东方香蒲（Typha orientalis Presl）对重度污染土壤中As、Cd、Pb的耐性与累积特征

通过温室盆栽试验研究东方香蒲对重度污染土壤中As、Cd、Pb的耐受性能与累积特征。研究结果表明,与未污染土壤处理相比,当土壤中As、Cd、Pb含量分别达到48.4、16.9mg·kg-1和316mg·kg-1时,东方香蒲生物量、叶绿素含量和过氧化氢酶活性等均无显著降低,东方香蒲对土壤中As、Cd、Pb表现了较强的耐受性能;当土壤中As、Cd、Pb含量分别达到285、42.1、1008mg·kg-1时,东方香蒲生物量、叶绿素含量和过氧化氢酶活性等均明显下降(P<0.05),表现出植株矮小、叶片枯黄等中毒症状。东方香蒲对土壤中As、Cd、Pb的累积主要在根部,其含量分别可达31.69、35.12mg·kg-1和87.12mg·kg-1,而在茎叶中仅为2.06、2.83mg·kg-1和20.18mg·kg-1,根部向地上部转移系数小。研究结果表明,东方香蒲可作为As、Cd、Pb重度污染土壤植物稳定修复的潜在目标植物之一。     

高/低Cd累积苋菜品种金属累积特性与关键转运基因表达的关系

采用受污染菜园土进行盆栽试验,研究对Cd累积特性不同的苋菜品种(Amaranth mangostanus L.)对金属的吸收差异。白骨小圆叶油苋菜及正泰小圆叶苋菜地上部分Cd含量分别为(0.116±0.007)mg·kg-1和(0.146±0.002)mg·kg-1,台湾白苋菜及红柳叶苋菜地上部分Cd含量分别为(0.210±0.005)mg·kg-1和(0.349±0.026)mg·kg-1,相比而言前两者属Cd低累积品种,后两者属Cd高累积品种。由于红柳叶苋菜与白骨小圆叶油苋菜Cd含量差异最大,可通过测定两者根系IRT1及HMA4基因表达量,以研究高/低Cd累积特性苋菜品种对金属吸收的差异及其与相关转运蛋白的关系。结果显示,苋菜根系共质体Cd与Fe、Pb的吸收呈极显著正相关(P0.01)。红柳叶苋菜根系原生质体Fe、Cd及Pb含量显著高于白骨小圆叶油苋菜,同时其根系IRT1表达量高于白骨小圆叶油苋菜,表明苋菜根系IRT1基因的较高表达有助于根系从土壤吸收Fe外,可能有助于Cd与Pb的累积。苋菜地上部分Cd与Zn、Fe的吸收呈显著正相关(P0.05),与Pb、Mn、Ca的吸收呈极显著正相关。红柳叶苋菜地上部分Ca、Fe、Mn、Cd、Pb的含量显著高于白骨小圆叶油苋菜,同时其根系HMA4基因表达量高于白骨小圆叶油苋菜,表明苋菜HMA4基因的较高表达可能有利于苋菜将根系吸收的Cd等金属转运至茎叶。     

胁迫和对照条件下水稻品种铅积累的差异

为选育籽粒中对Pb低积累或低吸收水稻品种提供依据,本研究采用盆栽试验方法,比较了不同类型水稻品种及植株不同部位在胁迫和对照条件下对Pb的吸收积累特性.结果表明,供试品种不同部位中Pb含量的变异系数较高,变幅在18.34%～35.57%.不同部位中Pb的含量差异明显,根系对Pb具有较强的积累能力.胁迫条件下,根系中Pb的平均含量为287.616 mg·kg-1,约是茎叶和糙米含量的58倍和1 267倍;对照条件下,根系中Pb的平均含量为9.078 mg·kg-1,约是茎叶和糙米含量的3倍和50倍;胁迫条件下根系中Pb的含量是对照的36.34倍,而茎叶和糙米分别是对照的1.65倍和1.36倍.不同品种对Pb的积累能力存在显著差异,同一品种在胁迫与对照条件下对Pb的含量也存在明显差异,其中,宁54146对Pb胁迫较敏感.相关分析表明,对照和胁迫条件下,植株不同部位中Pb的含量均不存在相关性.     

旱稻吸收砷镉的基因型差异研究

通过盆栽试验,比较了29种不同基因型旱稻对As、Cd的吸收与转运。研究结果表明:不同基因型旱稻在生物量和As、Cd吸收上均表现出显著差异,单株平均生物量和变异系数分别为23.57 g和15.8%。茎叶、颖壳和糙米As含量分别为1.022、0.177、0.050 mg·kg~(-1),变异系数分别为25.1%、54.3%和39.7%;Cd含量分别为0.811、0.230、0.116 mg·kg~(-1),变异系数分别为58.2%、38.9%和58.0%。旱稻不同器官对As、Cd累积的大小顺序均为糙米颖壳茎叶,Cd、As在三器官间的比值分别为1∶1.9∶6.7和1∶3.5∶20.4,说明不同器官间Cd转移系数高于As。相关性分析表明,茎叶与颖壳、茎叶与糙米、颖壳与糙米之间的相关系数:Cd分别为0.466(P0.05)、0.658(P0.01)和0.758(P0.01),As分别为0.437(P0.05)、0.290和0.611(P0.01)。旱稻对Cd的吸收与转运能力以及其基因型差异均较As大。29份不同基因型旱稻糙米As含量均达标(NY 5115—2002,0.5 mg·kg~(-1)),82.8%的旱稻Cd达标(GB 2762—2012,0.2 mg·kg~(-1)),糙米As、Cd含量均低于二分之一标准的基因型占37.9%,包括V2、V3、V6、V11、V12、V13、V15、V16、V19、V20和V25,表明通过筛选Cd、As低吸收的旱稻进行非淹水种植可保障稻米安全生产。     

土壤铅、镉污染对小白菜生长与积累的影响

采用盆栽试验研究了黄斑田和培泥砂田中铅（Pb）、镉（Cd）污染对小白菜生长和植株体内Pb、Cd积累的影响。结果表明,Pb、Cd污染对小白菜生长及积累的影响因土壤类型、重金属种类和浓度而异。浓度较低时（Cd〈0.5 mg.kg-1,Pb〈250 mg.kg-1）,Pb、Cd污染对小白菜生长的影响不明显;而高浓度污染（Cd 2mg.kg-1,Pb 500 mg.kg-1）可抑制小白菜生长。小白菜植株中Pb、Cd积累随其浓度增高而增加。Pb、Cd复合污染时,土壤中高浓度的Pb可促进Cd在小白菜植株中的积累;而土壤中Cd的存在对Pb在小白菜植株中积累的影响不明显。Pb、Cd对小白菜生长及其积累的影响是砂壤土（培泥砂田）明显于粘壤土（黄斑田）。Cd在小白菜植株中的迁移能力高于Pb。     

水稻镉、铅、砷低含量基因型的筛选

筛选低重金属含量水稻品种或减少水稻对种植土壤中重金属的吸收是控制稻米重金属含量的最直接有效的办法.本研究采用ICP-MS法测定了78份水稻品种的糙米中镉(Cd)、铅(Pb)、砷(As)含量.同时比较其中的20份品种在3个试验点的糙米Cd,Pb,As含量.结果表明:水稻籽粒中Cd,Pb,As的积累存在着明显的品种差异,其中Cd和Pb积累的基因型明显较As积累的基因型丰富;相关性分析表明,糙米中Cd和Pb含量存在极显著相关性(P＜0.01);筛选得到Cd,Pb含量低的基因型5个,Cd,As含量低的基因型1个,As,Pb含量低的基因型2个,Cd,Pb,As含量均低的基因型1个;土壤Cd,Pb,As含量对糙米Cd,Pb,As含量有较明显的影响;且糙米Cd,Pb和As含量对土壤环境的反应也各不相同.     

Cd对不同品种水稻微量元素累积特性及其相关性的影响

采用土培盆栽试验方法,以东北地区大面积种植的32个水稻品种为试验材料,在土壤中未添加(0 mg·kg-1Cd)和添加Cd(5 mg·kg-1 Cd)的条件下,研究不同品种水稻籽粒、颖壳、茎叶和根系中Cd、Fe、Mn、Cu、Zn、Si几种微量元素的累积分布特征以及它们之间的相关关系.结果表明,几种微量元素在根系和茎叶中的含量大于籽粒和颖壳,其中Cd、Fe在根系和茎叶中的累积远远高于其他元素.水稻不同部位各微量元素之间大多数表现为正相关关系,加Cd处理后元素之间的相关性变得更明显,尤其是籽粒中Cd与其他元素之间从未加Cd时不相关到加Cd后达到极显著相关水平.从微量元素含量来看,3号品种(越路早生)籽粒中Cd和其他有益微量元素含量相对较低,而8(千重浪-1)和27(吉03-2843)号品种含量较高.从营养价值和食品安全角度综合考虑,在无污染的农田土壤上,宜选择3、8、27号作为理想的水稻品种.     

重金属Pb、Cd在石灰性褐土上对小白菜生长及产量的影响

采用完全随机设计盆栽试验,研究重金属Pb、Cd在石灰性褐土上对小白菜生长的影响。结果表明:除Pb对叶绿素含量的影响不明显外,Pb、Cd对小白菜生长和产量都有明显的影响。当Pb最高浓度达到1 500 mg/kg时,株高比对照降低0.33 cm,比对照减产24.2%;当Cd最高浓度达30 mg/kg时,株高比对照降低0.95 cm,比对照减产40.8%,当Cd浓度为5 mg/kg时,叶绿素含量达最大值,之后随着Cd浓度的增加叶绿素含量呈下降趋势,且Cd对叶绿素a的影响大于对叶绿素b的影响;Pb、Cd在小白菜体内的累积量为根部>茎叶;在最高浓度时茎叶吸收Pb的量仅是对照的3倍,而吸收Cd的量是对照的45倍。     

组配钝化剂对镉铅复合污染土壤修复效果研究

为研究组配钝化剂(纳米羟基磷灰石∶巯基化膨润土∶生物质炭=1∶2∶2)对镉铅复合污染土壤修复效果,以南京近郊某蔬菜基地镉(Cd)、铅(Pb)含量超标(Cd:0.89～1.37 mg·kg-1, Pb:441.9～707.8 mg·kg-1)的两块菜地土壤为研究对象,采用盆栽试验方法,研究不同钝化剂添加量(0、0.5%、1%、2.5%和5%)对菜地土壤理化性质和土壤Cd、Pb有效态含量的变化以及小白菜富集转运Cd、Pb的影响。结果表明:组配钝化剂能够有效提高土壤pH和CEC,使两种土壤有效态Cd和有效态Pb含量显著降低,同时降低了小白菜可食部位和根部对Cd、Pb的富集。与对照相比,两种土壤有效态Cd和有效态Pb最大降幅分别为60.34%～63.83%和81.84%～85.19%,小白菜可食部位降幅最大值分别为64.44%～81.48%和80.07%～82.98%。小白菜对Cd的富集和转运能力高于Pb,且2.5%～5%的钝化剂用量可同时显著降低小白菜对Cd、Pb的富集转运。添加钝化剂可以显著降低土壤中重金属Cd、Pb有效性,进而降低小白菜可食部位对Cd、Pb的积累和转运。从食品安全角度考虑,中度污染土壤(土壤A)推荐钝化剂用量为5%,轻度污染土壤(土壤B)推荐钝化剂用量为2.5%。     

施肥对Cd胁迫下小白菜生理生化特性和生物累积的影响

采用土培盆栽试验研究了在施化肥和有机肥的条件下,不同浓度Cd胁迫对小白菜生理生化特性及生物累积效应的影响。结果表明,在施肥的条件下,土壤中添加0~25 mg.kg-1的外源Cd时,小白菜生物量表现为Cd低浓度处理(≤5 mg.kg-1)时升高,高浓度处理(≥10 mg.kg-1)时降低的趋势;叶绿素含量也表现出低浓度(≤10 mg.kg-1)处理升高,高浓度(≥25 mg.kg-1)处理降低的趋势;Vc含量随Cd处理浓度的增大逐渐下降;MDA含量及Cd在小白菜体内的累积量与Cd处理浓度正相关,且根部Cd的累积量高于地上部。与化肥相比,有机肥在一定程度上可以缓解Cd对小白菜生物量、叶绿素、Vc、膜结构破坏等的毒害作用,降低土壤中Cd的生物有效性,因为施有机肥条件下小白菜对镉的吸收率较低。关于有机肥对Cd胁迫的缓解机理还需进一步研究。     

铁冬青幼苗对污染土壤中铅、镉的耐受、吸收和累积

【目的】研究铁冬青Ilex rotunda在铅（Pb）、镉（Cd）污染土壤上生长的耐受性及其对Pb、Cd的吸收累积能力,为Pb、Cd污染土壤的植物修复提供理论依据。【方法】通过盆栽试验探究单一Pb污染(500、1 000和1 500 mg·kg^-1)和单一Cd污染(10、25和50 mg·kg^-1)对铁冬青幼苗生长、根系形态、养分及Pb或Cd吸收累积的影响。【结果】与对照（无污染土壤）相比,500 mg·kg^-1的Pb处理显著增加铁冬青根生物量和根表面积,500和1 000 mg·kg^-1的Pb处理均显著增加地径和质量指数;1 500 mg·kg^-1的Pb处理显著降低铁冬青生物量、质量指数和全株N累积量,抑制根系生长,但显著提高根、地上部P含量和地上部K含量;Pb污染处理均显著增加铁冬青全株Pb含量以及根、全株Pb累积量,1 500 mg·kg^-1的Pb处理的铁冬青各部位及全株的Pb含量和累积量最大。与对照相比,单一Cd污染对铁冬青生长、根系形态、养分累积...     

14种蔬菜对土壤Cd和Pb富集能力的估算

以田间采集的蔬菜和土壤的分析数据为基础,探讨了14种蔬菜对土壤Cd和Pb的富集能力及其估算方法.结果表明,土壤—蔬菜Cd或Pb的转移系数(全量基或DTPA基)随土壤Cd或Pb量(全量或DTPA有效量)的升高而降低.以DTPA提取的有效Cd或Pb为基础计算的转移系数比以土壤Cd或Pb全量为基础的转移系数在衡量蔬菜对土壤Cd或Pb的吸收富集能力方面更具合理性.一种作物对土壤Cd或Pb的代表性转移系数应该根据转移系数与土壤Cd或Pb之间的回归方程,在特定的土壤含量点上估算,而不应简单地用平均数或中位值表示.本试验在DTPA有效Cd含量为0.1 mg.kg-1和DTPA有效Pb含量为25 mg.kg-1的点上估算了Cd、Pb的转移系数.Cd向各蔬菜的转移系数(DTPA基0.1)为0.01-0.38,Pb向各蔬菜的转移系数(DTPA基25)为0.0005-0.0063.空心菜对土壤Cd、Pb的富集能力很强,葫芦很弱.空心菜对土壤Cd、Pb的富集能力分别是葫芦的38和12倍.     

两种外源性有机物料对设施土壤磷变化的影响

采用室内强化模拟试验研究了90 d培养期内稻草和草炭2种外源性有机物料对设施菜地土壤磷素转化的影响。结果显示,与对照相比,添加量为2 g C·kg-1和4 g C·kg-1的稻草处理土壤微生物生物量磷分别增加111.1%~310.0%和197.7%~356.3%,草炭处理分别增加23.7%~54.6%和63.2%~157.1%;添加量为2 g C·kg-1和4 g C·kg-1的稻草处理土壤有效磷平均降低了15.0%和20.2%,草炭处理土壤有效磷与对照差异在前期(45 d)并不显著;土壤易解吸磷30 d后持续降低,培养结束时稻草和草炭处理土壤易解吸磷均值分别降低了21.3%和10.9%。以培养结束时各组分磷占全磷的比例来看,稻草和草炭均可促进土壤无机态的Al-P、Fe-P、O-P及有机态的MLOP、HROP等组分向有机态的LOP和MROP转化,土壤微生物生物量磷、有效磷和易解吸磷均与Fe-P呈显著线性相关。研究表明,添加稻草和草炭有利于设施土壤磷素的管理,且稻草的效果总体上比草炭的要好;Fe-P是调控设施土壤磷素周转与流失的重要形态。     

混合无机改良剂对酸性多重金属污染土壤的改良效应

为筛选适合于治理和修复酸性多金属污染土壤的无机混合改良剂,通过正交土壤培育实验,研究了不同剂量的石灰石、沸石和羟基磷灰石组配的混合改良剂对广东省韶关市大宝山周边的酸性多金属污染土壤的改良作用,根据其提高土壤p H和固定土壤Cu、Zn、Pb、Cd的效果,从中筛选出效果较好的6种混合改良剂配方,并以红油麦菜为供试植物进行盆栽试验。土壤培育实验显示,15种混合改良剂均显著提高了土壤p H,对土壤中Cu、Zn、Pb、Cd有很好的固定效果。统计分析显示,混合改良剂对土壤中Pb、Cd、Zn固化效果的影响依次为石灰石>羟基磷灰石>沸石,对Cu固化效果影响依次为石灰石>沸石>羟基磷灰石。盆栽试验发现:6种无机混合改良剂显著增加了土壤p H值,降低了Cd、Cu、Zn、Pb的有效态含量,且土壤p H值和Cd、Cu、Zn的有效态含量呈显著负相关。当土壤p H为6~7时,红油麦菜的生长健康,其中混合改良剂(4 g·kg-1沸石+2 g·kg-1石灰石+6 g·kg-1羟基磷灰石)处理后,红油麦菜可食部分的生物量最高。当土壤施加改良剂的用量过大、土壤p H过高时(处理A与B),植物的生长状态较差。虽然混合改良剂显著降低了土壤中Pb、Cd的有效态含量,但红油麦菜地上部的Cd含量均显著超过食品卫生标准,Pb含量超过或接近食品卫生标准。因此,石灰石、沸石和羟基磷灰石混合无机改良剂在改善红油麦菜的生长和提高产量上有很大效果,但不能保障红油麦菜在大宝山周边的酸性多金属污染土壤上的安全生产。     

两种生长在铜矿渣上的植物中铜含量的测量与分析

通过对两种生长在山西中条山有色金属公司附近铜矿渣上的植物艾蒿、羊蹄进行调查和铜含量的测定,结果表明,两种植物有比较高的生物量,均为铜尾矿渣上的优势植物,其根周围土壤的铜含量高。艾蒿根、叶中铜含量分别为37．74～66．14 mg·kg~(-1)、40．71～93．14 mg·kg~(-1)；羊蹄根、叶、穗中铜含量变化范围分别为37．49～49．90 mg·kg~(-1)、56．55～131．81 mg·kg(-1)、43．21～76．51 mg·kg~(-1)(含铜量均以干重计),且铜在两种植物中的分布均表现为地上部高于地下部。研究还发现,两种植物对铜的耐受机制相同,表现出较强的蓄积铜的潜力,因此两者均可作为植物修复铜污染土壤的先锋物种。     

镉铜胁迫下紫苏的生长响应和富集特征研究

通过盆栽试验,分析了紫苏(Perilla frutescens(L.)Britt.)在Cd、Cu胁迫下生长响应及其对Cd、Cu的耐性、吸收和累积特征.结果表明,在Cd处理浓度≤60mg·kg~(-1)和Cu处理浓度为≤600mg·kg~(-1)时,紫苏株高和根长均随处理浓度提高而增加,此后则随处理浓度增加胁迫作用渐趋明显.植株地上部和根部Cd的最高含量分别是331.51和991.14 mg·kg~(-1),Cu的最高含量分别为228.65和2 030.63 mg·kg~(-1).植株地上部Cd和Cu的最大富集量分别为66.70和36.52 μg·plant~(-1).植株Cd、Cu富集系数分别为2.59～15.42和0.14～1.24,迁移系数分别为0.35～1.44和0.07～0.56.因此,该植物可用于Cd、Cu污染土壤的修复.     

天津污灌区小麦和水稻重金属的含量及健康风险评价

以天津污灌区农作物和土壤为研究对象,采集污灌区内24 个小麦和 29 个水稻样品及其对应的土壤样品,清灌区内10 个小麦样品和 14 个水稻样品及相关的土壤样品,分别采用ICP-AES 和原子荧光分析样品中Cd、Cu、Pb、Zn、Cr、As 和Hg含量,在此基础上分析评价污灌区土壤重金属污染情况以及污灌区小麦和水稻中重金属可能产生的健康风险。研究结果表明,长期污灌导致重金属在土壤中的聚集,土壤中Cd、Zn和Hg的含量分别为0.46、129.05、0.52 mg·kg^-1,超过天津土壤质量二级标准。污灌区小麦和水稻中Pb的平均含量分别为0.14、0.62 mg·kg^-1,高于国家食品安全限量标准,对人类健康产生风险,其他重金属元素在小麦和水稻中的平均含量未超过国家食品安全限量标准;水稻样品中Hg、As的平均含量稍高于国家食品安全限量标准。计算结果显示Cd和 Zn的转移因子值远高于其他元素,反映其具有更高的活动性,更容易从土壤转移到小麦和水稻子实中。目标风险指数(THQ)估算结果显示单一重金属的THQ值均低于1,表明当地居民对污灌区生长的水稻或小麦的消费基本不产生健康风险;小麦和水稻中As THQ值的和超过1,暗示在食用污灌区生长的水稻和小麦时As可对当地居民的健康产生风险。     

Pb胁迫对百喜草生长和Pb积累的影响

以水土保持先锋植物百喜草为试验材料,设置不同Pb浓度的室内模拟胁迫试验,定量测定不同浓度Pb处理下百喜草生长及体内重金属含量,分析百喜草对Pb胁迫的耐性及其富集效果。结果表明:百喜草在土壤Pb浓度2500 mg·kg-1条件下仍可生长;Pb胁迫对百喜草各生长指标均有一定抑制作用,地上部分表现为分蘖能力叶最大伸展苗高,根系表现为根体积根平均直径总根长根表面积;轻度Pb胁迫条件下百喜草根系生物量分配较多,随Pb浓度的增大,生物量分配倾向于地上部分;百喜草对Pb具有一定富集能力,根系和地上部分最高分别为3384.56 mg·kg-1和200.70 mg·kg-1,根系对Pb的富集能力远大于地上部分,表现出较弱的转移能力。     

成都平原农田蔬菜重金属含量及污染评价

为降低重金属污染风险,保证蔬菜生产安全,调查了成都平原部分污染地区蔬菜种植地土壤和5类18种蔬菜可食部位重金属含量,并对蔬菜中重金属污染状况进行了评价,同时运用富集系数分析和比较了不同蔬菜对Cd、Cr、Pb、Zn、Cu、Ni、Hg、As的富集能力。结果表明:试验区域土壤Cd含量超标率达31.91%,Cd是主要污染物,其余元素均符合国家标准。所有蔬菜可食部位主要受重金属Cr、Hg、Cd污染,轻微污染的有蒜苗和油菜,轻度污染的有菠菜和香菜;通过富集系数发现,18种蔬菜对8种重金属元素的富集系数平均值均从高到低依次为Cd>Zn>Hg>Cu>Ni>As>Cr>Pb,且不同蔬菜对同一种元素的富集系数也表现显著性差异。总体上,叶菜类蔬菜如香菜对Cd、Hg、Pb、Cr、Ni、Zn、Cu和菠菜对Cd、Hg、Zn、Pb、Cu以及红油菜对As、Pb富集能力相对较强,表明研究区域香菜和菠菜不宜在Cd、Hg、Pb、Cr、Ni、Zn、Cu污染土壤上栽培,及红油菜不宜在As、Pb污染土壤上栽培,而甘蓝类和根茎类如包心菜对Cd、Hg、Cr、Pb、As、Ni、Cu和白萝卜对Cd、Cr、Zn、Cu、Ni、Hg及红萝卜对Zn、Cr、Cu富集能力则相对较弱,可作为研究区域Cd、Hg、Cr、Pb、As、Ni、Cu、Zn污染土壤优先选种的蔬菜品种。