小白菜富集Cd能力及对土壤Cd污染修复的能力研究

采用盆栽土培试验方法,以小白菜为供试材料,研究了其吸收积累Cd能力的品种差异,探讨了小白菜对土壤Cd的净化能力。结果表明,所选4个品种中,植株Cd含量随Cd浓度增大而显著增加,吸Cd量也迅速增加。小白菜“翠宝”有相对较强的富Cd能力,呈现出相对较强的耐受性。相关分析显示,小白菜总吸Cd量与DTPA-Cd呈显著正相关。土壤Cd分析显示,种植小白菜可以减缓土壤Cd的固定,“翠宝”和其余供试品种间差异达到了显著水平,其对土壤Cd的净化率最高。     

小白菜对Cd污染石灰性土壤的修复

以小白菜为供试材料,采用盆栽土培方法,研究了不同小白菜品种对石灰性土壤中Cd净化能力的差异,初步探讨了其对Cd污染土壤的修复效果。结果表明:石灰性土壤对Cd有明显的钝化作用,种植小白菜可以减缓土壤对Cd的固定;翠宝和其余供试品种间差异达到显著水平,其对土壤Cd的净化率也最高。土壤脲酶及过氧化氢酶活性随土壤Cd浓度的增加而降低;种植小白菜后可以增加土壤脲酶及过氧化氢酶的活性,促进酶活性的恢复,但品种间差异不明显。回归分析表明,土壤脲酶活性与土壤Cd浓度显著相关,可表示出土壤受Cd污染程度。     

小白菜镉积累的基因型差异

以4个小白菜品种为供试材料,采用盆栽土培方法,研究了2个生育时期吸收积累Cd能力的基因型差异,结果表明:Cd能导致小白菜生长迟缓,显著抑制其生物量积累。所选4个基因型中,植株含Cd量随Cd浓度增大而显著增加,但随着生育期的延长(28~56d),植株地上部含Cd量皆有所降低,不过吸Cd量仍迅速增加。4个品种相比,翠宝有相对较强的富Cd能力,100 mg/kg时含Cd量高出其余品种1倍以上,且呈现出相对较强的耐受性。     

不同改良剂对Cd污染红壤土上小白菜生长和Cd吸收的影响

通过盆栽试验,研究施用不同改良剂[石灰(L)、鸡粪(F)、泥炭(T)、鸡粪+石灰(FL)和泥炭+石灰(TL)]对Cd污染湖南红壤土壤上小白菜生物量、土壤有效Cd质量分数、小白菜地上部分Cd吸收量和土壤pH的影响。结果表明:石灰、鸡粪、泥炭单施或配施均可显著增加小白菜生物量,且配施处理较单施处理好,各处理间增产顺序为FL≈TLFTL。与不施改良剂(对照,CK)相比,无论是改良剂单施还是配施,土壤有效Cd质量分数和小白菜Cd质量分数均显著降低,且改良效果顺序为FL≈TLFL≈T≈L。不同改良剂处理的土壤有效Cd与小白菜地上部分Cd质量分数呈正相关(R2=0.99),改良剂是通过降低土壤中Cd的有效性达到降低小白菜地上部分Cd质量分数的效果。除T处理对供试土壤pH影响不显著外,其他处理均可显著提高土壤pH,且各处理对pH的影响顺序为FL≈TL≈LFT。     

潮褐土重金属Cd污染对小白菜营养品质指标的影响

采用盆栽试验方法,研究了Cd对小白菜各营养品质指标的影响。结果表明,重金属Cd对小白菜在0～5mg·kg-1处理条件下呈增产趋势,在大于5mg·kg-1处理条件下呈减产趋势;随着Cd添加量的增大,小白菜吸收Cd量呈极显著线性增大趋势。同时Cd还极显著影响小白菜各营养品质指标的含量,其中随土壤中添加Cd量的增加小白菜叶绿素、还原糖和Vc的含量呈逐渐下降之势;粗纤维含量随土壤中Cd添加量的增加呈逐渐增加之势;粗蛋白在添加Cd浓度小于25mg·kg-1条件下呈逐渐下降趋势;添加Cd浓度大于25mg·kg-1时则呈逐渐增加趋势。明确了在该土壤类型区条件下,以土壤重金属Cd总量和小白菜吸收Cd量作为评价土壤污染对作物系统影响的评价指标都是可行的。     

不同小白菜品种吸收锌能力差异原因

采用土培和液培试验研究了不同小白菜品种株吸锌量的差异及原因。结果表明,不同小白菜品种从土壤介质中累积吸锌能力差异显著,这种差异是由于品种间根系形态特征的不同造成的。在低锌条件下,小白菜植株吸锌量与根系数显著正相关。     

辣椒不同品种间Cd富集的差异

为筛选获得辣椒低镉(Cd)积累品种,研究分析水培条件下浙江39个辣椒主栽品种苗期Cd积累差异。结果表明,在20和40 mg·L^-1 Cd胁迫下,供试品种的根长、株高、根及地上部生物量的最大值均有所降低,且Cd胁迫后品种间变异系数变小;但植株Cd浓度及其变异系数都在Cd胁迫处理后显著增加。筛选出苗期高Cd积累品种杭椒12号、洛椒超级15号和采风1号,低Cd积累品种朝天黄小辣椒和渝椒13号辣椒,供试条件下高积累品种和低积累品种间植株Cd浓度呈显著差异。相关分析表明,地上部Cd浓度与根生物量极显著相关,但只在20 mg·L^-1 Cd胁迫下与转运系数显著相关,高浓度Cd可能破坏了由转运能力控制的Cd在植株部位间的分配平衡,植株地上部Cd可能大部分来源于根系向地上部由于浓度梯度而产生的被动扩散过程,即地上部Cd在低浓度Cd胁迫下受转运系数支配,在高浓度Cd胁迫下主要取决于根系的吸收能力。     

Cd Zn处理对烤烟生长和烟株Cd含量的影响

烤烟(Nicotiana tabacumL.)吸Cd能力较强,人们通过吸烟可吸入大量的Cd,对健康造成一定的危害。本试验采用室内盆栽方法,研究了不同浓度Cd(0、1、3、5、10mg·kg-1)和Zn(0、100mg·kg-1)处理对烤烟生长以及体内Cd、Zn含量的影响。结果表明,在没有加Cd的处理,烤烟上部叶、中部叶和下部叶含有一定浓度的Cd,说明烤烟具有较强的吸收和累积Cd的能力。烤烟叶片叶绿素a、叶绿素b、生物量随土壤Cd加入量的增加而显著下降,但Cd加入量为1mg·kg-1的处理与对照相比差异不大;Zn处理可缓解Cd处理造成的毒害,增加烟株的生物量,减少了烟株不同部位Cd的浓度。Cd在烤烟体内各器官中的累积量随土壤Cd浓度的增高而增大,且体内各器官Cd含量次序为:叶>根>茎;在不同部位叶的含量顺序为:下叶>中叶>上叶。从结果中可以看出,Zn抑制了Cd对烤烟的作用,从而可以通过在土壤中施加适量锌肥的措施,来降低烤烟对Cd的吸收和烟叶中Cd含量,从而减少其危害。     

几种矿物材料对Cd污染土壤中Cd形态分布及植物有效性的影响

采用盆栽试验,研究了海泡石、钙基膨润土、钠基膨润土、汉白玉和石灰5种矿物材料不同添加量对Cd污染土壤p H、有效Cd、Cd形态分布及小白菜生物量、Cd含量的影响。结果表明:几种矿物材料均可显著提高土壤p H,并显著降低土壤有效态Cd含量,且降低幅度随添加量的增加而增大。与对照相比,添加矿物材料后土壤p H提高0.1~0.7个单位,有效Cd含量降低9.19%~18.92%。几种矿物材料对土壤Cd形态的影响均以酸提取态和残渣态的变化较为明显,酸提取态Cd比例降低3.27%~8.68%,残渣态Cd比例升高1.35%~4.75%,添加海泡石和钠基膨润土处理的变化更为突出。小白菜地上部和根部Cd含量随矿物材料用量的增加而降低,分别较对照降低16.03%~42.95%和20.69%~50.34%,海泡石、钠基膨润土和石灰的降低效果更好。值得注意的是,除海泡石和钙基膨润土外,施用钠基膨润土、汉白玉和石灰在降低小白菜Cd含量的同时亦可造成其地上部生物量的显著降低。     

根系分泌物对蕹菜 Cd 吸收积累的影响

【目的】研究根系分泌物对蕹菜 Cd 吸收积累的影响。【方法】采用水培 - 土培联合的方法,通 过水培种植蕹菜（Ipomoea aquatica Forsk.）典型低 Cd 积累品种 (QLQ) 和高 Cd 积累品种 (T308) 收集根系分泌物, 将 QLQ 根系分泌物施入种植 T308 的土壤中,将 T308 根系分泌物施入种植 QLQ 的土壤中。【结果】蕹菜两个 品种的生长差异不显著;QLQ 茎叶 Cd 质量浓度显著低于 T308。施加典型品种的根系分泌物,总体上不影响两 个蕹菜品种的生长。根系分泌物的施入总体上提高了供试蕹菜品种的茎叶、根 Cd 质量浓度和 Cd 积累量,表现 为促进植株对 Cd 的积累,原因主要在于根系分泌物提高了植株对土壤 Cd 的吸收能力。不同 Cd 质量浓度处理收 集的蕹菜根系分泌物对植株 Cd 积累的影响存在差异。低 Cd 品种 QLQ 的根系分泌物显著降低了高 Cd 品种 T308 的 Cd 转运系数,0 mg/L Cd 条件下的转运系数降低 30.23%;而 T308 根系分泌物对 QLQ 的 Cd 转运系数并未产生 显著影响。【结论】根系分泌物的施加促进植株对 Cd 的积累;低 Cd 品种 QLQ 表现出极强的低 Cd 转运能力。     

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。     

腐植酸对小白菜吸收Cd的影响

采用二次回归饱和D-最优设计,以腐植酸的两组分-富里酸、胡敏酸为材料,研究其对小白菜吸收Cd的影响。结果表明:胡敏酸能抑制小白菜对Cd的吸收,从而减轻Cd对植物的危害,据此胡敏酸可作为镉污染土壤的改良剂;富里酸却能促进小白菜对Cd的吸收,如果对Cd污染土壤进行植物修复,则施用富里酸能获得较好的效果。     

钙镁磷肥和硅肥对Cd、Pb、Zn污染土壤上小白菜生长和元素吸收的影响

采用盆栽方法研究在 Cd、Pb、Zn污染的酸性土壤上 ,钙镁磷肥和硅肥对小白菜生长及污染元素 (Cd、Pb、Zn)和养分元素 (N、P、K、Mn、Fe、Cu)吸收的影响 .结果表明 :钙镁磷肥显著促进小白菜的生长 ,显著抑制 Cd、Pb、Zn对小白菜的毒害及向地上部的迁移 ,对 N、K、Cu、Mn的吸收也有显著抑制作用 ;硅肥对小白菜生长的促进效果及对 Cd、Pb、Zn吸收的抑制效果较差 .提高土壤 p H是抑制小白菜重金属吸收的有效方法     

化学调控作用对Cd Pb Cu复合污染菜地土壤中重金属形态和植物有效性的影响

通过盆栽试验，研究了有机物料和无机分子筛材料两种调控剂对集约化菜地土壤Cd、Pb和Cu形态变化及在蔬菜中的累积影响。结果表明，两种调控剂对土壤重金属Cd、Pb和Cu污染调控效果不同，有机物料降低了土壤中可交换态Pb的含量，对小白菜茎叶吸收Pb具有较好的抑制作用，但提高了土壤中可交换态Cd、Cu的含量，使小白菜茎叶中Cd、Cu的含量增加。而施加无机分子筛材料可降低土壤中可交换态Cd、Pb、Cu的含量，对小白菜茎叶吸收Cd、Pb和Cu均起到了较好的抑制作用。研究同时发现，施加两种调控剂后，土壤中重金属Cd、Pb和Cu的各种形态所占比例并无根本性变化，这可能与重金属的特性有关。     

巯基化坡缕石对碱性土壤镉污染的快速钝化修复效应

为了探究巯基化坡缕石作为钝化剂在镉污染碱性土壤上的适用性及应用潜力,选取典型镉污染碱性土壤,以青菜和生菜为模式作物开展盆栽试验和土壤培养试验,研究巯基化坡缕石对碱性土壤镉污染的快速钝化修复效应。结果表明：巯基化坡缕石在应用剂量为0.1%~0.3%（m/m）时可以使生育期内青菜地上部镉含量降低81.44%~93.44%,根系镉含量降低68.47%~85.63%,生菜地上部镉含量降低65.11%~92.18%,根系镉含量降低57.77%~91.92%。收获时可食部位镉含量满足国家食品卫生标准限量值要求,在极低的应用剂量下显著的钝化效应是其优势。巯基化坡缕石可使土壤DTPA浸提有效态镉含量降低68.57%~84.10%,钝化过程速度快,5 d左右达到平衡,可以用二级动力学拟合。连续浸提形态分析显示,巯基化坡缕石能够快速减少土壤中可交换态和碳酸盐结合态镉含量,并显著提高易还原金属氧化物结合态镉含量,使镉由活泼态向不活泼态转化,从而减少作物吸收累积。巯基化坡缕石同时抑制了青菜和生菜对镉的转运系数和生物累积系数,进一步降低了可食部位镉含量。研究表明巯基化坡缕石是一种在镉污染碱性土壤上具有快速钝化作用和良好应用潜力的高效钝化剂。     

石灰与泥炭配施抑制小白菜对重金属的吸收

采用盆栽方法研究在 Cd、Pb、Zn污染土壤上 ,石灰和泥炭配施对春小白菜吸收重金属元素 (Cu、Zn、Cd、Pb、Fe、Mn )的影响 .结果表明 :石灰、石灰加低量泥炭、石灰加高量泥炭处理均显著抑制小白菜对重金属的吸收 ,泥炭对石灰的效果没有负面影响 .土壤有效态 Zn、Cd、Pb含量与土壤 p H呈极显著的负相关 (R2为 0 .78* * * -0 .84* * * ) ,与小白菜茎叶 Cd、Pb、Zn的含量则呈极显著正相关 (R2 为 0 .45 * *-0 .86* * *) .而茎叶 Cd、Pb、Zn的含量与土壤 p H呈极显著的二项式相关 (R2 为0 .87* **-0 .95 * * *) ,茎叶 Zn、Cd、Pb的含量先是随 p H的升高而下降 ,而当 p H升到 6.7左右后 ,其含量又所有回升     

不同年限设施菜地番茄细胞壁果胶Cd累积的研究

为探讨不同种植年限和设施菜地番茄细胞壁果胶Cd累积的关系,以种植年限为2年和14年设施菜地番茄为研究对象,测定了不同种植年限下番茄茎、叶细胞壁果胶含量,并对细胞壁果胶含量、果胶甲酯酶(PME)活性与种植年限及Cd累积量之间的相关性进行了分析。结果表明,随着种植年限的增加,番茄植株各器官Cd累积量均有所增加;种植14年设施菜地番茄茎中Cd累积量比种植2年的增加了24.55%,叶片中Cd累积量增加了45.96%;种植14年设施菜地番茄茎细胞壁Cd累积量增加了61.86%,叶片细胞壁Cd累积量增加了57.46%;不同种植年限设施菜地番茄茎和叶细胞壁果胶Cd含量也存在极显著差异(P0.05)。另外,随着种植年限的增加,番茄茎、叶细胞壁果胶含量和PME活性随之升高:与种植2年相比,种植14年设施菜地番茄茎中果胶含量提高了104.51%,叶片果胶含量提高了127.45%;种植14年设施菜地番茄茎中PME活性提高了10.56%,叶片PME活性提高了9.39%。果胶含量及PME活性和细胞壁Cd累积量呈正相关。研究发现不同年限设施菜地土壤全Cd和有效Cd含量有所不同,影响着番茄不同器官果胶含量及PME活性,说明细胞壁果胶在缓解番茄Cd毒害中起着一定的作用。     

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%。     

土壤-烤烟系统重金属复合污染的交互作用及其相关分析

通过烤烟盆栽试验,研究了在土壤-烤烟系统中As、Cd、Pb 3种重金属复合污染的交互作用以及相关性。结果表明:在受重金属污染的土壤上,烤烟的株高、叶片数、生物量均低于对照,且各处理烟株生物产量的减少幅度表现为:As+Cd+Pb>Cd+Pb>As+Pb>As+Cd>As>Pb>Cd;Cd在烟株中的迁移能力大于As和Pb;土壤中的Pb、As对Cd在烟株中的积累均表现为协同作用,土壤中的Cd对Pb在烟株中的积累产生拮抗作用,As和Pb在土壤中则产生沉淀钝化作用;烤烟植株中的As、Cd含量分别与土壤中的As、Cd含量显著或极显著相关,而烟株体内的Pb含量除与土壤中的Pb含量极显著相关外,还与土壤中的As含量显著相关。