土壤出现厌氧或添加碳源条件下,均检测到大量CH4产生; 且在甲烷产生的同时,NO-3几乎消耗殆尽。【结论】金井小流域典型红壤菜地N2O主要来自于硝化作用,好气和淹水稻田N2O主要来源于反硝化作用; 当碳源充足和厌氧时,菜地及稻田反硝化作用增强; 反硝化产物组成、 产物累积量及出峰顺序与碳源和氧气浓度有关。     

配施硫基肥对夏玉米镉铅累积的阻控效应

该文以府河流域污灌区农田为研究对象,通过田间小区试验研究了5种施肥措施对土壤重金属镉(Cd)、铅(Pb)有效性以及夏玉米(Zea mays L.)对Cd、Pb富集和转运能力的影响。结果表明:与农民常规施肥(CK)相比,尿素、磷酸二铵和氯化钾配施(N-P-K)以及腐殖酸复合肥、尿素和磷酸二铵配施(HA-N-P)的表层土壤Cd、Pb有效性以及夏玉米对Cd、Pb的富集和迁移能力差异均不显著(P0.05)。然而,腐殖酸复合肥、硫酸铵和磷酸二铵配施(HA-S-P)以及硫酸铵、磷酸二铵和硫酸钾配施(S-P-K)2种施肥措施的表层土壤有效Cd含量分别比CK降低了10.60%和6.36%,表层土壤有效Pb含量分别比CK降低了11.49%和6.00%。此外,HA-S-P处理和S-P-K处理夏玉米Pb转运系数分别比CK降低了50.33%和77.10%,且夏玉米籽粒Pb含量分别比CK降低了59.75%和80.43%(P0.05),但各处理间夏玉米对Cd的转运和富集能力差异并不显著,这说明施用硫基肥可有效抑制夏玉米对Pb的富集和转运,但并未影响其对Cd的富集和转运。综上所述,该污灌区轻度Cd、Pb复合污染农田土壤种植夏玉米建议硫酸铵、磷酸二铵和硫酸钾配施,或者腐殖酸复合肥、硫酸铵和磷酸二铵配施。     

钙对镉胁迫下玉米生长及生理特性的影响

采用溶液培养试验 ,研究不同的钙和镉处理对玉米植株生长、叶绿素含量、硝酸还原酶和ATPase酶活性以及叶片中丙二醛含量、活性氧清除酶系统活性的影响。结果表明 ,根部未供钙或叶面喷施CaCl2时 ,加镉处理玉米根、地上部生物量降低 ,根冠比加大 ;而根部供钙 ,植株生长较好 ,生物量较高 ,根冠比相对较小。营养液中加镉 ,玉米植株中镉浓度显著增加 ,根部镉浓度明显比地上部高 ,根中镉约占 65%～ 78% ,地上部镉占到 22%～35%左右。根部供钙比未供钙处理 ,根中镉含量虽没有显著性差别 ,但地上部镉浓度明显较低。叶片喷施CaCl2 4次比喷施 2次处理 ,地上部镉浓度增加。供钙明显增加了玉米植株中钙浓度。未供钙的玉米叶片叶绿素含量下降 ,但叶绿素a/叶绿素b比基本不变 ;加镉处理 ,玉米叶片叶绿素a、叶绿素b及叶绿素总量下降更甚 ,叶绿素a/叶绿素b比升高 ;叶面喷施CaCl2 ,叶绿素含量也较低。前期和后期根部供钙处理 ,叶绿素下降程度有所缓解。而根部一直供钙 ,玉米叶片中叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量明显提高。镉抑制了玉米植株叶片硝酸还原酶活性、ATPase活性 ;根中ATPase活性以及活性氧清除酶系统超氧化物歧化酶 (SOD)、愈创木酚过氧化物酶 (Gua POD)、抗坏血酸过氧化物酶 (AsA POD)、过氧化氢酶 (CAT)受镉的诱导而增加，叶片中丙二醛(MDA)含量升高。与未供应钙加镉处理相比，根部供钙加镉处理的玉米叶片硝酸还原酶活性、ATPase活性显著增加，也明显减轻了镉对根中ATPase活性、叶片中丙二醛含量、活性氧清除酶系统SOD，POD，CAT 活性的诱导效应。间隔供钙，在一定程度上缓解了镉的毒害，但是叶片喷施CaCl2，对减轻镉毒害无明显效果。因此在本试验条件下，根部供钙对缓解玉米镉毒害有重要作用。关键词:钙；镉；玉米；生理特性     

不同价态硒缓解小油菜镉胁迫的生理机制

【目的】 硒有利于提高植物对环境胁迫的抗性,缓解植物受到的非生物胁迫。研究不同价态硒对小油菜缓解重金属镉胁迫的影响,可为治理农田土壤重金属镉污染提供参考。 【方法】 采用盆栽试验,选取三种价态硒,分别为硒代甲硫氨酸 Se (–2)、亚硒酸钠 Se (+4) 和硒酸钠 Se (+6),硒浓度均为 1 mg/kg,设置镉胁迫浓度 0、低浓度镉 (2 mg/kg) 和高浓度镉 (5 mg/kg),共计 12 个处理,采用原子吸收光谱法测定植物的镉含量,分析调查了对小油菜生长及生理特性的影响。 【结果】 未加外源镉时,与对照 (CK₀) 相比,各价态 Se 均能显著促进小油菜生长,且 Se (–2) 处理对小油菜生物量、株高、根长的促进效果优于无机硒 Se (+4) 和 Se (+6) 处理;低浓度镉胁迫下,与对照 (CK₂) 相比,经 Se (–2) 和 Se (+4) 处理后,小油菜地上部镉含量分别降低 13% 和 5%,而 Se (+6) 处理却增加了 25%;在高镉胁迫下,与对照 (CK₅) 相比,经 Se (–2) 和 Se (+4) 处理后,小油菜根部及地上部镉含量降幅可达 13%～41%,而 Se (+6) 处理后,小油菜根部及地上部镉含量分别增加了 38% 和 17%。当存在镉胁迫时,施用 Se (–2) 和 Se (+4) 处理可有效提高植物体内超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化物酶 (POD) 和过氧化氢酶 (CAT) 等酶的活性,增加小油菜叶片内抗坏血酸 (AsA) 和还原型谷胱甘肽 (GSH) 的含量,但Se (+6) 降低了其抗氧化酶的活性,减少了小油菜叶片中 AsA、GSH 的含量。 【结论】 在镉胁迫下,Se (–2) 在促进小油菜生长、抑制镉在小油菜体内的积累及增强小油菜生理特性方面的作用均优于 Se (+4) 和 Se (+6)。因此,Se (–2) 处理最能有效缓解小油菜镉胁迫,Se (+4) 次之,Se (+6) 却增加了镉对小油菜的胁迫作用。      

镉污染土壤根际环境的调节与植物修复研究进展

简要回顾了近年来土壤镉污染现状,介绍了根际环境的调节作用、镉污染土壤的植物修复技术的类型、特点及植物修复情况,并对今后植物修复发展前景作了进一步展望,为实现对镉污染土壤进行有效的生态整治与安全高效益的利用提供了新的技术途径。     

接种菌根真菌影响青菜中铅镉的累积和迁移

Heavy metal(HM) contamination in soils is an environmental issue worldwide that threatens the quality and safety of crops and human health. A greenhouse experiment was carried out to investigate the growth, mycorrhizal colonization, and Pb and Cd accumulation of pakchoi(Brassica chinensis L. cv. Suzhou) in response to inoculation with three arbuscular mycorrhizal(AM) fungi(AMF), Funneliformis mosseae, Glomus versiforme, and Rhizophagus intraradices, aimed at exploring how AMF inoculation affected safe crop production by altering plant-soil interaction. The symbiotic relationship was well established between pakchoi and three AMF inocula even under Pb or Cd stress, where the colonization rates in the roots ranged from 24.5% to 38.5%. Compared with the non-inoculated plants, the shoot biomass of the inoculated plants increased by 8.7%–22.1% and 9.2%–24.3% in Pb and Cd addition treatments, respectively. Both glomalin-related soil protein(GRSP) and polyphosphate concentrations reduced as Pb or Cd concentration increased. Arbuscular mycorrhizal fungi inoculation significantly enhanced total absorbed Pb and Cd(except for a few samples) and increased the distribution ratio(root/shoot) in pakchoi at each Pb or Cd addition level. However, the three inocula significantly decreased Pb concentration in pakchoi shoots by 20.6%–67.5% in Pb addition treatments, and significantly reduced Cd concentration in the shoots of pakchoi in the Cd addition treatments(14.3%–54.1%), compared to the non-inoculated plants.Concentrations of Pb and Cd in the shoots of inoculated pakchois were all below the allowable limits of Chinese Food Safety Standard.The translocation factor of Pb or Cd increased significantly with increasing Pb or Cd addition levels, while there was no significant difference among the three AMF inocula at each metal addition level. Meanwhile, compared with the non-inoculated plants, AMF inocula significantly increased soil p H, electrical conductivity, and Pb or Cd concentrations in soil organic matter in the soils at the highest Pb or Cd dose after harvest of pakchoi, whereas the proportion of bioavailable Pb or Cd fraction declined in the AMF inoculated soil. Our study provided the first evidence that AM fungi colonized the roots of pakchoi and indicated the potential application of AMF in the safe production of vegetables in Pb or Cd contaminated soils.     

黄土高原南部不同减氮模式对春玉米产量及土壤硝态氮残留的影响

【目的】研究了不同减量施氮模式对黄土高原南部春玉米产量、土壤硝态氮残留的影响,提出科学施肥模式,旨在指导当地玉米施肥、保护环境安全。【方法】在黄土高原南部沟壑区农田连续进行了3年的田间试验,供试作物为春玉米,一年一熟,采用半覆膜种植方式。试验设不施氮（CK）;传统施肥模式（Con,施尿素N 200 kg/hm2）;减氮模式Ⅰ（Mod Ⅰ,施尿素N 160 kg/hm2）;减氮模式Ⅱ（Mod Ⅱ,施尿素N 160 kg/hm2和加一定量的硝化抑制剂双氰胺）;减氮模式Ⅲ（Mod Ⅲ,施脲甲醛N 160 kg/hm2）5种处理。调查了玉米产量、收获后土壤硝态氮残留和氮素利用率。【结果】三种减量施氮模式较传统施氮模式施氮量减少20%的情况下,玉米产量连续三年无显著变化（P 0.05）,相差0.1~0.5 t/hm2。与Con相比,Mod Ⅰ、Mod Ⅱ、Mod Ⅲ处理的氮肥农学效率及偏生产力分别增加了20.2%~23.2%和21.9%~23.7%,0-200 cm土层NO3--N的残留量分别减少了90.7、97.3、100.7 kg/hm2,其降幅依次为44.7%、47.9%、49.6%。【结论】连续三年减少20%的施氮量不影响春玉米产量及吸氮量,可提高氮肥的农学效率和偏生产力,显著减少土壤剖面NO3--N残留量。在同一施氮量下,添加硝化抑制剂或施用缓控释肥对硝态氮残留量减少作用不甚明显。     

Phytoextraction of Cd and Zn with Thlaspi caerulescens in field trials

Abstract. Phytoextraction is the remediation of heavy metal contaminated soils using plants that take up metals. Hyperaccumulating plants such as Thlaspi caerulescens are often studied for their possible use for decontamination of Cd and Zn rich soils, but few field trials have been reported, although they are necessary to validate the results of hydroponic and pot studies. This article reports field data for T . caerulescens grown on a calcareous and an acidic soil, both contaminated 20 years ago by either atmospheric depositions or septic-tank wastes. Accelerated cropping using transplants grown three times in eight months was compared to Thlaspi sown twice during the same period. Both were followed by one crop of sown Thlaspi . High Cd and Zn concentrations in the plant shoots compensated for the low biomass production. Annual metal exports with transplanted Thlaspi were 130 g Cd ha⁻¹ and 3.7 kg Zn ha⁻¹ on the calcareous soil and 540 g Cd ha⁻¹ and 20 kg Zn ha⁻¹ on the acidic soil. We concluded that within the framework of the Swiss legislation, remediation of Cd-contaminated soils could be achieved within less than 10 years with one crop of Thlaspi per year, but differences in soil properties could affect the rate of phytoextraction significantly. Total Zn content in both soils was too high to be remediated by T . caerulescens in a realistic time span. Thlaspi did not decrease the NaNO₃-extractable fraction of Cd or Zn in either of the soils.     

不同氮磷钾肥对土壤pH和镉有效性的影响

采用土壤培养方法研究了不同氮、磷、钾肥对土壤pH和镉有效性的影响。结果表明,在培养60 d时,所有氮肥处理均降低了土壤pH,增加了Cd的提取量;但高量尿素和氯化铵处理土壤pH降低最多,提取的Cd也最多;硫酸铵提取的Cd较对照增加最小。所有磷肥处理均引起土壤pH小幅降低,但对土壤Cd提取量的影响以普钙稍大。3种钾肥处理均降低了土壤pH,其中氯化钾在0 d时提取的Cd在所有钾肥处理中为最高,其提取能力15 d后逐渐消失,试验结束时所有钾肥处理对Cd提取量均低于对照。本研究进一步表明,在土壤Cd含量处于污染临界值附近或已受Cd污染的土壤上,应避免施用高量的酸性肥料如尿素、氯化铵、普钙,以及其他酸性物料。在常用磷、钾肥中,磷酸二铵和硫酸钾在Cd污染土壤上施用更为适合。