间作对莎草与蚕豆体内铅镉锌化学形态分布的影响

通过室内盆栽实验,研究了莎草(Cyperus glomeratus L.)和蚕豆(Vicia faba L.)间作条件下两种植物体内Pb、Cd、Zn化学形态分布的变化,并进一步探讨了间作体系影响莎草与蚕豆对重金属Cd、Pb、Zn吸收累积的主要机制。结果表明:与单作相比,间作使莎草地上部生物量减少了54.55%,根部生物量减少了41.67%,叶绿素与可溶性糖含量分别减少了33.33%与36.39%;间作后蚕豆地上部的生物量提高了11.71%。蚕豆根际土壤有效态Pb、Cd和Zn含量显著降低。Pb在两种植物体内的化学形态以氯化钠提取态(FNa Cl)为主,间作使莎草地上部乙醇提取态(FE)Pb含量显著增加了23.43%,根部各化学形态Pb含量增加6.92%~17.80%;间作后蚕豆地上部活性较强的FE-Pb和FW-Pb含量显著降低了16.00%和42.60%,根部各化学形态Pb含量降低了1.32%~44.76%。Cd在两种植物体内的化学形态以FNa Cl和FHCl为主,间作使莎草地上部残渣态(FR)含量显著增加了43.45%,根部FHCl和FR含量显著增加了6.26%和30.01%;间作后蚕豆地上部FHCl-Cd含量显著降低了26.37%,根部各化学形态Cd含量降低了6.09%~68.33%;在两种植物体内的化学形态以FHAc、FW和FNa Cl占优,间作使莎草地上部FE-Zn含量显著增加了12.5%,根部各化学形态Zn含量增加5.32%~23.54%;间作后蚕豆地上部和根部各化学形态Zn含量均降低。蚕豆地上部和根部Pb、Cd、Zn均与土壤有效态Pb、Cd、Zn含量呈显著正相关,表明间作降低蚕豆Pb、Cd、Zn的含量与体系植物根际土壤有效态Pb、Cd、Zn含量下降密切相关。     

蚕豆青秸翻压对玉米产量与土壤养分利用的影响

为探索利用蚕豆青秸提高玉米养分利用效益的最佳秸秆翻压量,采用田间试验研究蚕豆青秸作绿肥翻压对土壤养分、化肥利用率、农学效益和玉米产量的影响,探索最佳蚕豆秸秆翻压量。结果表明:蚕豆秸秆翻压量与玉米籽粒产量呈显著一元二次线性关系,回归方程为y=-3.0138x2+98.232x+8149.5,相关系数r2=0.9035。与常规施肥处理相比,玉米籽粒产量增加17.14%~21.94%,氮肥利用率提高9.5%~10.9%,P2O5利用率提高6.5%~9.2%,K2O利用率提高4.7%~16.1%,农学效益提高118.61%~143.70%;3年后的土壤有机质含量增加5.24~7.86 g/kg,土壤碱解氮含量增加6%~19.33%,土壤速效磷(P)含量增加6.8%~23.81%,速效钾(K)含量增加4.57%~10%。蚕豆秸秆翻压量15 000~22 500 kg/hm2最佳,可以减少20%的化肥施用。     

丘陵旱地麦秸高茬覆盖还田效果研究

研究了丘陵旱地麦秸高茬覆盖还田对土壤物理性状、养分和产量的影响。结果表明,麦秸覆盖还田可明显提高土壤含水量,5 cm耕层比裸地增加44.63%,10 cm耕层比裸地增加15.6%~22.8%;可提高土壤养分,秸秆高茬覆盖还田比裸地有机质增加2.75%,全氮、碱解氮分别增加7.39%和6.08%;全磷和速效磷分别增加8.76%和5.00%;全钾、速效钾分别增加2.79%和19.38%;可提高玉米产量3.02%~4.62%。     

土荆芥和蚕豆/玉米间作系统中Pb、Cd、Zn的累积特征研究

为探索污染土壤边生产边修复技术的可行性,通过盆栽试验,采用植物修复的方法,将超富集重金属的植物土荆芥(Chenopodium ambrosioides L.)和农作物玉米/蚕豆间作在污染的土壤中,研究了土荆芥和蚕豆、玉米间作对植物吸收积累Pb、Cd和Zn的影响。结果表明:与单作相比,间作使土荆芥生物量提高了134%~217%,玉米生物量提高了100%~124%,蚕豆生物量提高了1.7%~5.6%。间作后土荆芥体内Pb含量增加了10%~85%,Cd含量增加了21%~134%,土壤有效态Pb、Cd含量增加了11%~19%,土荆芥的Pb、Zn转运系数都增加,Cd转运系数降低;与土荆芥间作后,玉米Pb含量降低了17%~33%,Zn含量降低了10%~34%,蚕豆Pb含量降低了27%~35%,Zn含量降低了5%~34%,根际土壤有效态Pb、Cd和Zn含量降低了2.5%~22.7%,玉米、蚕豆的Pb、Cd和Zn的转运系数均显著降低。研究结果表明:土荆芥和蚕豆、玉米间作促进了土荆芥对土壤中Pb、Cd和Zn的吸收和积累,同时抑制了作物体对重金属的吸收。     

长期玉米秸秆还田模式下氮肥用量对玉米生长发育及土壤养分的影响

采取两因素裂区设计,研究了长期玉米秸秆还田、不还田两种模式下氮肥用量对玉米生长发育、产量建成、土壤养分的影响。结果表明,长期玉米秸秆还田后,土壤有机质、速效钾含量明显提高,速效磷变化较小,株高、茎粗、穗位叶宽、穗长和子粒产量、淀粉含量增加,子粒粗蛋白含量降低。在玉米小口期、大口期,秸秆还田处理的地上部干重明显高于秸秆不还田处理。在长期玉米秸秆还田模式下,推荐夏玉米施氮量为207.3 kg/hm2,较秸秆不还田模式增加施氮量17.4 kg/hm2,可以增加子粒产量398.5 kg/hm2。     

秸秆还田量对小麦-玉米轮作中土壤理化性质及作物产量的影响

[目的]研究秸秆还田量对一年两熟小麦-玉米轮作制度下土壤理化性质的影响。[方法]通过田间试验,研究秸秆不还田,50%小麦、玉米秸秆还田,100%小麦、玉米秸秆还田,150%小麦、玉米秸秆还田对麦-玉轮作体系中土壤容重、有机质和养分含量,以及小麦和玉米产量的影响。[结果]秸秆还田可以降低土壤容重,增加土壤有机质含量,提高土壤养分库容。50%、100%和150%秸秆还田条件下,土壤容重降幅为1.41%~9.15%,土壤有机质含量增加0.02~0.04 g/kg,土壤碱解氮、有效磷、速效钾、全钾含量分别增加6.64~9.00、3.37~4.07、10.33~19.00、40.00~120.00 mg/kg。不同秸秆还田量均能提高小麦、玉米产量,产量增幅分别为7.57%~13.16%、16.29%~26.06%。[结论]秸秆还田量达到150%时,在土壤理化性质及作物产量方面出现转折,建议不超过100%秸秆还田为宜。     

秸秆还田模式对玉米生长发育及土壤理化性状的影响

通过秸秆还田模式与常规种植模式对比,研究了秸秆还田模式对玉米生长发育及土壤理化性状的影响.结果表明:在玉米的整个生育期,大豆茬种植玉米轮作还田模式的株高、干物质重、叶面积均高于常规种植模式;两种模式下土壤含水量和容重变化并无显著差异;在土壤养分方面,大豆茬种植玉米轮作还田模式的速效氮、速效磷和速效钾均高于玉米常规模式;在产量方面,大豆茬种植玉米轮作还田模式比玉米常规模式下的产量表现为增产,增产幅度为6.4％.     

不同茬地土壤速效氮、磷、钾含量分析

在渭南市第二次土壤普查结果基础上,对蒲城县三合、陈庄等五个乡镇不同茬地土壤耕层速效养分含量变化进行了分析。结果表明:玉米秸秆还田,其速效氮、磷、钾含量极显著大于其它茬地。玉米秸秆全量还田,不仅可改善土壤结构,提高土壤肥力,还可减少秸秆焚烧的污染问题。     

镉砷胁迫下玉米幼苗的生理响应和抗氧化系统特征

为探究玉米幼苗在镉（Cd）和砷（As）胁迫下的生理性状、重金属累积和抗氧化系统特征,以具有Cd低累积特性的玉米DJ26为应试品种,开展水培试验。结果表明：在单一As胁迫下,玉米植株鲜质量和叶片总叶绿素含量分别显著下降76.0%和52.8%,而在单一Cd及低浓度Cd和As复合胁迫下,玉米的生长性状差异小,表现出一定耐受性。随培养液Cd浓度的增大,玉米各部位Cd含量增大,As的加入进一步使根系Cd含量增大14.1%~103.5%,但使茎叶Cd含量降低28.9%~72.6%;相比单一As胁迫,Cd的加入对茎叶As含量有增大效应,增大170.1%~198.8%,表明复合胁迫下As促进了Cd在根系中的累积并降低了Cd向地上部转运,Cd则促进了As向地上部的转运。复合胁迫下玉米具有较强的抗氧化调节能力,玉米根系超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性随培养液中Cd浓度的增加呈现先增大后降低的趋势,而过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性均显著高于单一Cd胁迫,在叶片中分别增大了366.0%~1 409.8%和1 372.7%~4 366.7%,根系中分别增大了27.4%~702.2%和230.0%~1 004.0%。复合胁迫下丙二醛（MDA）含量玉米叶片中增大而根系中降低,叶片受到Cd和As的显著毒害。研究表明,玉米幼苗对单一Cd及低浓度Cd和As复合胁迫具有耐受性,其根系对Cd和As具有较强富集能力和有限转运能力,具备在单一Cd或Cd和As复合污染严格管控区安全生产的潜力。     

河道疏浚底泥添加量对土壤理化性质和大豆苗期生长的影响

采用盆栽试验研究添加不同比例(风干底泥∶风干土壤分别为0∶1、1∶1、1∶2、1∶3)河道疏浚底泥对土壤理化性质和大豆苗期生长的影响,以期为河道疏浚底泥的农业利用提供科学依据。结果表明,与未添加河道疏浚底泥处理(对照)相比,添加河道疏浚底泥显著提高了土壤养分含量,其中有机质含量增加了24.3%~100.9%,碱解氮含量增加了20.4%~67.4%,速效磷含量增加了183.5%~433.1%,速效钾含量增加了252.4%~665.2%;同时也显著提高了重金属Cu、Pb、Zn、Cd含量,且当河道疏浚底泥与土壤以1∶1混合时,土壤全Cd含量超过土壤环境质量标准二级标准限值。添加河道疏浚底泥总体上显著提高大豆苗期的株高、地上部生物量、叶绿素含量及地上部分C、N、P含量,且上述指标随河道疏浚底泥施用量的增加先增加后降低,当河道疏浚底泥与土壤添加比例为1∶2时最高,此时株高增加2 cm,地上部生物量增加60.6%,叶绿素a和叶绿素b含量分别增加60%和50.9%,地上部分植株C、N、P含量分别增加22.4%、9.0%、5.0%;当河道疏浚底泥与土壤添加比例增加到1∶1时,上述指标下降,且大豆地上部生物量反而略低于对照。综上,添加河道疏浚底泥能促进大豆生长,但添加比例以1∶2为宜,不宜超过1∶1,以避免重金属大量输入可能引起的土壤污染及对植物生长的胁迫。     

钾硅肥施用对水稻吸收铅、镉的影响

为探讨钾硅肥施用对水稻铅、镉吸收及土壤中铅、镉生物有效性的影响,将施肥和重金属钝化修复良好结合在一起提供依据,采用盆栽试验,研究了钾硅肥施用对水稻生物量、钾素积累量、铅/镉含量和土壤中有效态铅/镉含量及其变化的影响。结果表明,钾硅肥施用可以显著提高水稻植株各部位生物量和钾素累积量,与不施钾处理相比,水稻生物量和钾素积累量分别增加了40.4%~47.0%和170.0%~252.0%;钾硅肥的施用显著降低了水稻茎、叶和籽粒中铅和镉的含量,与施用硫酸钾处理相比,水稻茎、叶、籽粒中铅和镉的含量分别降低了23.6%、35.6%、28.7%和15.6%、29.7%、26.8%,且随着钾硅肥用量的增加,水稻地上各部位铅和镉的含量显著降低,但水稻根部重金属含量并无显著差异。土壤中有效态铅、镉经过一季水稻种植后均有不同程度降低,钾硅肥处理和硫酸钾处理土壤有效铅、镉含量并无明显差异。钾硅肥的施用既满足了水稻对钾素的需求,又降低了水稻地上各部位对土壤重金属的吸收。     

Cd、Pb单一及复合污染对花叶冷水花生长的影响及其积累特性研究

以盆栽花叶冷水花为试验材料,用不同浓度的Cd、Pb单一及其复合处理,研究植物的生长变化及其体内Cd、Pb的积累和迁移。结果表明,随着Cd、Pb单一处理浓度的升高,花叶冷水花地上部和根部的干重以及根系耐性指数都表现为先增加后降低;Cd-Pb复合处理各浓度下,生物量均小于对照,根系耐性指数也逐渐变小。在3种处理条件下,花叶冷水花的叶、茎、根对Cd、Pb的吸收都表现为随着处理浓度的升高而上升的趋势,重金属在根内的积累量大于茎和叶;复合处理时,叶、茎、根对Cd、Pb的吸收量相比同水平单一处理时都有不同程度的提高,且地上部Pb迁移总量增幅较大,说明花叶冷水花对修复重金属复合污染的土壤具有一定潜力。     

不同钝化剂及其组合对玉米（Zea mays）生长和吸收Pb Cd As Zn影响研究

选取硅藻土、生物炭、沸石粉、石灰及其组合开展田间试验,研究它们对玉米(Zea mays)生长、玉米籽粒吸收Pb、Cd、As、Zn与土壤有效态Pb、Cd、As、Zn的影响。结果表明,除石灰粉外,施用其他3种钝化剂及其组合均能促进玉米生长,增加玉米株高、叶面积和生物量,显著提高玉米产量。4种钝化剂及其组合可升高土壤的p H值和降低土壤中的有效态Pb、Cd、As、Zn含量,与CK处理相比,施用不同改良剂导致土壤有效态Pb降低6.82%~20.46%,有效态Cd降低12.76%~28.28%,有效态As降低26.89%~48.74%,和有效态Zn降低13.88%~28.95%,其中BZD(生物炭+沸石粉+硅藻土)处理降低效果最明显,BLD(生物炭+石灰粉+硅藻土)处理次之;4种钝化剂及其组合都能降低玉米籽粒对Pb、Cd、As、Zn的吸收,其中BZD处理能明显降低玉米籽粒中Pb、Cd、As、Zn含量,较对照分别降低47.71%、95.00%、90.90%、31.41%。在原位钝化修复镉-砷-锌复合污染农田土壤时,BDZ组合的施用效果最佳。     

褐煤基材料对石灰性土壤铅镉生物有效性的影响

为了解褐煤基材料对石灰性土壤铅、镉形态及其对生菜吸收铅、镉的影响,通过盆栽试验,将8种褐煤基材料分别与铅(Pb)、镉(Cd)污染土混合培养并栽培生菜共120 d,测定土壤DTPA(二乙烯三胺五乙酸)可提取态和生菜中铅、镉的吸收积累情况。结果如下:褐煤基腐植酸、去矿化褐煤、荷钙褐煤和褐煤基活性炭显著降低土壤中DTPA提取态铅含量,其3个施用量分别降低4.67%~7.97%、5.92%~11.46%、5.90%~11.80%和11.69%~26.43%,并随着材料施用量的增加,土壤中DTPA提取态铅含量逐渐减少;腐植酸树脂和腐植酸接枝共聚显著提高DTPA提取态铅含量,分别提高了5.82%~32.12%和2.55%~24.76%;硝化褐煤、磺化褐煤也有提高土壤中DTPA提取态铅含量的趋势;改性后比未改性褐煤显著影响土壤DTPA提取态铅含量,以活性炭处理降低最多,以树脂和接枝处理增加最多。褐煤、腐植酸、去矿化、活性炭和接枝降低土壤中DTPA提取态镉含量,活性炭和接枝作用达显著水平,显著降低的幅度分别是5.41%~13.51%和5.18%~27.70%;硝化、磺化、树脂显著提高土壤中DTPA提取态镉,增幅分别是7.92%~20.13%、5.74%~21.05%和21.30%~44.63%。褐煤、腐植酸、去矿化、荷钙、活性炭和接枝均能提高生菜地上部生物量,硝化、磺化和树脂则降低生菜生物量;地上部生物量与土壤中DTPA提取态铅、镉含量呈负相关。因此,褐煤基材料可显著地改变石灰性土壤中DTPA提取态铅、镉含量,显著影响生菜的生长量,且褐煤基材料对DTPA提取态铅和镉的影响存在差别。     

沈抚灌区耕地重金属Cd、Pb的变化特征分析

选择沈抚灌区东部13个自然村庄的农业种植区，以1500 m间距网格化布点29处，调查研究区历史耕作情况，选取18个停灌时间不同的耕地样点，每个样点按0~20、20~40、40~60 cm采集3层土壤样品，分析测定重金属Cd、Pb的全量及化学形态，并测定了地上作物的茎叶、籽粒中重金属含量，探究研究区不同停灌时间及利用类型耕地土壤中Cd、Pb的分布特征及变化规律。结果表明：0~20、20~40、40~60 cm土壤中Cd含量分别为0.65~1.57、0.66~1.18、0.61~1.18 mg·kg^-1，停灌20~25年的土壤0~20 cm土层Cd含量最高，为1.57 mg·kg^-1；各土层Pb变化范围分别为21.07~38.59、14.97~30.59、15.71~25.66 mg·kg^-1，未随停灌时间发生明显变化；Cd在20~40、40~60 cm土层迁移率分别为0.42~0.50、0.46~0.52，而Pb仅为0~0.34、0~0.68；玉米茎叶、籽粒中Cd含量分别为0.33~0.47、0.02~0.07 mg·kg^-1，水稻茎叶、籽粒中Cd含量分别为0.33~0.89、0.02~0.09 mg·kg^-1，Pb含量分别为1.51~2.32、0.47~0.62mg·kg^-1，Cd、Pb在作物茎叶、籽粒中未随不同耕作方式及停灌时间表现出明显差异；水田土壤可交换态Cd含量占总量的37.33%，旱田可交换态Cd含量占总量的7.82%~13.95%；水田土壤可交换态Pb含量占总量的9.03%，旱田占总量的0.87%~4.18%。研究结果可为重金属污染耕地的利用管理及污染修复提供依据。     

AMF对铅锌矿区农田土壤部分理化性质、玉米生长和镉铅含量的影响

为研究重金属污染胁迫下丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）对土壤部分理化性质、玉米生长、光合生理、养分与镉铅含量的影响，以云南会泽、兰坪铅锌矿区周边重金属污染农田土壤为供试土壤，玉米为宿主植物，设置接种和不接种AMF处理，开展室内盆栽试验。结果表明：接种AMF显著增加土壤易提取球囊霉素相关蛋白（EE-GRSP）与总球囊霉素相关蛋白（T-GRSP）的含量；降低土壤有效态镉、铅含量，降幅为34.6%~79.5%；增加土壤中碱解氮和速效磷的含量，增幅为30.9%~206%。接种AMF显著增加玉米植株氮磷养分含量，增幅为17.6%~38.5%；增强叶片光合作用，提高植株生物量；降低植株镉铅含量，降幅达30.0%~68.7%。相关性分析发现，土壤T-GRSP与碱解氮、速效磷含量呈极显著正相关；EE-GRSP、T-GRSP与有效态铅含量呈显著负相关；玉米植株镉、铅含量与土壤有效态镉、铅含量呈显著正相关；玉米根系氮与土壤碱解氮含量、植株磷与土壤速效磷含量呈显著正相关。研究表明，接种AMF增加土壤球囊霉素相关蛋白含量，降低污染土壤镉、铅生物有效性，减少玉米植株镉、铅的含量；增加土壤速效养分含量，改善玉米矿质营养和光合生理，提高玉米植株生物量。     

低磷条件下玉米‖蚕豆间作作物根系间距对玉米磷吸收的影响

为探究不同根系间距下禾本科作物玉米(生长和磷吸收)受相邻作物玉米或蚕豆的影响，本研究以玉米为目标作物，通过圆柱形根箱培养试验，设置单株玉米、单作玉米、玉米‖蚕豆间作并改变相邻作物根系间距，探究低磷条件下，不同根系间距的相邻作物对目标玉米的生长、磷吸收和根际过程的影响。结果表明:1)与单株玉米相比，目标作物玉米与相邻作物玉米和蚕豆之间均以竞争为主，当作物根系间距较近时，单作玉米的生物量、磷含量分别下降21%、33%，间作玉米分别下降34%、31%；当作物根系间距较远时，单作玉米的生物量、磷含量分别下降10%、15%，间作玉米分别下降29%、29%。2)当根系间距较近时，蚕豆的根际pH低于玉米，且间作玉米和蚕豆之间的根际pH存在显著差异，而在根系间距较远的处理中两作物的根际pH无差异；相邻作物根系间距较远时，间作玉米的根际有机酸浓度显著高于单作玉米，间作玉米与单作玉米的根际有机酸浓度在根系间距较近时无差异。3)不同处理中单作和间作玉米的总根长、总根表面积无差异。综上所述，在低磷条件下，单作玉米的种内竞争强度随根系间距的增大而降低；而在不同根系间距下，间作玉米与蚕豆的种间竞争强度相似且无种间磷吸收促进作用。因此，种间根际互作形成的磷吸收竞争作用或促进作用依赖于适度的土壤磷供应。     

铅、镉单—及复合污染对3种观赏植物生长的影响及其积累特性研究

以盆栽3种观赏植物（萱草、鸢尾、美人蕉）为试验材料，用不同质量浓度的铅、镉进行单一及复合处理，分析植物的生长特性和植物体内的铅镉含量。结果表明:1）在单一Pb处理下（500 mg·kg^-1），3种观赏植物的生物量较对照分别增加了32.33%、35.08%和51.27%。2）在Pb-Cd复合处理下（Pb 1 000 mg·kg^-1 Cd 10 mg·kg^-1），3种观赏植物的生物量较对照分别下降了75.36%、74.80%和68.50%。3）在单一Pb和Pb-Cd复合处理下，3种观赏植物地上部分和地下部分Pb、Cd含量随着处理质量浓度的增加而升高，且地下部分大于地上部分。4）在Pb-Cd复合处理时，Pb使3种观赏植物地上部分对Cd的吸收表现为抑制作用，Cd使植物地上部分对Pb的吸收则表现为促进作用。3种观赏植物在铅镉污染土壤中均可正常生长，说明其对铅镉污染具有一定的适应性，可为铅镉富集植物的选择提供参考。     

有机酸对Pb·Cd污染水稻植株的解毒作用

[目的]研究有机酸对Pb、Cd污染水稻植株的解毒作用,为处理农田Pb、Cd污染提供理论基础。[方法]统计受Pb、Cd、柠檬酸、酒石酸处理的水稻种子萌发率,及水稻植株根、茎叶干重,测定植株内蛋白质以及Pb、Cd含量的变化。[结果]当Cd浓度≤2mg/L,Pb浓度≤10mg/L时,有机酸对水稻种子的发芽率影响不大。柠檬酸可以减轻Pb对水稻的毒害,并能促使Pb从根部向地上部转移;而酒石酸可以减轻Cd对水稻的毒害,并有利于Cd从根向叶片输送。Pb、Cd复合处理条件下,Pb的存在促进水稻植株对Cd的吸收,Cd的存在可能抑制水稻植株对Pb的吸收。[结论]不同有机酸对Pb、Cd污染水稻植株具有不同的解毒作用。