基于籽粒Cd消减率与边际效率评价Cd污染稻田的修复效果

高效、低成本钝化材料的研发及盆栽与田间试验结果的一致性仍然是目前重金属污染土壤原位钝化修复的技术难点。该文以镉(Cd)污染的湖南红壤与浙江水稻土为对象,以2种不同Cd敏感性水稻(Cd低吸收品种JH212、Cd高富集品种XS09)为试材,通过盆栽与田间对比试验,基于水稻籽粒Cd消减率、修复边际效率及土壤中Cd有效态含量的变化等对不同钝化剂的修复效果进行了测定。结果表明:不同钝化剂对2种不同Cd敏感性水稻籽粒Cd的吸收、转运均有显著(P0.05)降低作用。盆栽试验条件下,与对照相比,不同钝化剂处理后湖南红壤中水稻籽粒Cd浓度最大降低65.3%,浙江水稻土中籽粒Cd浓度最大降低61.4%;在田间试验条件下,不同钝化剂处理的红壤中水稻籽粒Cd浓度最大降低61.8%,水稻土中籽粒Cd浓度最大降低60.1%。就2种不同的Cd敏感性水稻品种而言,不同钝化剂对Cd高富集品种XS09的钝化效果要优于Cd低吸收品种JH212。总体而言,不同钝化剂对2种不同Cd敏感性水稻籽粒Cd消减率为41.6%~65.3%,对XS09的籽粒Cd消减率略高于JH212,在酸性红壤的钝化效果高于水稻土;不同钝化剂对水稻籽粒Cd消减效果依次为黏土矿物钝化剂AT腐殖质钝化剂WG≈岩基钝化剂FS。不同钝化剂对Cd污染红壤与水稻土的修复边际效率为9.10%~15.4%,最高为AT处理,其次为WG与FS处理;综合籽粒Cd消减率与修复边际效率2个指标进行考虑,不同钝化剂对Cd污染土壤的修复效果顺序为ATWGFS。     

基于典型污灌区土壤筛选耐盐、Cd低吸收小麦品种

为了在污灌区重金属污染农田筛选同时具有耐盐与重金属低吸收特点的作物品种,采集了污灌区Cd污染农田土壤,添加0.4%Na Cl平衡14 d后,利用盆栽实验测定不同小麦的耐盐指数与Cd富集系数,结合物种敏感性分布(SSD)模型对耐盐、Cd低吸收小麦品种进行筛选。研究结果表明:盐分胁迫对10种小麦的生长抑制程度具有明显差异,其中,中麦415与中优206受抑制程度最为明显,耐盐指数分别为0.542和0.591,而中优9507与中麦996植株生长正常;不同小麦耐盐指数大小依次为中优9507≈中麦996轮选1690轮选987中麦1062中麦175中麦14中麦816中优206中麦415。不同小麦茎叶与根对Cd的富集系数间存在较大差异;不同小麦茎叶对Cd富集系数为0.338(中麦996)~0.970(中优206),小麦根对Cd富集系数范围为3.01(中麦1062)~5.71(中麦14)。基于茎叶Cd富集系数(1/BCF)的SSD顺序为中麦996轮选1690中麦415中麦1062中麦175中优9507中麦816中麦14轮选987中优206。基于Cd富集系数(1/BCF)与耐盐指数的物种敏感性分布频次,筛选出了同时具有耐盐分胁迫与Cd低吸收特点的小麦品种分别为中麦996与轮选1690。研究结果可为盐分胁迫条件下Cd污染土壤的安全利用提供参考依据。