不同冻融处理土壤对镉的吸附能力及其影响因子分析

为了探讨冻融对土壤镉吸附能力的影响及其机理,通过人工控温、室内分析的实验方法,采用相关分析和通径分析等统计方法,研究了不同水分条件下,冻融处理土壤镉的吸附能力及其与土壤理化性质之间的关系。结果表明,Ｈｅｎｒｙ模型（Ｙ＝ａ＋ｋｄＣ）可以很好地拟合土壤镉的静态吸附过程。在不同含水量处理下,土壤镉的吸附能力均表现为随着冻融次数的增加先增加后降低,土壤镉的吸附能力随着土壤含水量的增加在不同冻融处理时呈现不同的趋势。冻融土壤镉的吸附能力与土壤ｐＨ、阳离子交换量（ＣＥＣ）、永久电荷（ＣＥＣｐ）、可溶性有机质（ＤＯＭ）显著或极显著相关。土壤ｐＨ、ＣＥＣｐ、ＤＯＭ对土壤镉吸附能力的影响是通过直接作用产生的,而ＣＥＣ对土壤镉吸附能力的影响则是通过间接作用产生的。冻融对土壤ｐＨ、ＣＥＣｐ、ＤＯＭ的影响是导致不同冻融处理土壤镉吸附能力差异的主要原因。     

水稻镉高积累品种对镉的富集特性

【目的】研究了水稻Cd高积累品种对Cd的富集特性,并探讨其对Cd污染土壤的修复潜力,为Cd污染农田修复提供理论依据。【方法】以前期筛选出的Cd高积累品种泸17-T2171（Lu17-T2171）和武金4B（Wujin4B）为试验材料,普通品种泸恢17（Luhui17）为对照,采用土培试验,分析其在不同Cd处理条件下分蘖期和扬花期的Cd含量、积累量等变化特征,并探讨其对不同Cd污染程度土壤的净化能力差异。【结果】（1）随着Cd处理浓度的升高,Cd高积累品种的生物量逐渐增加,与对照相比（Cd0）,Lu17-T2171生物量在分蘖期和扬花期Cd50条件下分别增加了33.96%和19.51%,Wujin4B分别增加了54.71%和15.22%。（2）高积累品种在分蘖期对Cd的吸收能力较强,特别是在Cd50条件下,Lu17-T2171地上部和根部Cd含量分别达到87.24和400.59 mg•kg-1,分别为Luhui17的2.38和2.86倍;Wujin4B地上部和根部Cd含量分别达到102.26和384.77 mg•kg-1,分别为Luhui17的2.79和2.86倍。两类水稻品种对Cd的富集系数均随着Cd处理浓度的增加而下降,且高积累品种富集系数明显大于普通品种。（3）高积累品种在扬花期对Cd的积累能力较强,在Cd50条件下,Lu17-T2171地上部和根部Cd积累量分别达到1 847.20和892.06 μg/pot,分别为Luhui17的2.91和2.74倍;Wujin4B地上部和根部Cd积累量分别达到1 895.37和783.42 μg/pot,分别为Luhui17的2.98和2.41倍,且高积累品种扬花期迁移率明显大于普通品种。（4）高积累品种的全株和地上部净化率明显高于普通品种。在Cd50条件下,Lu17-T2171扬花期整株和地上部净化率分别达到5.07%和3.42%,分别为Luhui17的2.86和2.90倍,Wujin4B整株和地上部净化率分别达到4.96%和3.51%,分别为Luhui17的2.79和2.98倍。【结论】在高Cd处理条件下,水稻Cd高积累品种对Cd有较强的吸收和富集能力,可作为农田Cd污染潜在的修复材料。     

镉对蓖麻种子萌发的影响

以2种蓖麻KM1和KM2为材料,在镉浓度为0.0、0.1、0.3、0.5、1.0和2.0 mmol/L的溶液处理下研究了镉胁迫下蓖麻种子萌发的影响.结果表明,KM1在镉离子浓度为0.1 mmol/L时出芽率就降到10％,与对照(0.0 mmol/L)90％出芽率存在极显著差异.而KM2则表现出较强的耐性,在镉离子浓度为2.0 mmol/L时仍有30％以上的出芽率.通过对KM2幼苗的根、茎长度及侧根的数量进行测量,结果表明镉对蓖麻主根长、侧根数、茎长表现低浓度时促进,高浓度时抑制,且随着镉离子浓度的增加,抑制作用增强.     

pH值和Fe、Cd处理对水稻根际及根表Fe、Cd吸附行为的影响

通过营养液-蛭石联合培养试验,设置系列pH值(4.5-7.5)和Fe、Cd处理,研究不同pH值及Fe、Cd浓度对水稻和蛭石表面Fe、Cd吸附的影响。结果表明,不同pH值处理下的根际氧化还原电位和酸度不同,0.9 mg/L Cd处理下的根际氧化势低于0.5 mg/L Cd,50 mg/L Fe处理下的根际酸度高于30 mg/L Fe处理。根表吸附Fe、Cd组分和数量都受根际Eh、pH值制约,根表Fe、Cd吸附量在处理pH值 6.0时最低,并分别在处理pH值 7.5和处理pH值 4.5达到最高。但根系表面对Fe、Cd的吸附机制与蛭石表面不同,蛭石吸附Fe主要为晶态Fe,占到总沉积Fe的73%-87%;水稻根表沉积Fe以非晶态Fe为主,占总沉积Fe的91%-95%;与处理pH值和根际Eh间有显著的相关性(蛭石晶态Fe:p_pH=0.011、p_Eh =0.042;水稻根表非晶态Fe:p_pH=0.050、p_Eh=0.004)。蛭石表面交换态Fe及交换态Cd与处理pH值和Eh间存在显著的相关性(pH值:p_Fe<0.001、p_Cd=0.009;Eh:p_Fe=0.016、p_Cd=0.002),而根表交换态Fe及交换态Cd仅与处理pH值间有显著的相关性(p_Fe=0.007, p_Cd=0.048)。不同Fe、Cd浓度处理对根际Eh、pH值的升降和根表Fe、Cd吸附均有影响。与对照相比,增Cd处理可以降低根际Eh和升高pH值,减少溶液Cd浓度并增加根表Cd吸附量;增Fe处理则可以升高根际Eh和降低pH值,增加溶液Fe、Cd浓度并减少根表Fe、Cd吸附量。这是水稻应对Fe、Cd浓度胁迫的生理反应之一。     

白腐菌对废弃印制电路板中重金属铅的吸附

为了消除废弃印制电路板中重金属铅的危害,利用高效降解性能的白腐菌对重金属铅进行了处理.在废弃印制电路板样品中含重金属铅为25.33 mg/g的情况下,分析了白腐菌吸附Pb2+的影响因素和特性.结果表明,当Pb2+的浓度为50 mg/L,pH 5,菌体培养时间为72 h,菌体生物量为6g/L,吸附时间为6h时,白腐菌对Pb2+的吸附率可以达到68.17％;白腐菌对Pb2+的吸附是单分子层的表面吸附过程.     

褐土中镉的化学形态及其对植物的毒性研究

通过土培试验研究了褐土中不同有机质处理(即去除有机质与未去除土壤按1∶1、1∶2、1∶3混合)对外源镉的化学形态及其植物毒性的影响,以期为镉污染土壤的防治和修复提供依据。结果表明,在外源添加镉浓度相同时,不同有机质处理对土壤中镉的植物毒性影响不显著。土壤中弱酸提取态的镉含量随着镉浓度的升高而增大,残渣态的镉含量随镉浓度的升高而减小;可还原态的镉占总量的百分比随镉浓度升高变化不大,均在28%左右;可氧化态的镉占总量百分比最小,最高为2.62%。除残渣态外,土壤中其他3种形态的镉与其植物毒性显著相关(R2≥0.70)。     

重金属Cd和 Pb在甜高粱幼苗体内的积累特性研究

为了确认在苗期甜高粱对土壤重金属污染的响应和吸收特性,通过室内盆栽实验,研究了在不同程度土壤重金属污染条件下‘新高粱3号’(XT-2)和‘辽甜1号’2个甜高粱品种幼苗体内镉、铅含量的分布特征,并分析了富集系数和转运系数等指标.结果表明:甜高粱幼苗各部分的重金属积累量随着土壤中重金属含量而增加.在根部、叶部和茎部积累的重金属含量之间的差异均达到极显著水平.2个品种对重金属Cd的积累含量大小顺序为根部>茎部>叶片,对Pb的积累含量大小依次为根部>叶片>茎部;2个品种根部的富集系数均大于茎和叶,茎和叶的富集系数差异不明显.‘辽甜1号’茎部对Cd的富集系数均高于XT-2.2个品种的茎部对Cd的转运系数均高于叶片的转运系数.‘辽甜1号’和XT-2各部分在苗期的转运系数和富集系数均小于1.     

生物炭、磷及AMF对Cd胁迫下柳枝稷生长及土壤性质的影响

为探讨添加磷、生物炭和接种丛枝菌根真菌对柳枝稷镉（Cd）耐性的作用，采用盆栽法研究土壤Cd浓度为20 mg·kg^-1时，不同处理［对照（CK）、4.5%生物炭（biochar，B）、60 mg·kg^-1磷（phosphorus，P₆₀）、4.5%生物炭+60 mg·kg^-1磷（B+P₆₀）］结合丛枝菌根真菌（AMF）对柳枝稷生长状况、矿质离子（P、Se）和Cd含量、土壤pH值、速效磷和酸性磷酸酶活性及土壤不同形态Cd含量的影响。结果表明：磷添加可显著提高柳枝稷根系侵染率，P₆₀处理下根系侵染率达到了56.9%。与CK相比，B、P₆₀、B+P₆₀处理对柳枝稷植株高度、叶片SPAD值、生物量无显著影响，各处理结合AMF的植株高度、叶片SPAD值、生物量均显著升高，但接菌后各处理间差异不显著。除了P₆₀处理下地上部Se和Cd含量及B+P₆₀处理下地上部Cd含量高于CK外， B、P₆₀、B+P₆₀处理下P、Se、Cd与CK无显著差异；接种AMF后CK和B处理下地上部Se和Cd含量均高于未接菌处理，且B+AM处理地上部Cd含量显著高于其他处理；但接菌后P₆₀处理地上部Se和Cd含量均低于未接菌处理。此外，无论是否接种AMF，B和B+P₆₀处理根系Cd含量均显著高于CK和P₆₀，土壤速效磷含量高于CK，土壤酸性提取态Cd含量低于CK和P₆₀。接种AMF后CK、B和B+P₆₀处理的土壤残渣态Cd含量高于CK和对应未接菌处理，但接菌P₆₀处理的土壤残渣态Cd含量低于未接菌处理。由此可见，B或B+P₆₀处理提高了根系Cd和土壤速效磷含量，降低了土壤酸性提取态Cd含量；二者结合AMF提高了柳枝稷生物量和地上部Se和Cd含量及土壤残渣态Cd含量。因此，AMF结合生物炭或生物炭/磷添加提高了柳枝稷生物量、Cd吸收量，降低了土壤中重金属的生物活性，可以在重度Cd污染土壤中应用。     

Involvement of Plasma Membrane Ca2+/H+ Antiporter in Cd2+ Tolerance

Cation exchangers(CAXs) belong to the cation/Ca2+ exchanger superfamily which have been extensively investigated in plant tonoplasts over the last decade.Recently,the roles of CAXs involved in heavy metal accumulation and tolerance in plants have been studied for phytoremediation and food security.In this mini review,we summarize the roles of the Ca2+/H+ antiporter in Ca2+ signal transduction,maintaining ion homeostasis and sequestering heavy metals into the vacuole.Moreover,we present a possible role of the plasma membrane Ca2+/H+ antiporter in heavy metal detoxification.     

园林绿化废弃物堆肥对铅、锌污染土壤上小白菜生理特性的影响

为探讨园林绿化废弃物堆肥(GWC)对重金属污染下小白菜(Brassica chinensis L.)生理特性的影响,采用盆栽试验,研究不同GWC施用量(质量分数分别为0、1%、2%、5%)对铅(500 mg·kg^-1)、锌(1 000 mg·kg^-1)单一和复合污染下小白菜生物量、叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性和游离脯氨酸含量的影响。结果表明:随着GWC施用量的增加,铅、锌单一和复合污染下小白菜生物量、叶绿素含量、游离脯氨酸含量呈上升趋势,MDA含量有不同程度的下降。施用GWC能提高铅、锌单一和复合污染下小白菜CAT活性。施用适当量的GWC能促进小白菜生长,改善小白菜生理特性,提高小白菜抵御铅、锌胁迫的能力。