广西镉地球化学异常区水稻籽粒镉含量预测模型研究

为了解广西镉地球化学异常区土壤对水稻籽粒镉含量的影响,更进一步从局部有限的土壤-水稻"点"的研究拓展到镉异常区域范围内"面"的研究,共采集土壤-水稻样品656件,采用逐步多元回归分析建立不同镉浓度等级下水稻籽粒重金属Cd含量预测模型。结果表明:研究区土壤呈中性(pH均值为6.8),属矿质土壤(OM均值为39.53 g·kg~(-1)),全量镉和有效态镉含量范围分别为0.078～7.893 mg·kg~(-1)和0.028～5.875 mg·kg~(-1);根据《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762—2017),稻米Cd超标率为13.6%;不同Cd浓度等级下最佳预测模型分别为:G1(0.5 mg·kg~(-1)):lg(Cd-G)=1.561-3.782 lg(pH)+1.825 DTPA-Cd;G2(0.5～1.0mg·kg~(-1)):lg(Cd-G)=5.145-0.280 pH-2.448 lg(OM)+1.039 lg(DTPA-Cd);G3(1.0～2.0 mg·kg~(-1)):lg(Cd-G)=1.074-0.208 pH-0.029OM+0.589 DTPA-Cd;G4(2.0～3.0 mg·kg~(-1)):lg(Cd-G)=-0.897-0.026 OM+0.785 DTPA-Cd;G5(3.0 mg·kg~(-1)):lg(Cd-G)=0.791~(-1).322 lg(OM)。总体上,广西镉异常区土壤中Cd整体偏高,已经对水稻安全种植产生影响,预测模型能够较好地预测稻米中镉的累积量,为广西镉异常区内其他水稻产地的安全生产提供参考。     

种植密度、施肥及种植方式对紫苏铅富集能力的影响

为明确栽培措施对紫苏铅富集能力的调控作用,采用随机区组设计,设置3种种植密度(D1:行株距30 cm×20 cm;D2:行株距25 cm×20 cm;D3:行株距20 cm×20 cm)、3种施肥方式(F1:有机肥;F2:复合肥;F3:混合施肥)、2种植方式(P1:移栽;P2:直播)处理,探讨了不同栽培措施对紫苏铅富集能力的影响.结果表明,在不同栽培措施下紫苏根、茎叶和籽粒的铅含量依次为7.10～16.87 mg·kg~(-1)、1.50～5.50 mg·kg~(-1)和0.23～5.73 mg·kg~(-1),铅富集系数为0.02～0.09,转运系数为0.09～0.51.不同种植密度下,籽粒铅含量以D1处理最低(2.43 mg·kg~(-1)),茎叶铅含量以D3处理最低(2.50 mg·kg~(-1));不同施肥方式下,籽粒铅含量以F2处理最低(2.68 mg·kg~(-1)),茎叶铅含量以F1处理最低(2.56 mg·kg~(-1));P1处理的籽粒(1.14 mg·kg~(-1))与茎叶的铅含量(2.35 mg·kg~(-1))均低于P2处理.不同栽培措施组合间,籽粒铅含量以D2F2P1组合最低(0.23 mg·kg~(-1)),茎叶含量以D1F1P1组合最低(1.50 mg·kg~(-1)).紫苏铅富集系数在不同种植密度及不同施肥方式间无显著差异,但P1处理显著低于P2处理,各组合以D1F1P1最低(0.02);铅转运系数大小表现为D1D2D3,F1F2F3,P1P2,各组合以D1F3P1组合最低(0.09);铅富集量以D1F1P1处理最低(14.91 g·hm~(-2)),与D1F2P1、D2F3P1组合间无显著差异.可见,紫苏茎叶、籽粒的铅含量均略高于相应的食品标准,栽培措施能够显著影响铅的富集与分配,适当施用有机肥、降低种植密度有利于降低紫苏对铅的吸收积累.     

水肥氮镉耦合下土壤酶活性及玉米生长与镉吸收响应的初步研究

采用正交设计,通过土培盆栽试验,研究水、肥、氮、镉耦合条件下,土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶和中性磷酸酶活性及玉米生长和镉吸收的响应。结果表明,在高镉(2 mg·kg~(-1))条件下,施用有机肥并低量(常规用量的50%)灌溉时土壤过氧化氢酶、脲酶活性最高,而蔗糖酶活性最低。未添加外源镉时,高氮(0.2 g·kg~(-1))条件下的土壤脲酶活性最低,而中性磷酸酶活性最高。在高氮高镉条件下,玉米生物量骤减。随着施氮量(0～0.2 g·kg~(-1))增加,玉米生物量有提高的趋势。随着外源镉添加量(0～2 mg·kg~(-1))增加,玉米地上部镉含量整体呈增大趋势。高氮条件下,添加中量(0.1 mg·kg~(-1))外源镉时,玉米生物量最大,且地上部吸镉量最高。     

镉、铅、锌单一和复合污染对棉花中重金属富集的影响

采用桶栽试验,研究了土壤镉、铅、锌单元素污染和土壤镉、铅、锌复合污染条件下镉、铅、锌在棉花各器官内的富集规律.结果表明:1)土壤镉污染条件下,棉花根、茎、叶、棉絮的镉含量随着土壤镉质量分数的增加呈现显著增加的趋势.当土壤镉质量分数较低时,镉主要富集在棉花的茎、叶中,随着土壤镉质量分数的增加,镉则主要富集在棉花的叶片和根中.2)土壤铅污染条件下,棉花各部位铅含量随着土壤铅含量的增加而显著增加.铅在棉花体内的分布规律为:土壤铅质量分数小于800 mg·kg-1时,棉花叶片和茎的铅含量较高.土壤铅质量分数大于1200mg· kg-1时,棉花根和叶片的铅含量较高;各处理中棉絮的铅含量最低.3)土壤锌污染条件下,棉花各部位锌含量随着土壤锌污染质量分数的增加而显著增加.土壤锌质量分数小于100 mg·kg-1时,棉花叶片和茎的锌含量较高.土壤锌质量分数大于400 mg·kg-1时,锌则主要富集在棉花的叶片和根中.各处理中棉絮的锌含量最低.4)土壤镉、铅、锌复合污染处理中,棉花根、茎、叶中的镉含量随着土壤镉含量的增加,呈现先增加后减少的趋势.同一镉质量分数污染条件下,棉花叶片的镉含量均小于镉单一污染处理条件下棉花叶片的镉含量.棉花根、茎、叶片铅含量的最高值均显著低于单一铅污染处理.棉花叶片、棉絮的锌含量均显著低于锌单一污染处理.     

磷酸改性生物炭和氯混施对土壤铅形态及小麦铅吸收的影响

通过盆栽试验研究磷酸改性生物炭和氯混施对石灰性污染土壤有效铅含量、铅化学形态及小麦各部位(籽粒、颖壳、茎叶、根)铅含量分布的影响。结果表明:施用改性生物炭(50、100 g·kg~(-1))虽然降低土壤pH,但也可以显著降低有效态铅的含量。就土壤中铅的化学形态而言,改性生物炭降低土壤中弱酸提取态铅和还原态铅含量,同时增加了氧化态、残渣态铅含量。此外,磷酸改性生物炭和氯混施后小麦各部位铅含量显著降低。研究证实,氯对改性生物炭修复铅污染土壤有促进作用,可以进一步降低土壤有效态铅含量,这一效果以添加CaCl_2更佳。高剂量改性生物炭配施低剂量CaCl_2后,小麦籽粒铅含量降至0.16 mg·kg~(-1),符合《粮食卫生标准》(GB 2715—2016)。     

川中典型丘陵区土壤砷和汞空间变异特征及影响因素分析

采集耕层(0～20 cm)土样325个,在ArcGIS9.0平台上运用地统计学方法研究川中典型丘陵区土壤中砷和汞含量的空间变异特征及其主要影响因素.结果表明,研究区土壤砷和汞含量分别为(8.57±0.175)rag·kg-1和(0.078±0.067)mg·kg-1,均未超过国家土壤环境质量一级标准.土壤砷含量在空间上整体呈环状分布,以西北部云绣-赵镇-带和中东部黄家乡-三溪-金龙一带呈现出2个高值中心(>10.5 mg·kg-1),并由这两个中心向北部和东南部两侧逐渐降低.汞含量整体也呈环状分布,但局部出现斑点、块状区域,高值中心(>0.090mg·kg-1)有4处,分别位于赵镇、西沟、白果及淮口附近,汞含量沿中心区向两侧逐渐递减.影响因素分析表明,土壤砷和汞含量总体呈现出灌溉水田最高,疏林地最低的特点.不同土壤质地间砷、汞含量差异显著,砷含量在粘土(10.09±2.93 mg·kg-1)中最高,汞含量在中壤土(0.112±0.120mg·kg-1)中最高.此外,土壤pH值与砷、汞含量呈显著负相关关系,而上壤有机质与二者均呈极显著正相关关系.     

不同土壤铅含量条件下三裂叶豚草生长及铅富集特征

随着道路交通的快速发展,公路两侧土壤铅含量通常显著高于土壤背景值。三裂叶豚草(Ambrosia trifida L.)是入侵我国北方地区的重要杂草,其在公路两侧通常形成单优种群呈集群分布,但关于土壤铅含量对三裂叶豚草生长发育的影响尚不清楚。采用盆栽试验,设置土壤铅含量分别为背景值(CK),100,250,500,1000mg·kg~(-1)共5个处理,分析土壤中不同的铅含量对三裂叶豚草生长及铅富集特性的影响。结果表明,随着土壤铅含量的升高,三裂叶豚草根系和地上部分的铅含量均增加,而且随着生长发育三裂叶豚草组织中铅含量不断上升。但三裂叶豚草铅转运系数低,根系铅含量要显著高于地上部分铅含量,根系富集系数高于地上部分富集系数。三裂叶豚草生物量随着土壤铅含量的增加先升高后降低。低浓度的铅促进三裂叶豚草生长、根冠比增加和叶绿素含量提高。土壤铅含量为250mg·kg~(-1)时,三裂叶豚草生物量最大。但土壤铅含量继续增加,三裂叶豚草生物量下降,叶绿素含量降低。可见,在一定浓度范围内土壤铅能够促进三裂叶豚草生长,三裂叶豚草通过将铅积累在根系中以适应土壤铅含量的增加,公路两侧高铅含量的土壤斑块将有助于三裂叶豚草的分布和扩散。     

重金属铅镉对玉米生长及土壤微生物的影响

采用温室盆栽土培方法.研究了土壤中不同浓度重金属铅(Pb,0-800 mg·kg~(-1))、镉(Cd,0-50 mg·kg~(-1))单一及其复合处理对玉米(Zea mays L.)生长及土壤微生物(细菌、放线菌、真菌)数量的影响.结果表明,在重金属Pb、Cd单一及其复合处理下,玉米的株高、干重均低于对照,重金属Pb、Cd处理对玉米的生长存在负面影响.重金属Pb、Cd单一处理抑制细菌、真菌的生长,中低浓度Pb(<300mg·kg~(-1))、Cd(≤10mg·kg~(-1))单一处理促进放线菌数量的增加,高浓度(Pb≥800mg·kg~(-1)、Cd≥50mg·kg~(-1))则呈现抑制效应;Pb、Cd复合在高中低浓度下都抑制土壤微生物生长,减少微生物数量.玉米株高同土壤微生物之间相关性不显著;玉米干重同土壤细菌、真菌显著相关,同土壤放线菌之间相关性不显著.     

湖南植烟土壤磷素状况分析

为明确湖南省植烟土壤磷素状况,对湖南烟区的4 866个土壤普查样品进行了分析,结果表明,湖南省植烟土壤全磷含量整体偏低,均值为0.74 g·kg~(-1),低于适宜值,呈中等强度变异。"适宜"(1.0～1.5 g·kg~(-1))和"高"(1.5g·kg~(-1))的植烟土壤仅为14.15%和2.00%。土壤速效磷含量很高,均值为38.1 mg·kg~(-1),变异强度较大,约有52.39%的植烟土壤速效磷含量表现为极高(30 mg·kg~(-1)),有21.03%的土壤速效磷含量处于高水平(20～30 mg·kg~(-1)),仅有16.68%的土样处于适宜(10～20 mg·kg~(-1))水平。     

长期造纸废水灌溉对湿地土壤镉离子迁移的影响

为研究不同生育期湿地土壤镉离子含量的变化,分析废水灌溉条件下湿地土壤中镉离子的迁移特征。利用沈阳农业大学综合试验基地小试装置模拟辽河口天然芦苇湿地,采用原始COD_(cr)浓度配置50,175,300mg·L~(-1),分别在不同生育期(发芽期、展叶期、拔节期、抽穗期和成熟期)灌溉不同浓度造纸废水,测定不同质量浓度废水下湿地土壤中镉离子的含量。结果表明:不同灌溉方式下,废水质量浓度为300mg·L~(-1)处理对土壤镉离子含量影响最大,随着土层深度增加,土壤镉离子含量变化趋势表现为:处理1处理3处理2CK;发芽期至成熟期灌溉不同质量浓度的造纸废水,土壤中镉离子含量变化量变化趋势表现为:成熟期抽穗期拔节期展叶期发芽期,说明在成熟期灌溉造纸废水,镉离子含量变化量最大,其中在废水质量浓度为300mg·L~(-1)处理时变化量达到最大值(2.91mg·kg~(-1)),50mg·L~(-1)处理变化量达到最小值(0.81mg·kg~(-1));不同废水质量浓度灌溉下,土壤中镉离子含量总体上呈现为:废水灌溉组大于清水对照组。经过相关性分析可知,土壤中镉与铜、铅、镍含量之间存在呈极显著正相关关系,说明在不同废水质量浓度灌溉下,铜、铅、镍含量越高,土壤中的镉含量越大。     

不同类型钙化合物对污染土壤水稻吸收累积Ｃｄ Ｐｂ的影响及机理

以潮泥田和红黄泥为供试土壤,利用盆栽试验研究了施用不同类型钙化合物(CaO、CaCO3、CaSO4)对水稻吸收累积Cd、Pb的影响及机理。结果表明,潮泥田施用CaO和CaCO3后,土壤pH值明显升高。当CaO施用量达到0.36gCa·kg-1时土壤有效态Cd含量显著降低,水稻糙米Cd含量也随之显著下降,降幅达26.3%;施用CaCO(30.24gCa·kg-1)和CaSO(40.24gCa·kg-1)后水稻糙米Cd含量降幅分别为23.7%(P0.05)和18.4%(P0.05)。红黄泥施用CaO、CaCO3和CaSO4后,土壤pH值变化趋势与潮泥田相同。当CaO施用量达到0.24gCa·kg-1时土壤有效态Cd含量显著降低,但水稻糙米Cd含量反而上升,当CaO施用量达到0.36gCa·kg-1时,与对照相比水稻糙米Cd含量增加34.5%(P0.05);当CaO施用量增至0.48gCa·kg-1时土壤有效态Pb含量明显增加,水稻糙米Pb含量也随之显著增加,增幅达41.7%。在等钙(0.24gCa·kg-1)条件下,潮泥田及红黄泥施用CaO、CaCO3和CaSO4后因pH变幅较小导致水稻糙米Cd、Pb含量无明显差异。综合分析认为,利用钙化合物控制污染土壤上水稻对Cd、Pb的吸收累积时,需要根据土壤Cd、Pb含量和pH综合考虑合理的钙化合物类型和用量。     

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。     

云南省主要野生食用菌中重金属调查

【目的】调查云南主要野生食用菌中砷(As)、镉(Cd)、汞(Hg)、铅(Pb)的背景值,研究不同种类野生食用菌的重金属富集规律,为野生食用菌食品安全评估提供科学依据。【方法】在云南省25个县采集茶褐牛肝菌(Boletus brunneissimus)、皱皮疣柄牛肝菌(Boletus duriusculus)、美味牛肝菌(Boletus edulis)、白牛肝菌(Boletus granulatus)、灰褐牛肝菌(Boletus griseus)、华丽牛肝菌(Boletus magnificus)、鸡油菌(Cantharellus cibarius)、梭柄松苞菇(Catathelasma ventricosum)、变绿红菇(Russula virescens)、鸡菌(Termitomyces albuminosus)、干巴菌(Thelephora ganbajun)、松茸(Tricholoma matsutake)等12种野生食用菌共165个鲜样,分别采用硝酸-高氯酸湿式消解法和高压消解法对As、Cd、Hg、Pb含量进行测定。【结果】不同种类的野生食用菌中As、Cd、Hg、Pb含量存在差异。其中,As平均含量为0.055-0.515mg·kg-1,最高的是松茸,最低的是华丽牛肝菌;Cd平均含量为0.039-1.280mg·kg-1,最高的是鸡菌,最低的是茶褐牛肝菌;Hg平均含量为0.015-0.608mg·kg-1,最高的是美味牛肝菌,最低的是干巴菌;Pb平均含量为0.272-1.782mg·kg-1,最高的是鸡菌,最低的是白牛肝菌。【结论】在这12种食用菌中,不同种类的野生食用菌As、Cd、Hg和Pb含量存在显著差异。     

雅安市耕地土壤重金属健康风险评价

通过采样分析探究了雅安市耕地土壤重金属的分布,并利用国家土壤环境质量一级标准和健康风险评价模型对雅安市耕地土壤中Pb、Zn、Cu、Cd的含量进行健康风险评价。结果表明,雅安耕地土壤Pb、Zn、Cu、Cd的含量范围分别为:38.25~127 mg.kg-1Pb、32.91~156.4 mg.kg-1Zn、7.479~82.73 mg.kg-1Cu、1.667~7.949 mg.kg-1Cd,其中Cd超标最为严重,Pb和Zn次之,Cu最小。土壤中重金属Pb、Zn、Cu、Cd的含量所引起的成人与儿童平均个人风险均表现为Cd>Pb>Cu>Zn,其中宝兴县五龙乡东风村人体总的健康危害风险最大,在实际生产生活中应加强相应预防和控制。     

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.     

EDTA辅助小藜修复Pb及Pb-Cd复合污染土壤的研究

通过盆栽试验,研究了Pb及Pb-Cd复合污染土壤添加EDTA(乙二胺四乙酸)对小藜生长和转运、富集Pb、Cd的影响。结果表明,高浓度的EDTA对小藜的生长有抑制作用,Pb及Pb-Cd复合处理下EDTA最佳添加浓度均为2.5mmol·kg-1,此时小藜对Pb的转运系数达2.66和2.41,富集系数达1.51和1.82,分别比对照提高554%和493%、8431%和2367%;对Cd的转运系数达1.87和3.47,富集系数达1.78和10.8,分别比对照提高165%和355%、77%和283%。2.5mmol·kg-1EDTA辅助小藜修复Pb-Cd复合污染土壤的效果优于修复Pb污染土壤的效果。     

震后土壤Cu Zn分布特征及影响因素研究

研究5·12汶川地震后土壤Cu、Zn空间分布特征及影响因素,其结果对指导灾后农业生产和居民生活恢复,以及保障新型农村居民点的生态安全性具有十分重要的现实意义。以典型地震灾区彭州市新黄村为例,采用常规重金属测定方法,并用GIS研究了5·12汶川地震后土壤Cu、Zn空间分布特征及影响因素。结果表明,在水平方向上Cu含量([38.23±15.21)mg·kg-1]自中东部-北部和中东部-南部逐渐增加;Zn含量([109.01±29.68)mg·kg-1]从北到南先减少后增加,从东到西表现为先增加后减少;虽然两者均未超过国家土壤环境质量二级标准,但地震后帐篷安置点、生活垃圾堆放点、房屋倒塌点土壤Cu、Zn含量明显高于未受地震影响处;在垂直方向上,帐篷压实水田土壤耕作层和犁底层Cu、Zn含量大多高于自然水田,心土层和底土层二者含量差异不明显。影响因素分析结果表明,不同土地利用类型中水田和荒地土壤Cu含量显著高于旱地土壤,水田土壤Zn含量显著高于荒地和旱地土壤;有机质含量与Cu、Zn含量呈极显著正相关,相关系数分别为r=0.639**和r=0.561**;Cu含量与pH呈显著正相关(r=0.459*),Zn含量与pH相关性不强(r=0.380);人类活动对土壤中Cu、Zn含量有一定影响。     

镉胁迫对玉米光合特性的影响

在模拟光条件下,通过盆栽试验研究了外源镉胁迫对盆栽玉米光合特性的影响。结果表明,高浓度镉(100mg·kg-1)胁迫下玉米叶片叶绿素a、b及总叶绿素c含量明显减少,分别比对照CK下降了65.32%、54.95%、62.57%。镉浓度1、5、15、50mg·kg-1处理下叶片的叶绿素含量下降得少,Cha/Chb的比值降低较少。镉浓度15、50、100mg·kg-1胁迫下导致玉米叶片光合速率下降,光补偿点提高,光饱和点和表观量子效率降低,暗呼吸速率升高,较低浓度镉胁迫(1、5mg·kg-1)则提高光补偿点、光饱和点和表观量子效率,降低暗呼吸速率。     

丘北辣椒种植区土壤中砷和磷的含量及其相互关系

通过大田调查的方法,研究云南省丘北县天星乡和树皮乡土壤砷和磷含量及其相关关系。结果表明:(1)总砷含量平均值为36.76 mg.kg-1(12.81~94.08 mg.kg-1),42%的土壤样品超过国家土壤环境质量二级标准,有效砷含量平均值为3.67 mg.kg-1(2.01~5.38 mg.kg-1)。天星乡土壤总砷和有效态砷含量都高于树皮乡。(2)土壤全磷含量平均值为0.46 g.kg-1(0.22~0.92 g.kg-1),速磷含量平均值为18.79 mg.kg-1(1.20~70.59 mg.kg-1)。(3)丘北辣椒主产区土壤总砷和有效砷均与全磷和速效磷呈极显著负相关关系,土壤中砷的含量随磷含量的升高而降低。