芽孢杆菌及其胞外多糖对空心菜和茼蒿Cd吸收及土壤团聚体的影响

本研究旨在探究产胞外多糖芽孢杆菌对蔬菜镉(Cd)积累及土壤结构的影响。采用以空心菜和茼蒿为供试材料的盆栽试验,研究了功能菌株Priestia megaterium YG35和Bacillus halodurans G20降低蔬菜吸收Cd的效果和可能作用机制。结果表明,与CK相比,菌株YG35、菌株G20及其胞外多糖处理显著增加空心菜和茼蒿可食用组织干质量(37.8%～115.1%),显著降低可食用组织Cd含量(21.9%～44.2%),并使茼蒿Cd含量(0.057～0.061 mg·kg^-1)达到安全可食用标准,显著降低根际土壤有效态Cd含量(3.7%～11.7%),显著(P<0.05)增加根际土壤多糖含量(35.9%～49.5%)和蔗糖酶活性(15.3%～28.4%),促进根际土壤团聚体向大粒径转化。研究表明,YG35和G20及其胞外多糖能降低蔬菜对Cd的吸收,促进蔬菜生长,改善土壤结构,具有在Cd污染土壤上实现蔬菜安全生产的应用潜力。     

外源硅钝化稻田土壤重金属Cd有效性及降低稻谷Cd含量研究

【目的】利用两种外源硅肥材料开展试验,研究外源硅对土壤重金属Cd有效性以及稻谷Cd含量的影响。【方法】以硅胶（分子式mSiO2.nH2O,含量98%以上）、液体硅肥（SiO2浓度≥23%）作为外源硅肥材料,通过在重金属镉Cd超标稻田土壤施用硅胶,在水稻分蘖期、孕穗期喷施液体硅肥,研究硅钝化稻田土壤重金属Cd有效性及降低稻谷Cd含量。【结果】施用硅胶达到100kg/667m2对降低土壤有效Cd含量有极显著效果,表明稻田施用硅胶可以钝化土壤重金属Cd有效性;施用硅胶达到100kg/667m2对降低稻谷Cd含量有显著效果,施用硅胶再配合喷施液体硅肥时,对降低稻谷Cd含量有极显著效果;施用硅胶、液体硅肥对提高稻谷产量有显著作用。【结论】基施硅胶配合喷施液体硅肥,对钝化土壤重金属Cd有效性,降低稻谷Cd含量,提高稻谷产量具有显著效果。     

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。     

20个高羊茅品种镉耐性评价及富集特征

采用水培试验,用10μM Cd~(2+)对20个高羊茅(Festuca arundinacea)品种进行处理,采用隶属函数值法和聚类分析法对其镉耐性和富集特征进行综合评价。结果表明,与对照相比,Cd~(2+)处理下所有参试高羊茅品种在株高、根长、生物量和光合色素含量等指标上均显著降低(P0.05),品种间变化值的差异也达到了显著水平(P0.05)。20份材料的平均隶属函数值变幅在为0.185~0.758,其中‘Commander’的镉耐性最强。20个品种间Cd~(2+)吸收和累积量也有很大差异,地上部Cd~(2+)浓度范围为106.66~150.97mg·kg~(-1),Cd~(2+)累积量最高值为6.87μg·株-1,最低值仅2.75μg·株-1,其中品种‘Commander’和‘Red Start’在Cd~(2+)吸收和累积上表现较好。通过综合评价最终将20个高羊茅品种分为4类,分别是高耐高吸收型:‘Arid 3’,‘Extreme’,‘Commander’,‘Escalade’,‘Ecological King’,‘Ky-32’,‘Red Start’,‘Green Label’;高耐低吸收型:‘Gold Crown’,‘Justice’,‘Honky Tonk’,‘Aries’;低耐高吸收型:‘RubyⅡ’,‘Coronado TDH’;低耐低吸收型:‘K31’,‘Crossfire Ⅲ’,‘Essential’,‘Super Watchdog’,‘Gram villa’,‘Dynamic Ⅱ’。     

2015年山东省肉鸡饲料原料中重金属污染情况调查及风险评估

本试验旨在调查2015年山东省肉鸡饲料原料中砷、铅、镉、铬和汞元素的污染情况,评估饲料原料的污染风险。试验收集烟台市莱阳、威海市文登、青岛市莱西、潍坊市诸城、日照市莒县、临沂市沂水、德州市夏津等地不同饲料生产厂家使用的8种饲料原料,包括玉米、豆粕、麸皮、花生粕、棉籽粕、玉米蛋白粉、干酒糟及其可溶物( DDGS)和微量元素预混料,应用电感耦合等离子体原子发射光谱法( ICP-AES)检测镉、铅和铬元素的含量,应用原子荧光光谱法( AFS)检测砷和汞元素的含量,计算检出率、平均含量、超标率、最高含量与平均含量比值( HC/AC)和离散系数。结果表明：饲料原料中砷、铅、镉、铬和汞元素的检出率分别为32.29%、7.29%、12.50%、100.00%和100.00%;阳性样品中平均含量分别为0.21、1.27、2.12、3.48和0.02 mg/kg,超标率分别为0.00、1.04%、1.19%、54.76%和9.52%;微量元素预混料中砷、铅和镉元素,棉籽粕中铬元素及花生粕中汞元素的HC/AC最大,微量元素预混料中镉元素、花生粕中汞元素、豆粕中砷元素及棉籽粕中铅和铬元素离散系数最大。综上所述,肉鸡饲料原料中铬和汞元素污染严重;微量元素预混料中砷、镉、铬和铅元素、棉籽粕中铬和铅元素、花生粕和豆粕中汞元素易出现严重污染,因此建议制定预混料和饼粕类饲料中多种重金属元素的限量标准。     

吉林省土壤、饲料、猪体内镉、铬、汞、铅、砷含量及相关性分析

采用原子吸收法测定了吉林省东部山区(东区)、中部平原农业区(中区)、西部工业石油开采区(西区)猪体内、饲料及土壤中Cr、Pb、As、Hg、Cd 5种元素含量,探讨了三者的相关性.结果表明,(1)土壤中5种元素含量,西区>中区>东区;(2)饲料含量,Cr、Pb、As西区>中区和东区,其中Pb中区>东区;Cd、Hg相近;(3)猪体含量,Cr、Pb、As西区>中区>东区;Cd西区>东区>中区;Hg东区>西区>中区;(4)5种元素对3个区土壤、饲料、猪体组织均有不同程度污染,以西区最重.饲料吸收富集土壤中5种元素的作用显著,土壤与饲料间元素含量(除Cd外)均呈正相关(r>0.70);(5)猪体内元素含量随饲料含量增加而增加.有相当一部分肝、肾元素含量超出食品卫生标准.     

Cd在中华稻蝗体内的分布

中华稻蝗属于非迁飞性蝗虫,尤其喜食水稻.当水稻生长环境Cd污染严重时,Cd将富集于蝗虫体内.中华稻蝗不同体段对Cd的富集程度不同,在雌性头、胸、腹、后足的富集浓度分别为0.323,O.343,0.486及0.306 mg·kg-1,各体段富集Cd能力大小的顺序为腹＞胸＞头＞后足;在雄性头、胸、腹、后足的富集浓度分别为O.509,0.437,0.738,0.356mg·kg-1,分布状况为腹＞头＞胸＞后足;Duncan的多重比较显示,Cd在中华稻蝗腹部的富集量与在头、胸、后足的富集量差异显著,而头、胸、后足间的富集量差异不显著;Cd在不同性别中华稻蝗腹部的富集量差异显著,但在头、胸、后足中的富集量差异不显著.由于中华稻蝗对Cd有富集作用,因此,可利用中华稻蝗作为Cd的环境污染指示生物,对稻田及周围环境重金属污染进行监测,快速、准确地反映环境中重金属Cd污染状况.     

土壤Cd、Zn活度模型及其控制相研究

采用盆栽试验，探讨了植物吸收Cd、Zn总量与土壤Cd、Zn活度及植物吸收系数的关系。结果表明：在一定的浓度范围内，植物吸收Cd、Zn的总量与土壤Cd、Zn的活度及植物吸收系数的关系可由式Ycp=u[M^2 ]θ表达。实践中，可依据土壤Cd、Zn活度模型及植物对重金属元素的吸收特性，采取相应措施调控重金属在土壤-植物体系中的迁移。     

小麦秸秆和小麦秸秆生物质炭对低质量浓度Cd~(2+)的吸附特性研究

针对再生水灌溉镉污染问题,研发新型低成本高效重金属吸附材料。以农业废弃小麦秸秆和小麦秸秆生物质炭为研究对象,研究了麦秆和小麦秸秆生物质炭对低质量浓度Cd~(2+)的吸附性能及影响因素。结果表明,麦秆和小麦秸秆生物质炭对Cd~(2+)的吸附特性符合Langmuir方程,且吸附作用主要发生在吸附开始的10 min,试验条件下,生物质炭对Cd~(2+)去除率达90%以上,麦秆对Cd~(2+)去除率为70%左右;pH值对麦秆吸附Cd~(2+)影响显著,对生物质炭吸附Cd~(2+)影响极显著,pH值为3~6时生物质炭对Cd~(2+)的吸附效果较好。温度显著影响麦秆对Cd~(2+)的吸附,温度对生物质炭吸附Cd~(2+)无显著影响,当吸附材料投加量大于0.5 g/L即固液比大于0.45 g/mg时,增大二者投加量对其吸附Cd~(2+)没有显著影响。     

单一及复合绿色螯合剂对苋菜镉、砷的富集影响研究

[目的]通过小区试验探究绿色螯合剂的复合施用在植物修复过程中的作用效果,以期为实际田间植物修复Cd、As污染土壤提供依据。[方法]在镉(Cd)、砷(As)污染菜地土壤中施加单一绿色螯合剂：3种小分子有机酸草酸(Oxalic acid, OA)、酒石酸(Tartaric acid, TA)、苹果酸(Malic acid, MA),2种氨基酸基螯合剂亚氨基二琥珀酸(Iminodisuccinic acid sodium salt, IDS)、聚天冬氨酸(Polyaspartic acid,PASP),并将小分子有机酸分别于与氨基酸基螯合剂进行复配,探究不同处理对田间苋菜(Amaranthus mangostanus L.)生长、重金属富集的影响。[结果]结果表明：PASP-MA、PASP-TA处理组产量显著高于对照组,其中PASP-MA处理组苋菜产量最高,为4.53 kg/m_²;苋菜不同组织的重金属累积差异显著,地下部分Cd、As积累量均高于地上部分(P＜0.05),但富集系数均低于1,未达到超富集植物特征;从苋菜对Cd、As的富集系数来看,仅有IDS-MA处理组对两种重金属的植物修复同时起到强化作用;7个复配处理组均能提高苋菜Cd转运系数,最高达到0.90,超出对照组51.3%;复配处理中IDS-OA、IDS-PASP处理组的苋菜As转运系数显著高于对照组,分别比对照组高出1.88、0.11倍。[结论]苋菜生物量大,生长周期短,添加IDS-MA可以同时提高苋菜对Cd、As两种重金属的富集量,可为广东Cd、As污染菜地植物修复提供理论依据。