有机酸对As(Ⅴ)在土壤中老化的影响

为了明确不同类型有机酸对土壤中砷释放及迁移转化等行为的影响,应用模拟试验方法,研究了添加乙酸、草酸、柠檬酸和腐植酸对砷在第四纪红壤中老化的影响。研究结果表明,在温度为25℃、湿度为最大田间持水量70%条件下,有机酸类型对砷在第四纪红壤中老化过程的影响不显著,但有机酸添加量对培养期间土壤有效态和结合态砷的含量具有显著影响。当乙酸的添加量为50、100 mg·kg~(-1)时,对As(Ⅴ)在土壤中的老化均有抑制作用;添加量达到200 mg·kg~(-1)时,对As(Ⅴ)的老化具有促进作用。而草酸和柠檬酸的添加量为50 mg·kg~(-1)时,对As(Ⅴ)的老化具有促进作用;添加量为100、200 mg·kg~(-1)时均抑制As(Ⅴ)的老化。腐植酸对外源砷在土壤中的老化具有抑制作用,且其对砷老化的影响远大于其他类型有机酸。当添加量在50~200 mg·kg~(-1)时,乙酸和草酸对土壤中专性吸附态砷含量有显著影响;添加量为50、100 mg·kg~(-1)时,柠檬酸和腐植酸对弱结晶水合铁铝氧化物结合态砷均有显著影响;添加量为200 mg·kg~(-1)时,乙酸、柠檬酸和腐植酸对结晶水合铁铝氧化物态砷影响显著。综上,在本试验条件下,As(Ⅴ)在第四纪红壤上老化不受有机酸类型的影响,而受有机酸添加量的影响。     

砷污染土壤不同比例客土对大豆生长和吸收砷的影响

为探究砷污染土壤的客土修复效果,利用在农业部岳阳实验站的微区试验,研究不同客土比例与方式对砷污染土壤的修复效果及其对大豆生长、吸收砷等的影响。结果表明:污染土壤与客土不同比例混合后能使土壤的砷含量不同程度降低,且其含量降幅与客土比例正相关,相应地,大豆对砷的吸收和累积量随客土比例的增加而减少。与对照(即污染土壤)相比较,污染土壤和清洁土壤比例为60∶40时,大豆地上部总生物量(含茎、叶、荚和籽粒)达到最大值,且根、茎、叶、荚和籽粒的砷含量分别比对照降低30.1%、45.3%、39.8%、66.9%和82.8%;其他不同客土比例处理下,大豆各部位的砷含量均与客土比例存在显著的正相关关系。研究表明,合适比例的客土可以降低土壤和大豆砷含量,并促进大豆生长。     

京津冀地区设施土壤中不同蔬菜对镉的累积特征

为通过种植替代方式保障京津冀地区农产品安全和居民健康,开展该地区设施蔬菜对土壤镉累积特征研究,从而获得镉低累积蔬菜品种。基于京津冀地区种植的典型蔬菜类型和品种,采用野外调查和田间小区试验相结合的方式开展研究。结果表明:叶类蔬菜相对瓜果类具有更高的镉累积风险,瓜果类蔬菜是京津冀地区镉污染设施土壤上推荐种植的蔬菜类型;当土壤镉含量为0.76 mg·kg~(-1)时,不同种类叶菜地上部镉含量大小排序依次为芝麻菜油麦菜菠菜=芥菜苋菜生菜菜心苦苣小白菜咖啡菜茼蒿,其中芝麻菜地上部镉含量最高,为0.13 mg·kg~(-1)鲜质量,茼蒿最低为0.005 mg·kg~(-1)鲜质量;进一步对64种叶菜品种累积镉特征研究发现,茼蒿、汉堡速生咖啡菜、翠英256和特选板叶茼蒿等对镉的累积量较低,其地上部镉含量0.01 mg·kg~(-1)鲜质量,远低于《食品安全国家标准》(GB 2762—2017)规定的0.2 mg·kg~(-1)鲜质量,适合在镉污染设施土壤上开展替代种植;物种敏感性分布曲线(SSD)评价该64种叶菜品种对土壤镉毒性的敏感程度发现,咖啡麦当菜、蔬菠2号、芝麻菜和佳园芥蓝对土壤镉的毒性最为敏感,而茼蒿属于不敏感品种。研究表明,不同种类以及相同种类不同品种蔬菜间镉累积能力差异明显,筛选镉低累积蔬菜品种,在镉污染土壤上开展替代种植具有科学意义。     

土壤接种棘孢木霉菌降低小油菜砷胁迫及其可能机理

农田土壤中砷的过量累积会影响作物生长,砷可通过食物链影响人体健康。缓解土壤砷对作物生长的胁迫和累积是亟待解决的科学问题之一。本文以具有高耐砷和砷形态转化能力的棘孢木霉菌为研究材料,通过盆栽试验研究了棘孢木霉菌对外源砷胁迫下小油菜生长的影响及其可能机理。结果表明： 120 mg· kg^-1外源砷污染土壤上小油菜生长受到显著抑制,接种棘孢木霉菌可显著促进小油菜生长;接种棘孢木霉菌降低了小油菜对砷的吸收及富集系数,与未接菌污染土相比,小油菜地上部和地下部砷含量分别降低了12.4%和20.2%,砷富集系数降低了7.8%。接种棘孢木霉菌使土壤有效态砷含量降低了15.7%,土壤和小油菜地上部均检测到一甲基砷和二甲基砷,表明接种棘孢木霉菌促进了土壤中砷的甲基化,降低了土壤中砷有效性和小油菜体内砷的毒性。此外,外源砷胁迫下小油菜超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性,以及谷胱甘肽、抗坏血酸及丙二醛含量显著升高,而接种棘孢木霉菌可降低小油菜部分抗氧化胁迫相关酶活性,表明接种棘孢木霉菌有效缓解了砷对小油菜生长的胁迫。研究结果可为今后砷高风险农田的安全利用与风险调控提供材料与技术参考。     

农田土壤中砷的来源及调控研究与展望

砷是一种对环境乃至人体健康危害非常严重且近年来备受关注的有毒类金属元素。通过总结近年国内外相关研究结果,认为我国农田中存在较明显的砷累积趋势,并对农田中砷的自然和人为来源进行了分析。同时,从农田中砷的移除和降低砷有效性的角度,就目前采用的物理、化学、生物和农艺等相关调控措施进行了系统介绍,并对今后的相关研究方向及热点进行了展望。     

西瓜专化型尖孢镰刀菌的分离鉴定及水稻根系分泌物对其生长的影响

利用尖孢镰刀菌选择性培养基从西瓜枯萎病发病部位分离出病原菌,通过Booth＇s镰刀菌分类鉴定标准和专化型试验,确定该菌株为西瓜专化型尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum f．sp．niveum）。以该菌株为材料,研究水稻根系分泌物对其生长的影响。结果表明,2个水稻品种ELIO和4007的根系分泌物均能显著抑制其孢子萌发和孢子产生。当根系分泌物的加入量为1．5mL时,ELIO和4007对孢子萌发的抑制率分别为37．8％和41．0％;当加入20mL水稻根系分泌物时,ELIO和4007对孢子产生的抑制率达到96．3％和76．4％。水稻根系分泌物对西瓜尖孢镰刀菌孢子产生过程的抑制作用主要发生在孢子萌发阶段和孢子在尖孢镰刀菌瓶状小梗上的生成阶段,而对菌丝营养生长没有影响。西瓜与旱作水稻间作的盆栽试验表明,间作系统中西瓜苗的鲜重和株高分别提高了186．0％和80．5％。单作西瓜枯萎病发病率为66．7％,死亡率为44．4％,而间作处理中西瓜均生长正常。间作条件下,西瓜根际土壤中的尖孢镰刀菌数量显著降低,与单作根际土壤相比减少了91％。表明：水稻根系分泌物能显著抑制西瓜专化型尖孢镰刀菌生长,采用旱作水稻与西瓜间作能有效缓解西瓜枯萎病的发生。     

稻田土壤可溶性有机碳荧光组分对砷甲基化的影响

以浙江省绍兴市上虞地区砷污染水稻土为对象，采用厌氧培养试验研究了秸秆和猪粪两种不同有机物料施用后土壤溶液中甲基砷及有机碳荧光组分含量变化，初步探索了两者可能存在的关联。结果表明：秸秆与猪粪处理及其不同添加量水平显著影响土壤溶液中甲基砷浓度，厌氧培养5 d后，秸秆处理3种添加量（分别以0.5%、1.0%和1.5%的总有机碳添加量计）水平下的甲基砷浓度分别增加了40.3%、24.2%和24.0%，猪粪处理3种添加量（分别以0.5%、1.0%和1.5%的总有机碳添加量计）水平下的甲基砷增加量低于秸秆处理，增幅分别为15.5%、6.9%和3.8%；厌氧培养前后土壤溶液中总有机碳消耗量与甲基砷增加量呈显著正相关（P<0.05）；秸秆与猪粪处理后土壤溶液中有机碳荧光组分和性质存在明显差异，秸秆源有机碳的腐殖化程度低，生物可利用性相对更高，且含有更多的可溶性微生物副产物（SMP）、芳香蛋白类Ⅰ （APⅠ）和芳香蛋白类Ⅱ （APⅡ）；厌氧培养5 d后，荧光指数、芳香蛋白类、富里酸类物质（FA）和腐植酸类物质（HA）与甲基砷浓度均呈显著正相关（P<0.05），而腐殖化指数与甲基砷浓度负相关，但相关性不显著（P>0.05）。综合来看，不同类型有机物料降解后有机碳荧光组分存在明显差异，其中APⅡ、FA和HA浓度可能是影响砷甲基化的重要因素，相关结果有利于明确稻田砷甲基化过程的关键碳分子形态以及服务于今后水稻直穗病预警防控。