水稻根际酶活性对土壤重金属污染的响应

为了解水稻根际土壤酶活性的变化及其与根际重金属有效性的关系,选取酸性矿山废水污灌形成的多重金属污染水稻土,采用根际袋模拟水稻根际环境,研究水稻根际土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性的变化特征及其与土壤有效态Cd、Pb、Cu和Zn含量的关系。结果表明,根际土壤pH和脲酶活性均低于非根际土壤,根际土壤微生物量碳和磷酸酶活性均高于非根际土壤。根际土壤有效态Cd和Zn含量低于非根际土壤,有效态Pb 和Cu含量高于非根际土壤。土壤pH与有效态Pb和有效态Zn均呈显著负相关,有效态Cd、有效态Pb 和有效态Cu含量与微生物量碳均呈显著正相关,有效态Cd、有效态Pb、有效态Cu和有效态Zn含量与土壤脲酶活性呈显著负相关,有效态Cd、有效态Pb 和有效态Cu含量与蔗糖酶活性呈显著正相关。可见,在多重金属污染土壤,土壤酶活性受不同重金属有效态含量影响;该结果可为水稻重金属污染治理研究提供理论依据。     

纳米氢氧化镁对大白菜产量、Cd含量及土壤Cd形态的影响

我国土壤Cd污染日趋严重。本研究探讨了纳米氢氧化镁对大白菜生长、Cd含量及形态、土壤Cd含量及形态的影响,以期为氢氧化镁在土壤Cd污染修复中的应用和蔬菜安全生产提供理论基础。采用大田试验研究了不同施加量(0、150、300、450 g.亩-1)的普通氢氧化镁和纳米氢氧化镁对大白菜的生长、Cd含量及形态、土壤的pH、土壤Cd含量及形态的影响。结果表明,与对照相比,施加氢氧化镁后大白菜产量增加了4.1%~22.3%。施用氢氧化镁后大白菜叶片、叶柄和根Cd含量分别降低了5.3%~19.2%、9.0%~28.1%和3.5%~19.3%,土壤Cd含量降低了8.2%~41.5%。相同施用量下,纳米氢氧化镁处理的大白菜叶片、叶柄和根Cd含量明显低于普通氢氧化镁。施用氢氧化镁使大白菜地上部蛋白质结合态(NaCl-F)Cd含量下降,残渣态(R-F)Cd含量增加,土壤pH值降低,土壤中铁锰氧化物结合态(FeMn-Cd)、有机结合态(OM-Cd)和残渣态(RES-Cd)Cd含量降低。总体而言,NMg1处理大白菜产量最高,叶片Cd含量最低,为本研究最佳处理。     

生物肥料培肥水稻秧床对土壤酶活性的影响

以应用生物肥料培肥水稻育秧苗床,研究培肥方式对不同土壤酶活性的影响。结果表明：普通水稻土进行培肥处理后作为水稻育秧苗床,秧苗期土壤脱氢酶、脲酶、纤维素酶、蛋白酶的活性增强,硝态氮含量明显提高,其中采用生物肥料快速培肥比常规营养土效应明显。而盐碱土采用生物肥料快速培肥处理的土壤脱氢酶、脲酶、蛋白酶活性及硝态氮含量与未培肥的普通水稻土差异不大。说明采用生物肥料快速培肥有利于提高土壤酶活性、促进养分转化、提高土壤供肥力,但其培肥效果受盐分的影响。     

Zn肥基施对水稻吸收转运Cd的影响

为探明湖南典型镉(Cd)污染稻田施锌(Zn)对水稻Cd吸收积累的效果,采用Zn肥基施的方法研究施Cd-Zn交互作用对水稻Cd吸收转运的影响,指导Cd污染稻田Zn肥的施用。结果表明,施Zn可显著提高土壤有效态Zn含量,增加水稻对Zn的吸收积累,并显著抑制水稻对Cd的吸收,但对土壤有效态Cd含量无显著影响。早稻基施Zn肥15~60 kg/hm~2的米Cd含量降低17.52%~37.13%、晚稻米Cd含量降低11.21%~66.00%,早稻米Cd含量随Zn肥施用量的增加呈"报酬递减"规律,而晚稻米Cd含量则随Zn肥施用量的增加呈直线下降趋势;其中,早稻较佳Zn肥施用量为45 kg/hm~2。试验结果还表明,水稻米、茎、叶间Zn-Cd交互作用显著,施Zn可显著抑制水稻对土壤Cd的吸收转运,且米Cd含量既受水稻吸收转运Cd能力的影响,还受水稻植株和土壤中Cd-Zn拮抗作用的调控。     

酸碱度调节剂对稻田土壤中有效态镉的影响研究

为弄清不同酸碱度调节剂对稻田土壤中有效态Cd的动态影响差异,采用室内培养试验,通过对1、5、10、20 mg/kg外源Cd浓度污染麻砂泥土壤添加4种酸碱度调节剂处理,探讨在第15天和45天其对Cd的有效性影响。结果表明:与不施加酸碱度调节剂的对照对比,添加SH1.5、SH3、GG1.5和GG3调节剂可在一定程度增加土壤pH,从而降低土壤中Cd的有效态含量。4种外源Cd浓度污染土壤中,用TCLP和CaCl_2提取的有效态镉含量与土壤pH均成负相关关系。培养过程中,TCLP提取态和CaCl_2交换态Cd含量分别下降17.41%~48.02%、30.95%~87.89%,同时SH3修复效果表现突出。研究结果可为Cd超标稻田的安全生产及阻控提供科学指导。     

热改性高岭土对土壤Cd形态及辣椒累积Cd的影响

为了探明热改性高岭土对土壤-辣椒体系中Cd迁移的影响,研究2个温度(300、500℃)对高岭土进行热改性,采用盆栽的方式探究高岭土及热改性高岭土对于Cd污染土壤中Cd的形态分布以及对辣椒体内重金属积累的影响。结果表明：在Cd污染土壤上,施用高岭土及热改性高岭土提高土壤pH,但处理间差异不显著;与CK相比,添加300℃热改性高岭土(TK)与500℃热改性高岭土(FK)土壤可还原态Cd含量分别降低1.82%~33.94%、11.76%~26.67%,残渣态Cd含量分别提高46.63%~64.58%、45.96%~1.14%;各处理辣椒的根、茎、叶、果实的干重均高于CK,辣椒果实干重增产31.00%~49.28%,辣椒植株Cd富集依次为根部>叶片>茎>果实。得出结论：施用高岭土及热改性高岭土可提高土壤pH,降低土壤弱酸提取态、还原态Cd含量,减轻Cd对辣椒的协迫,3种材料修复效果为TK>FK>K。     

不同钝化剂对恩施Cd污染土壤的钝化效果研究

为解决恩施高山蔬菜土壤重金属镉(Cd)污染问题,采用盆栽试验,研究施加不同钝化剂（生物炭、羟基磷灰石、石灰粉、粉煤灰、混合有机钝化剂）对试验土壤中Cd的钝化效果及小白菜产量、品质及Cd含量的影响。结果表明,除石灰粉处理对小白菜生长抑制外,其他处理对小白菜鲜重、株高均有促进作用,且粉煤灰处理增加小白菜鲜重达109.72%。羟基磷灰石、石灰粉和混合钝化剂等3种处理分别提升土壤pH 25.18%、36.61%和28.21%。各处理对土壤脲酶、纤维素酶、蔗糖酶活性无显著性影响;生物炭、混合钝化剂处理显著提高磷酸酶活性达52.85%和69.82%,而石灰粉处理显著抑制了磷酸酶活性。5种钝化剂处理均降低了小白菜重金属Cd的含量,其中生物炭、羟基磷灰石、石灰粉、混合钝化剂均达到抑制吸收显著效果,且石灰粉最优,降低了73.80%。各处理对小白菜品质无显著性影响。生物炭和混合钝化剂处理分别降低了土壤中总Cd含量27.21%、46.98%;石灰粉和混合钝化剂处理降低了土壤中离子交换态Cd43.67%、47.35%。5种钝化剂的施用均能降低小白菜的Cd含量,其中混合钝化剂处理在不影响小白菜产量和品质的同时,增强了土壤酶活性,降低了土壤中总Cd及有效Cd（离子态、水溶态）比例。     

污灌区盐渍化土壤重金属Cd的形态分析及其影响因素

以受盐渍化及重金属Cd污染的天津污灌区土壤作为研究对象,探讨盐渍化土壤重金属的形态分布及其影响因素。研究的盐分种类主要为NaCl和Na_2SO_4,盐度7个[添加质量分数依次为0%(CK)、0.2%、0.4%、0.6%、1%、2%和5%],采用Tessier连续提取法测定土壤前3种重金属的形态(可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化态),得出重金属的形态分布规律。结果表明:在添加NaCl盐度条件下,土壤中Cd碳酸盐结合态可交换态铁锰氧化态,可交换态含量与盐度、重金属总量、pH值和有机质均呈显著相关。在添加Na_2SO_4盐度条件下,土壤中Cd铁锰氧化态可交换态碳酸盐结合态,可交换态、碳酸盐结合态与pH值和有机质均呈极显著相关,铁锰氧化态与pH值呈显著负相关。盐度与Cd各形态也有不同程度的相关性。在添加NaCl盐度条件下,pH值对可交换态含量有重要影响;有机质对碳酸盐结合态含量有重要影响;Cd含量对铁锰氧化态含量有重要影响。在添加Na_2SO_4盐度条件下,有机质对可交换态含量有重要影响;pH值、有机质对碳酸盐结合态含量有重要影响;CEC对铁锰氧化态含量有重要影响。得出的Cd形态分布规律以及土壤各理化性质对Cd形态含量的影响分析对土壤重金属的污染防治和生态风险评价提供了基本的理论依据。     

桑树修复农田镉和铅的土壤微环境特征分析

在江西某矿区周边重金属污染农田上栽植桑树,栽植三年后,分析桑园土壤中重金属含量、重金属各形态含量分布、土壤微生物分布、土壤酶活。分析结果表明,栽植桑树3年后,农田土壤Cd和Pb的修复指数达到96.87%和81.93%,含量分别为12.31mg/kg和595.44mg/kg。且重金属Cd和Pb均主要是富集在桑树根部。桑树不同部位中的Cd和Pb含量分布都表现为夏季含量最高,其次为春季,随后为秋季,最低为冬季。土壤中的Cd和Pb均存在金属可交换态、碳酸盐结合态、金属残渣态、Fe-Mn氧化物结合态、有机质结合态,分别以可交换态Cd和残渣态Pb作为主要形态分布。同时土壤中Pb和Cd各化学形态含量与土壤中微生物群落分布、土壤理化特征以及酶活性具有显著相关性。研究结果表明桑树修复矿区重金属过程中土壤微环境同步变化和改善,桑树栽植三年后,该矿区土壤环境质量达到三级标准。     

钝化材料组合对酸性土壤镉铅砷和中微量元素有效性的影响

采用土壤培养试验的方法，研究了在同等剂量下（6 g/kg土）海泡石(S)、铁锰矿粉(F)和生物炭(B)及其组合对酸性土壤镉(Cd)、铅(Pb)、砷(As)、锌(Zn)、铁(Fe)、锰(Mn)有效性的影响，以期筛选出同步钝化酸性土壤镉铅砷且对中微量元素锌铁锰有效性影响小的钝化材料组合。结果表明：海泡石、铁锰矿粉、生物炭及其组合均在一定程度上提高了土壤pH，降低了土壤中Cd、Pb和As的有效态含量，组合处理降低了土壤Cd、Pb和As有效性的效果均优于单施处理。3种钝化材料及其组合在一定程度上降低了土壤中Zn的有效态性，3种钝化材料及其大多数组合降低了土壤Fe和Mn有效性。S5F1B0组合同步钝化土壤Cd、Pb和As效率均较高，该处理土壤有效态Cd、有效态Pb、有效态As和有效态Zn含量比CK分别降低了30.9%、84.5%、60.2%和32.5%，有效态Mn含量上升了19.9%。土壤中有效态Cd、Pb、Zn和Mn含量与pH均显著负相关。S5F1B0组合同步钝化复合污染土壤Cd、Pb、As的效率均较高，可适当提高土壤Mn的有效性，应用时需适当补充Zn元素。     

外源NO对镉胁迫下东南景天生长和镉累积的影响

为探明一氧化氮(NO)对东南景天镉超积累的效应,设置3个镉浓度(Cd0、Cd10、Cd100)和5个外源NO(SNP)水平,在营养液培养条件下研究了不同外源NO供体硝普钠(SNP)水平对超积累东南景天生长和镉累积的影响。结果表明：随着外源NO浓度的增加,东南景天根的生物量在Cd0、Cd100水平时增加1.4%~36.73%,Cd10水平时则降低（SNP0.05水平除外）,Cd100水平下茎、叶生物量、生物总量增加8.4%~14.5%、16.9%~22.0%和12.6%~18.7%（SNP0.1水平除外）。东南景天不同部位的镉含量及累积量和整株镉累积量随着外源NO浓度增加而显著增加。外源NO提高Cd10水平下超积累东南景天Cd的吸收速率2.9%~79.8%,提高2个镉水平下超积累东南景天Cd的转运速率0.5%~81.9%和16.4%~32.0%。外源NO可促进东南景天生长和Cd的吸收累积,其效应与NO浓度和Cd水平有关。     

镉对小麦种子萌发、幼苗生长及抗氧化酶活性的影响

为了防止重金属毒害的发生和在环境监测中对重金属的评价,以小麦为试验对象,采用室内培养方法,研究了不同浓度镉胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长、丙二醛及抗氧化酶系统的影响,结果表明,较低浓度镉胁迫对种子发芽率、发芽势、芽生长的抑制效应较小.随着镉胁迫浓度的提高,发芽指数、活力指数及根生长明显受抑制,且镉胁迫浓度越大,抑制作用越大.随着镉浓度的增加,幼苗根、芽中的MDA含量、G-POD明显增加,SOD活性呈现先增加后降低的趋势,其中根的SOD活性在1 000 μmol/L Cd胁迫下略低于对照,而CAT、APX活性总体呈下降趋势,且浓度越高下降幅度越大,表明遭受了氧化胁迫和膜脂过氧化损伤,这可能是镉胁迫下小麦幼苗根生长受阻的重要原因.     

生物质炭添加对生菜Cd积累的影响

为探究添加生物质炭对Cd胁迫下生菜Cd吸收累积的影响，以生菜为试验材料，通过盆栽试验，在添加外源镉含量为3 mg/kg的土壤中分别添加0%、1%、2%、3%的生物质炭，待生菜收获后，测得土壤pH、有机碳、生菜产量、生菜体内Cd富集和转运情况及Cd在土壤中的赋存形态的数据。结果表明：添加生物质炭可以显著提高土壤有机碳含量(P≤0.05)，其中生物质炭添加量为3%，相比CK组土壤有机碳增加了35.14%～40.87%；添加生物质炭可以显著降低生菜Cd含量，尤其是3%量的生物质炭添加后，生菜叶Cd含量由0.79 mg/kg降低至0.44 mg/kg。生物质炭可以显著降低生菜中Cd的富集、转运系数，并使残渣态Cd含量增多，酸可提取态、可还原态、可氧化态Cd含量显著降低。因此，生物质炭的施用对Cd污染土壤和生菜体内Cd的积累有显著的阻控作用，特别是生物质炭添加量为3%时效果最优。     

有机酸、EDTA对镉污染土壤上稻米品质的影响

为了寻求有效抑制污染土壤上水稻对重金属Cd的吸收、保持稻米卫生品质的技术方法,通过采用污染土壤盆栽实验,研究了有机酸、EDTA对镉污染土壤上不同基因型水稻稻米品质的影响,结果表明：随着镉污染浓度的增加,糙米中镉含量显著增加,直链淀粉、蛋白质、粗脂肪的含量降低。开花期施加外源有机酸、EDTA,镉污染水稻糙米中镉含量均不同程度下降。以EDTA降低籽粒镉的含量幅度最大,其次是有机酸+1/2EDTA,有机酸作用较弱。外源有机酸、EDTA同时提高了镉污染水稻籽粒蛋白质的含量,EDTA > 有机酸、有机酸+1/2EDTA,但不同程度降低了水稻籽粒中直链淀粉、粗脂肪的含量,以EDTA降低幅度较大。就稻米品质而言,在镉污染土壤上,以有机酸+1/2EDTA对于水稻品质效果优于EDTA、有机酸。在镉污染土壤上种植常规水稻品种‘Ⅱ优527’较高镉积累型品种‘秀水63’更易获得高产优质稻米。     

铅镉复合污染对土壤和水稻叶片生理生化特性的影响

采用盆栽试验,研究了不同程度的铅镉复合污染对水稻叶片生理生化特性的影响。结果表明,铅镉污染导致土壤pH显著降低;玉香油占(Y)在低浓度污染下有机质显著下降,然后随着重金属污染程度升高。天优998（T）在低浓度污染下有机质变化不明显,然后显著降低;除了玉香油占在分蘖期低浓度下SPAD有显著增加,铅镉胁迫显著降低了叶片SPAD值,天优998分蘖期在高浓度下SPAD值显著下降,孕穗期SPAD随重金属污染程度增加而显著增加,灌浆结实期SPAD随重金属污染程度增加而显著降低;水稻叶片抗氧化酶活性在低度铅镉胁迫下活性增加,高度胁迫下活性下降,POD对铅镉胁迫比SOD具有较强的敏感性;MDA含量与铅镉污染程度成正相关。     

镉胁迫对不同水稻品种苗期光合特性与生理生化特性的影响

为了研究镉抗性不同的水稻品种对镉胁迫的生理生化响应差异,采用水培法,以对镉胁迫相对敏感的水稻品种28占和对镉胁迫相对耐受的水稻品种黄粤占为材料,研究了0(蒸馏水,对照),0.05,0.10,0.20 mmol/L 4种不同镉胁迫浓度对该2个水稻品种种子萌发幼苗期的生物学性状、光合特性和生理生化指标的影响。结果表明:不同镉胁迫处理浓度下,2个供试水稻品种28占和黄粤占的苗高、根长、幼苗鲜质量与幼苗干质量均随镉胁迫处理浓度的增大而减小,其中28占减小相对较显著;镉胁迫条件下,水稻叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和胞间CO2浓度(Ci)均呈不同程度的下降趋势。耐镉水稻品种黄粤占Pn、Gs、Tr和Ci的下降均低于镉敏感型水稻品种28占;气孔限制百分率(Ls)呈增加趋势,且品种间差异不显著。随着镉胁迫处理浓度的增加,2个供试水稻品种28占和黄粤占的幼苗叶片叶绿素含量呈下降趋势,而MDA含量、SOD、POD和CAT等抗氧化酶的活性均随着镉胁迫处理浓度的升高而增大,且镉胁迫处理下黄粤占的MDA含量与各抗氧化酶活性较对照的相对增加值小于28占。结果表明,水稻品种黄粤占种子萌发幼苗期对镉胁迫具有较好的抗性。     

紫云英翻压对稻田土壤镉有效性及水稻镉积累的影响

为了研究翻压紫云英对重金属污染土壤中Cd的有效性及水稻Cd吸收积累的影响,以当地传统施肥为对照,在大田条件下研究了添加紫云英对水稻生物产量、Cd含量和土壤p H值、有效Cd含量的影响。结果表明:翻压紫云英对水稻生长起到了促进作用,与单施化肥相比,所有紫云英处理的水稻地上部生物产量均有提高,平均增产率为11%。同时,水稻的Cd含量均有下降,稻谷Cd含量平均降低23.8%,稻草Cd含量平均降低50.2%,水稻Cd积累量平均降低了40.8%。翻压紫云英提高了土壤的p H值,降低了土壤Cd的生物有效性,相关分析表明,土壤有效Cd含量与p H值呈极显著负相关,而水稻Cd积累与土壤有效Cd含量呈显著正相关。本研究表明,在Cd污染稻田土壤上,应避免单施化肥,选用紫云英为代表的绿肥作物配合化肥施用,既能提高水稻产量,还能一定程度上降低土壤Cd活性和水稻Cd积累。     

铁基复合土壤调理剂对三种不同污染程度土壤中水稻糙米吸收积累Cd的影响

为了研究铁基复合土壤调理剂对不同污染类型土壤pH值、有效态Cd含量及水稻糙米产量、Cd含量的影响,探讨铁基复合土壤调理剂降低土壤Cd生物有效性的机理,【方法】本文选取酸性、弱酸性及中性三种Cd 污染稻田土壤,以150 kg/亩施用量施加铁基复合土壤调理剂进行田间小区试验。试验结果表明,铁基复合土壤调理剂均能增加土壤pH值,降低土壤有效态Cd含量,降低Cd的生物有效性系数,铁基复合土壤调理剂对株洲县中性稻田土降Cd效果最佳;土壤调理剂亦能提高水稻糙米产量,降低糙米中Cd含量,株洲县及湘潭县水稻糙米中Cd含量达到国家食品卫生标准规定。研究结果可为镉污染土壤的治理与水稻安全生产提供理论依据和数据支持。     

镉胁迫下硅对水稻生物量及生理特性的影响

摘 要：通过水培试验,研究了镉胁迫(3 mg/L,以Cd计)下不同加硅量(0、30、60、90 、120mg/L,以SiO2计)对水稻生物量、植株含镉量、过氧化氢酶(CAT)的活性、丙二醛(MDA)和游离脯氨酸(Pro)含量的影响,结果表明：与无硅处理相比,加硅使水稻茎叶鲜重增加11.1%～14.39%,根重增加15.7%～25.7%,株高增加8.0%～13.6%;植株含镉量23.9%～26.5%;叶片CAT活性增加12.3%～16.6%,MDA含量降低18.0%～24.6%,Pro含量降低31.5%～33.7%。加硅处理与对照间的差异均达到5%显著水平。水稻叶片CAT活性与植株镉含量间呈线性负相关关系(r=0.980＊＊,n=5), MDA含量与植株镉含量间呈线性正相关关系(r=0.956＊,n=5),Pro含量与植株镉含量间呈线性正相关关系(r=0.990＊＊,n=5)。上述结果说明,加硅抑制水稻吸收镉,改善水稻逆境生理状况,缓解了镉对水稻的毒害作用,促进了水稻的生长发育。     

土壤镉含量影响水稻产量与稻穗镉累积分配的品种间差异

以谷粒镉（Cd）积累能力不同的3个晚稻品种（天优华占、星2号和湘晚籼13号）为材料,在人为设置的3个土壤Cd含量条件下,研究土壤镉含量提高对水稻产量与稻穗镉累积分配特性的影响及其品种间差异。结果表明：（1）土壤Cd含量提高使水稻产量下降,在添加1.0mg/kg Cd时各品种均显著减产,以天优华占降幅最大;土壤Cd含量提高对水稻产量构成因素的影响具有品种间差异,但其使各品种产量下降的主要原因基本一致,即主要由有效颖花数、结实率与收获指数下降导致。（2）稻穗与谷粒各部分Cd含量均随土壤Cd含量提高而显著提高,但并不呈直线增长趋势,3个品种的提高幅度表现天优华占>星2号>湘晚籼13号趋势。（3）稻穗Cd累积量随土壤Cd含量提高而显著提高,品种间稻穗Cd累积量呈天优华占>星2号>湘晚籼13号趋势。（4）稻穗Cd主要累积在实粒中,但实粒Cd所占比例随土壤Cd含量提高呈下降趋势,3个品种实粒Cd所占比例呈星2号>天优华占>湘晚籼13号趋势。可见,土壤Cd含量提高对水稻产量与稻穗Cd累积分配的影响具有明显的品种间差异,Cd污染程度不同的稻田应因地制宜选择水稻品种。