不同程度污染农田苎麻吸收积累镉特性研究

以4个主要的苎麻栽培品种为材料,分别在安化和株洲镉污染农田研究这些品种的生长情况以及各器官镉含量。结果表明,安化和株洲试点苎麻平均产量分别为2501和2148 kg/hm2.a。苎麻各品种皮中的镉含量显著高于骨和叶。两个试点平均地上部镉含量分别为21.05和7.75 mg/kg,品种间地上部镉含量存在显著差异,且地上部镉含量与土壤镉含量呈显著正相关,各品种富集系数均大于1。中苎1号产量和地上部镉含量显著高于其它品种。在镉污染农田种植耐性强、高积累的苎麻品种能产生较好的经济效益和生态效益。     

不同甘薯品种对镉的积累与转运特性研究

[目的]旨在为甘薯在中轻度稻田镉污染地区种植结构调整提供技术支撑。[方法]以20个甘薯品种作试验材料，采用旱地小区试验，研究中轻度稻田镉污染区甘薯的生长发育及其积累和转运Cd的差异。[结果]供试甘薯品种的蔓长、茎粗、生物量、产量以及茎叶、块根积累和转运镉的能力存在品种差异。有3个品种的茎叶镉含量超过无公害蔬菜质量标准(<0．05 mg.kg-1),所有品种茎叶和块根的Cd含量均符合国家食品中污染物限值标准 ( <0．1 mg.kg-1 )。茎叶和块根富集系数范围分别为0．225～1.222、0．022～0.160,转运系数范围为0.067～0.511,说明甘薯对土壤Cd仍有一定的吸收能力,但由茎叶向块根的转运能力较弱。[结论]‘QS816’、‘湘薯20’、‘湘108’、‘广87’可作为中轻度稻田镉污染区种植甘薯的优先选择品种，在种植结构调整方面具有潜在的应用价值。     

土壤镉污染对箭筈豌豆生长、镉积累和营养物质吸收的影响

采用污染土盆栽法,研究箭筈豌豆(Vicia sativa L.)在镉(Cd)添加量为2.5和10.0mg/kg土壤中的生长状况、营养物质吸收和镉富集特征。结果表明,土壤镉添加对箭筈豌豆地上部和地下部生物量没有显著影响,但使种子的生物量降低。轻度和重度镉污染条件下,箭筈豌豆地下部的镉富集系数为21.12~26.39,地上部的镉富集系数为0.47~1.00,种子的镉富集系数为0.46~1.16,镉的转运系数为0.02~0.05。地下部镉含量达268.97mg/kg,地上部和种子的镉含量超国家食品限量标准,营养元素尤其是Fe、Zn、Mn和P的含量,受到镉添加的显著影响。因此,箭筈豌豆可用于镉污染土壤的植物修复,但需防范地上部和种子食用和饲用的安全风险;镉对营养元素吸收的影响是其生长受抑制的原因之一。     

稻田冬季杂草稻槎菜的镉积累特性研究

为进一步筛选出更多的适合稻田镉污染修复的镉超富集植物材料,通过盆栽试验和小区试验,对稻田冬季杂草稻槎菜的镉积累特性及其生理生态特性进行了研究。初步试验和验证试验表明,随土壤镉浓度的增加,稻槎菜根系生物量、地上部分生物量、整株生物量及抗性系数呈先降后升再降的趋势,但未表现出明显的毒害特征。稻槎菜根系及地上部分镉含量均随土壤镉浓度的增加而增加。在土壤镉含量为75 mg/kg时,初步试验和验证试验的稻槎菜地上部分镉含量分别为119.50,110.11 mg/kg,均达到镉超富集植物的临界值(100 mg/kg)。在土壤镉浓度大于0 mg/kg的处理条件下,稻槎菜根系及地上部分富集系数(BCF)均大于1,转运系数(TF)也均大于1。稻槎菜根系、地上部分及整株镉积累量均随土壤镉浓度的增加而增加,并与土壤镉浓度存在极显著线性回归关系。验证试验表明,随土壤镉浓度的增加,稻槎菜叶绿素含量呈先降后增再降的趋势,SOD活性呈先增后降的趋势,POD活性呈先降后增的趋势,这与稻槎菜的特殊生理机制有关。小区试验研究表明,在土壤镉浓度为2.04~2.89 mg/kg时,稻槎菜地上部分镉积累量为1.10~1.13 mg/m2。因此,稻槎菜是一种镉超富集植物,可用于镉污染稻田的冬季修复。     

高锌胁迫下不同大白菜品种生长、Zn吸收及根系分泌物的研究

采用液培试验研究了高锌胁迫下不同品种大白菜生长、Zn吸收及Zn富集品种与一般品种根分泌物特点。结果表明,Zn胁迫显著抑制了6个品种大白菜生长。0.5<根系耐性指数(RTI)<1.0。随锌水平的增加大白菜地上部干重、RTI明显下降。大白菜地上部Zn含量、根系Zn含量均随锌胁迫的增加而增加。植株吸收的Zn主要积累在大白菜根部。供试锌水平下,以丰园高抗1号的地上部、根系Zn含量明显高于其它5个品种,最大值为251.1、273.6 mg/kg (40mg/L Zn), 以丰抗80地上部、根系Zn含量最低。培养介质pH随锌水平增加先升高,然后下降。大白菜2个品种根系分泌物中检测到草酸、酒石酸、苹果酸3种低分子量有机酸,主要氨基酸包括丝氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、赖氨酸（含量大于1.0μg/10 g干土）。锌胁迫降低了大白菜根系分泌的低分子量有机酸、氨基酸总量。Zn富集品种丰园高抗1号根系分泌的低分子量有机酸,加Zn与否都高于一般品种攻关2号。2个品种根分泌物中低分子有机酸和氨基酸含量与种类不同,尤其是低分子有机酸含量与种类不同是大白菜品种之间Zn吸收差异的重要原因     

小白菜镐和钙的亚细胞分布及钙、镉互作的研究

采用水培的方法,研究0.1 mg/L和1 mg/L镉(Cd)处理时2个小白菜品种的Cd吸收和亚细胞分布及钙(Ca),Cd互作关系.结果表明:Cd主要积累在小白菜的根中,杭州油冬儿地上部Cd含量显著高于沪青1号,但根中Cd含量相反.小白菜地上部亚细胞各组分中Cd含量随着营养液中Cd浓度增加而增加,Cd主要积累在细胞质组分中,其次为细胞壁组分,积累Cd量最少的是细胞器组分,两品种间存在差异,Cd在杭州油冬儿细胞壁组分的分配比率大于沪青1号.Ca也主要分布在细胞质组分中,0.1mg/L Cd处理时,细胞质及细胞壁中的Ca,Cd为协同作用;1 mg/LCd处理时,二者为拮抗作用.     

土壤重金属Pb和Cd在小白菜中的富集特征及产地环境安全临界值

通过盆栽盆栽试验,研究了江苏两种不同类型土壤,即水稻土和潮土中小白菜可食部分对Pb和Cd的富集特征,并探讨了Pb与Cd在产地土壤环境中的安全临界值。结果表明,总体上小白菜可食部分对Pb和Cd的富集,在两种土壤类型下均随处理浓度的增加呈现递增趋势。和对照相比,两种土壤中小白菜可食部分Pb的最高含量分别提高了18.31和9.49倍,Cd的最高含量分别提高了15.4和10.04倍。同一处理水平下,水稻土中的Pb和Cd比潮土中的更易被植物富集。水稻土中小白菜可食部分Pb含量是潮土中的2.54倍,Cd含量则是潮土中的1.92倍。依据国家食品污染物限量标准（GB 2762-2005）,进行方程拟合,得出的种植小白菜的水稻土Pb和Cd的安全临界值分别为36.54 mg?kg-1和0.30 mg?kg-1,低于或等于国家土壤环境安全标准限制的临界值（HJ332-2006）。潮土Pb和Cd的安全临界值分别为 110.21 mg?kg-1 和1.09 mg?kg-1,均高于国家土壤环境安全标准限制的临界值（HJ332-2006）。     

不同类型高粱对重金属镉吸收积累的动态变化

为了探寻利用高粱修复镉污染土壤的可行性和有效方法,为快速高效修复土壤重金属污染提供理论依据和经验,本研究在湖南农业大学浏阳市综合教学实验基地和湘阴农科所2个环境下分析了4个高粱品种在5个生育期间植株中镉吸收积累特性和动态变化。方差分析表明成熟期高粱根部的镉含量和镉积累量主要受土壤的影响,品种间差异较小;地上部分镉含量和镉积累量在品种间达到极显著水平。4个高粱品种苗期地上和根系部分的镉含量分别为3.75 mg/kg和7.60 mg/kg,都显著高于其它生长阶段。高粱地上部分镉积累量在抽穗期达到最高值,2个生物质高粱地上部分镉积累量都超过65 g/hm2,是甜高粱的2～4倍。但成熟期4个品种地上部分镉积累量为23.35～33.39 g/hm2,差异较小。上述研究显示,通过筛选镉积累量高的生物质高粱品种并适时收获,同时提高高粱复种指数对有效、快速修复镉污染土壤具有积极意义。     

不同镉背景值农田中荞麦镉积累转运特性研究

为探明荞麦在不同镉背景值农田中的镉积累转运特性,为镉污染农田的植物修复作用奠定基础。以8个荞麦品种（系）为材料,在9个镉污染农田开展多点试验,检测荞麦根、茎叶、籽粒镉含量。结果表明:荞麦对镉的吸收积累能力很强,在一定范围内,随着土壤镉含量增加,荞麦籽粒镉含量先呈增加趋势,随后镉含量不再明显增加。荞麦成熟期不同部位对镉的吸收规律表现为茎叶>根>籽粒;茎叶镉富集系数2.03~5.52,根镉富集系数1.03~4.08,籽粒镉富集系数0.15~0.92;根-茎叶镉转运系数1.34~2.30,茎叶-籽粒镉转运系数0.07~0.22。说明荞麦是适合用作重金属污染土壤修复的潜力植物,具有明显的镉富集能力和较强的镉运输能力,土壤镉主要转运并积累在茎叶中。     

不同甘薯品种中镉的积累与转运特性研究

旨在为在中轻度稻田镉污染地区甘薯种植结构调整提供技术支撑。以20个甘薯品种作试验材料,采用旱地小区试验,研究中轻度稻田镉污染区甘薯的生长发育及其积累和转运Cd的差异。结果表明:供试甘薯品种的蔓长、茎粗、生物量、产量以及茎叶、块根积累和转运镉的能力存在品种差异。有3个品种的茎叶镉含量超过无公害蔬菜质量标准(0.05 mg/kg),所有品种茎叶和块根的Cd含量均符合国家食品中污染物限值标准(0.1 mg/kg)。茎叶和块根富集系数范围分别为0.225～1.222、0.022～0.160,转运系数范围为0.067～0.511,说明甘薯对土壤Cd仍有一定的吸收能力,但由茎叶向块根的转运能力较弱。‘QS816’、‘湘薯20’、‘湘108’、‘广87’可作为中轻度稻田镉污染区种植甘薯的优先选择品种,在种植结构调整方面具有潜在的应用价值。     

重金属Cd对两个马铃薯品种生长发育的影响

以马铃薯克新1号与费乌瑞它为参试材料,采用盆栽试验,研究不同浓度Cd胁迫对马铃薯两个品种生长发育的影响。结果表明:当Cd处理浓度提高时,植株毒害程度加大,生长明显受到抑制。低浓度(10 mg/kg)Cd胁迫促进费乌瑞它植株的生长,而高浓度重金属Cd(50 mg/kg)胁迫对两个品种的生长均有抑制作用。轻度Cd(10mg/kg)与重度Cd(50 mg/kg)胁迫下,马铃薯单株产量及叶片、地上茎、块茎、根系干质量均显著下降。Cd对植株各器官毒害程度由高到低分别为根系>块茎>叶片>地上茎。克新1号抗Cd能力优于费乌瑞它。     

Pb、Cd复合污染对不同品种的小白菜生长及营养品质的影响

[目的]为了筛选出适应Pb、Cd复合污染土壤种植的高品质、低积累小白菜品种。[方法]本研究采用盆栽试验方式将15个小白菜品种分别种植在四种Pb、Cd复合污染土壤中,通过测定各品种小白菜株高和鲜重以考察重金属对其生长的影响；采用原子吸收法测定小白菜中Pb、Cd含量；采用2,6-二氯酚靛酚滴定法测定维生素C含量、水杨酸法测定硝酸盐含量、考马斯亮蓝G-250法测定可溶性蛋白质含量。[结果]随着Pb、Cd浓度增加,小白菜株高和可食部分鲜重呈先升后降趋势,且不同小白菜品种受重金属Pb、Cd影响的程度不同。15个小白菜品种可食部分Pb、Cd含量随Pb、Cd胁迫加剧呈上升趋势；轻度污染处理下,小白菜品种间Cd含量无显著性差异,其中Pb含量以义和快菜1269最低；脆嫩飘儿白次之,其Pb含量依次为0.05 mg/kg、0.06 mg/kg。但义和快菜1269硝酸盐含量超标,而脆嫩飘儿白相对较低。中度污染处理下,仅义和快菜1269 Pb、Cd均未超标,但其硝酸盐含量超标。重度污染下,无符合要求的小白菜品种。在轻度污染处理下,对小白菜维生素C含量和可溶性蛋白质含量测定,发现脆嫩飘儿白Vc含量居于第二；可溶性蛋白含量居于第三,为一个相对优质的小白菜品种。[结论]脆嫩飘儿白为一种适应轻度铅镉复合污染土壤种植的低积累、高品质小白菜品种。     

Zn对不同品种油菜光合特性、籽粒Zn含量的影响

为了探讨Zn对不同品种油菜光合特性、籽粒Zn含量的影响,采用盆栽试验比较了5种Zn浓度(0、1.0、5.0、10.0、20.0 mg/kg)处理下5个油菜品种的生长、光合特性、籽粒Zn含量及积累量的差异。结果表明,5个油菜品种的根、茎、叶、籽粒及植株干重、光合特性、Zn含量和积累量在品种之间、Zn处理浓度之间的差异显著,品种与Zn浓度的交互效应也达到显著水平。当Zn≤5.0 mg/kg时,Zn增加了净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)以及蒸腾速率(Tr),提高了油菜茎、叶、籽粒及总干重。5个品种的籽粒Zn积累量以及ENW、NTHYC和H33的籽粒Zn含量随Zn浓度先增加,在5.0 mg/kg Zn时达到最大值,然后下降。ENW的籽粒Zn含量和籽粒Zn积累量在5.0和10.0 mg/kg Zn处理时为5个品种最高或次高,分别为172.34和164.10 mg/kg、2.932和2.575 mg/pot。     

湘烟5号对植烟土壤镉耐受力响应研究

为探讨烟草对镉（Cd）胁迫的耐受性,以湘烟5号为材料进行盆栽试验,研究了不同浓度硫酸镉一次性灌溉施入对烤烟生长发育特性的影响。结果表明,同时期内,随着有效态Cd浓度的提高,烟株主要农艺性状指标以及根茎叶各部位干物质积累量呈下降趋势;烟叶叶绿素相对含量（SPAD）呈下降趋势,过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）活性显著下降,丙二醛（MDA）和脯氨酸含量显著增加,可溶性糖含量先升高后下降。当有效态Cd浓度超过6.0mg/kg时,可能是因为细胞膜系统受到严重损害而导致烟株生长发育严重受损,因此本研究条件下湘烟5号对有效态Cd最大耐受浓度为6.0mg/kg。此结果为烤烟植烟区选择及烤烟安全优质生产提供了参考。     

河北省白菜主要栽培品种吸收累积重金属镉的特征和质量安全性研究

采用土培试验研究了河北省20个白菜主要栽培品种吸收累积重金属Cd的特征和质量安全性。试验结果表明,在土壤加入同一Cd含量（1.0、5.0 mg/kg）的条件下,不同白菜品种地上部的Cd含量、吸Cd量和对Cd的富集系数均存在明显的差异(p<0.05) ,最高相差近3-4倍。按严格的蔬菜标准GB15201—94规定蔬菜中Cd最高允许限量标准0.05 mg/kg,种植白菜新北京三号、北京小杂60、太空三号和丰抗78在土壤Cd含量达到1.0 mg/kg时生产的白菜仍能符合食品安全标准。按GB2762—2005规定的叶菜类蔬菜中Cd最高允许限量标准,即使土壤Cd含量达到5.0 mg/kg时,种植的白菜新北京三号、北京小杂60和丰抗78仍是安全的。同一白菜品种的Cd富集系数是相对稳定,可以作为白菜安全生产时品种选择的重要指标。     

重金属铅镉对甜高粱生长的影响及其积累特性研究

旨在为甜高粱在修复土壤重金属污染领域的应用提供理论支撑。以甜高粱品种‘辽甜1 号’为供试材料,采用土壤盆栽试验研究不同浓度铅、镉及其复合污染作用下甜高粱的生长响应及重金属吸收、富集和迁移特征变化。结果表明：低浓度Pb(≤100 mg/kg)、Cd(≤1 mg/kg)处理促进了甜高粱的生长,高浓度Pb(≥1000 mg/kg)、Cd(≥10 mg/kg)则呈现出抑制效应,根长、株高、穗长和生物量均显著减小。甜高粱各部位重金属含量随着土壤Pb、Cd处理浓度的升高而增加,其中重金属Pb的含量大小顺序为根＞叶＞茎＞穗,重金属Cd的含量大小顺序为根＞茎＞叶＞穗,且甜高粱对Cd的富集系数和转运系数均显著高于Pb。由此可知,甜高粱品种‘辽甜1 号’对重金属Pb、Cd具有较强的抗逆性和较好的吸收积累和转运能力,其在Pb、Cd单一及其复合污染土壤修复方面具有潜在的应用价值。     

不同基因型水稻镉积累动态差异分析

探讨镉(Cd)在籽粒Cd积累量差异较大的2个常规籼型水稻品种‘黄华占’（Cd低积累）和IR68144（Cd高积累）各器官中的分布差异和积累动态,分析了在大田栽培条件下2个品种全生育期和生殖生长期各组织器官的Cd积累动态过程。结果表明：成熟期两品种植株的大部分Cd都集中于根系和茎部,IR68144各器官的Cd含量都高于‘黄华占’。在整个生育期中,‘黄华占’根和茎中的Cd含量都呈缓慢上升趋势,IR68144根系Cd含量先上升后下降,最后于灌浆后期快速上升,其茎部Cd含量则先下降后上升;两品种叶片Cd含量在抽穗前变化趋势表现一直,而在抽穗后却截然相反。抽穗后,‘黄华占’剑叶和穗轴Cd含量先持续上升,后于黄熟期有所下降,而IR68144的剑叶和穗轴都呈持续上升趋势,两品种的颖壳和糙米的Cd含量也都整体上升,且同品种的两器官表现趋于一致。籽粒发育过程中,两品种糙米Cd积累量都不断地提高,但它们超过一半的Cd由抽穗后的第21~28天积累完成。     

施硅对白菜地上部吸收重金属镉的抑制效应

采用土培盆栽试验,研究了施硅对抑制白菜吸收外源重金属镉的效应,结果表明：在试验条件下,土壤施硅有利于黑叶白菜增强抗重金属镉胁迫的能力,显著地提高白菜地上部的生物量,白菜生物量随施硅水平提高而递增;显著地提高了土壤pH值和有效硅含量;显著地降低较高外源镉浓度（0.6,0.9mg/kg）处理的土壤有效镉含量;显著地减少在土壤较高外源镉浓度（0.6,0.9mg/kg）污染下的白菜地上部对镉的吸收与累积,有效地降低了白菜地上部重金属镉的浓度和吸收总量。可见,施适量的硅(1.0g/kg)可有效减轻白菜重金属镉污染毒害。     

岩溶土壤硼镉交互作用对花生影响

提高岩溶区花生的产量和品质,不能忽视岩溶区的土壤低硼高镉问题。此文设计了二因素四水平[硼：0（空白）、0.25（低）、0.5（中）、1 mg/kg（高）,镉：0（空白）、1（低）、5（中）、10 mg/kg（高）]完全控制的花生盆栽试验,通过硼镉交互作用效应和硼对镉作用类型分析等方法,主要探讨添加硼对不同镉条件下花生生物量、镉含量、含油率和酚类物质含量的作用。结果标明：（1）硼镉交互作用效应,对仁产量（低镉）、镉含量和含油率以刺激作用为主;对仁产量（中高镉）和酚类物质含量以抑制作用为主。（2）硼对镉作用类型,对仁干重（高镉）,非食用部分（低中镉）和食用部分（低镉）镉含量主要为协同作用;对仁干重（低镉）,总鲜重（高镉）,非食用部分（高镉）和食用部分（中高镉）镉含量,含油率（低高镉）和酚类物质含量（低硼低镉处理外）主要为拮抗作用。（3）高镉浓度,花生整体水分含量增加。科学施肥、种植和耕作,添加0.25 mg/kg硼,可降低仁镉含量,提高花生产量和品质;同时,利用花生进行植物修复,岩溶土壤低硼高镉问题也可得以解决。