生物炭对水稻-再生稻体系吸收土壤中Cd和Pb的影响

以矿区周边Cd—Pb复合污染的农田土壤为供试材料,设置0,2.5%和5%(w/w)3个生物炭添加处理,通过盆栽试验探讨生物炭对再生稻吸收土壤中Cd和Pb的影响。结果表明,生物炭施加提高土壤pH和有机质含量,使Cd和Pb从移动性较强的弱酸提取态转化为较稳定的可还原态,且土壤CaCl2提取的有效态Cd和Pb含量分别降低33.23%~53.23%和66.52%~91.45%。同时,生物炭抑制Cd在头季和再生季水稻叶到糙米中的迁移,降低Pb从茎到叶和糙米的迁移,从而减少Cd和Pb在糙米中的累积;在5%生物炭处理下,再生季糙米Cd含量为0.15mg/kg,低于食品安全国家标准限量值(0.2mg/kg);Pb含量比对照处理降低68.18%。此外,再生季糙米中Cd和Pb含量低于头季稻糙米中相应的含量。因此,生物炭可以抑制Cd和Pb在再生稻体内的累积,降低糙米的重金属污染风险。     

铬胁迫对烟草叶片叶绿素荧光特性和活性氧代谢系统的影响

以福建省主栽烟草品种翠碧1号、K326和云烟87为材料,采用土培方法研究了铬(Cr)胁迫对烟草叶绿素荧光特性和活性氧代谢系统的影响。结果表明,以吸收光能为基础的总性能指数PIABS呈显著下降趋势,Cr胁迫首先影响了PSⅡ对光能的吸收和电子传递,降低PSⅡ反应中心活性,引起了发生在从PSⅡ供体侧(即OEC)到PSI末端电子受体还原整个光合电子传递链的光抑制伤害;铬添加量为30、60、90 mg/kg时,3种烟草叶绿素荧光诱导动力学曲线(O-J-I-P曲线)初始值与对照相比差异不大,未出现明显的K点;当铬添加量为90 mg/kg时,J-I-P段荧光值显著下降;低Cr添加量对烟草叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性有促进作用,高添加量则表现为抑制作用;烟草叶片过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量随Cr添加量的增加呈明显上升趋势,表明高浓度Cr胁迫对烟草叶片膜脂系统造成了氧化损伤,并超出了细胞内部的活性氧清除能力。铬对3个烟草品种的影响无显著差异。     

铅对3种烟草的毒害效应及其临界浓度

通过盆栽试验,研究铅对福建省3个主栽烟草品种（翠碧1号、K326、云烟87）的毒害效应及其临界值。结果表明,在铅毒害时,烟草表现为植株变矮、叶面积减小、根长变短。不同生长时期烟草对铅毒害的敏感性不同,生长中期较敏感。不同部位对铅毒害的敏感性不同,茎比其他部位敏感;下部叶比中上部叶敏感。翠碧1号、K326、云烟87不同部位的 EC10值（生物量降低10％时土壤中有效铅的浓度）依次为：下部叶＜根部＜茎＜中部叶＜上部叶;根部＜上部叶＜茎＜下部叶＜中部叶;上部叶＜下部叶＜茎＜根＜中部叶。3种烟草品种中翠碧1号对铅毒害最敏感,且中部叶为烟草食用的重要部位。因此,采用翠碧1号中部叶的 EC10值代表土壤铅对3种烟草毒害临界值,为66．88mg·kg－1,此值可以作为福建省植烟土壤铅的毒害临界值制定的依据。     

镉和铅在茶园土壤—茶树系统中分布及迁移特征

以福建泉州大坪乡、三明坂面乡和福州福建农林大学茶园为研究对象,使用ICP-MS测定茶园土壤及对应茶树的根、老枝、嫩枝、老叶和嫩叶样品中镉(Cd)和铅(Pb)含量,并对Cd和Pb在茶园土壤—茶树系统中的分布情况以及迁移富集特征进行分析.结果表明:大坪乡、坂面乡和农林大学茶园土壤的Cd和Pb的平均含量分别介于0.022～0.076 mg·kg~(-1)和20.73～65.73 mg·kg~(-1),均未超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)限定值.3个茶园茶叶中Cd和Pb含量分别介于0.003～0.054 mg·kg~(-1)和0.01～4.28 mg·kg~(-1),均低于国家标准限值,表明研究区茶园无Cd和Pb污染.整体而言,Cd和Pb不易向茶树地上部迁移,各茶园Cd和Pb在茶树中的转移系数表现为从上而下递减的趋势,嫩叶的转移系数最小,分别为0.01～0.05和0.01～0.06.此外,各茶园茶树对Cd和Pb的富集能力基本表现为叶枝根,嫩叶富集能力最弱,分别为0.098～1.006和0.009～0.048,且各茶园茶树对Cd的富集能力明显大于Pb.本研究结果可为茶园选址及茶园重金属污染防治提供理论依据.     

镉胁迫对不同品种烟草生理及生长状况的影响

【目的】研究镉(Cd)胁迫下不同烟草品种的生理响应,为烟草Cd污染控制提供理论依据。【方法】以福建省3个主栽烟草品种翠碧1号、K326和云烟87为材料,研究不同水平Cd胁迫对烟草叶绿素含量、活性氧代谢、叶绿素荧光参数及烟草株高、生物量的影响。【结果】Cd对翠碧1号光合色素含量有促进作用,而对K326和云烟87光合色素含量有抑制作用;随Cd处理水平上升,SOD、POD活性在3个烟草品种中总体表现为先升后降,MDA含量均比对照增加,但无显著差异。烟草叶片光合反应中心的活性显著下降,Cd胁迫对K326光合活性的抑制作用最明显。低水平Cd处理促进翠碧1号和云烟87的生长,高水平Cd处理则抑制其生长;K326在不同水平Cd处理下均被抑制,在3个烟草品种中对Cd最敏感。【结论】K326和云烟87对镉胁迫较为敏感,翠碧1号对Cd胁迫的适应性较强,属较耐Cd型。     

铬对3种烟草的毒害效应及毒害临界值的研究

通过土壤盆栽实验,研究3个烟草品种在添加了0、30、60、90 mg/kg Cr⁶⁺的土壤中的生长性状及生理差异。结果表明：在Cr添加浓度范围内,随时间变化,三种烟草相对于对照烟草株高变化呈现先递减后递增的趋势。烟草移栽后54～74 d期间,对Cr毒害较敏感。低浓度Cr对烟草叶片超氧化物歧化酶(SOD) 活性有促进作用,高浓度则表现抑制;过氧化物酶(POD)、丙二醛(MDA)活性随Cr添加量的增加呈明显的上升趋势。烟草下部叶生物量对Cr毒害最敏感。3种烟草不同部位的Cr毒害效应浓度(     

硅酸钠对重金属污染土壤性质和水稻吸收Cd Pb Zn的影响

通过盆栽试验研究了Cd-Pb-Zn复合污染土壤(pH6.02,DTPA-Cd、DTPA-Pb和DTPA-Zn含量分别为3.70、650.6、147.9mg·kg-1)中施用硅酸钠对水稻吸收Cd、Pb和Zn的影响。结果表明,硅酸钠明显提高了分蘖期和成熟期土壤pH值,土壤DTPA-Pb分别降低40.34%~43.26%(分蘖期)、10.99%~18.14%(成熟期),土壤DTPA-Zn分别降低43.91%~58.92%(分蘖期)、4.16%~28.41%(成熟期),分蘖期土壤DTPA-Cd也显著降低,但成熟期土壤有效Cd反高于对照。硅酸钠使糙米Pb、Zn含量分别降低了20%~83%和6%~13%,但使糙米Cd含量增加了16%~145%。转移系数的测定表明,施用硅酸钠使分蘖期从根到茎、成熟期从茎到糙米、叶到糙米Pb的转移系数最多分别降低67%、70%和80%;使分蘖期从根到茎,成熟期从根到茎、叶到糙米Zn的转移系数最多分别降低60%、54.90%和59.38%;但使分蘖期从茎到叶、成熟期从茎到糙米、叶到糙米Cd的转移系数最多分别增加54.14%、64.29%和90.24%。以上结果表明,硅酸钠降低了土壤Pb、Zn的有效性和Pb从根到茎(分蘖期)、从茎和叶到糙米(成熟期)的转移及Zn从根到茎(分蘖期)、从根到茎成熟期和从叶到糙米(成熟期)的转移,但提高了成熟期土壤Cd的有效性,促进了Cd从茎到叶(分蘖期)、从茎和叶到糙米(成熟期)的转移。     

铬对3种烟草的毒害效应及毒害临界值的研究

通过土壤盆栽实验．研究3个烟草品种在添加了0、30、60、90mg／kgCr^6＋的土壤中的生长性状及生理差异。结果表明：在Cr添加浓度范围内,随时间变化,三种烟草相对于对照烟草株高变化呈现先递减后递增的趋势。烟草移栽后54～74d期间．对Cr毒害较敏感。低浓度Cr对烟草叶片超氧化物歧化酶（SOD）活性有促进作用,高浓度则表现抑制;过氧化物酶（POD）、丙二醛（MDA）活性随Cr添加量的增加呈明显的上升趋势。烟草下部叶生物量对Cr毒害最敏感。3种烟草不同部位的Cr毒害效应浓度（EC20）呈上部叶〉中部叶〉茎〉下部叶的趋势。3种烟草中部叶的EC20分别为10．59（翠碧1号）、9．54（K326）和7．84mg／kg（云烟87）。云烟87中部叶的EC20值可以作为福建烟区土壤Cr毒害临界值制定的依据。     

3种新型改性玉米秸秆生物炭对Cd2+吸附特性的比较

为比较3种新型改性生物炭对溶液中镉（Cd）的吸附行为,以玉米秸秆生物炭为原料,制备巯基改性生物炭（S-BC）、铁改性生物炭（Fe-BC）和氮掺杂生物炭（N-BC）,分析改性前后生物炭的元素组成、比表面积、表面官能团等性质的变化,通过系统的吸附试验,比较3种改性生物炭对Cd的吸附性能和作用机理。结果表明：与未改性生物炭（BC）相比,N-BC和Fe-BC比表面积分别增加了6.3和9.0倍,总孔体积分别增加了2.68和4.08倍。S-BC因改性后表面光滑,使得生物炭比表面积减小,但其表面官能团变化明显,S-BC在2 977 cm^-1处出现新的吸收峰对应脂肪族（C-H）的伸缩振动,而且在1 089 cm^-1、1 044 cm^-1位置出现双特征吸收峰。3种生物炭对Cd²⁺的吸附主要为化学吸附过程为主,且Langmuir吸附等温线模型所拟合的热力学吸附优于Freundlich吸附等温模型,推测N-BC、Fe-BC、S-BC 3种生物炭对Cd²⁺的吸附过程为单分子层物理吸附。通过Langmuir模型计算可以得到几种生物炭对Cd²⁺最大吸附量表现为Fe-BC (69.11 mg·g^-1) > N-BC (61.92 mg·g^-1) > S-BC (53.85 mg·g^-1) > BC (40.34 mg·g^-1)。     

羟基磷灰石对铅、镉在土壤-水稻体系中吸收和转移的影响

为研究羟基磷灰石(HAP)对Pb、Cd在土壤-水稻系统中转移的影响,在Cd-Pb-Zn复合污染的土壤中施用不同用量(0、2、4、8、16、32 g·kg~(-1))的羟基磷灰石,进行了水稻的盆栽试验。结果表明,施用HAP显著提高了土壤pH,使水稻分蘖期和成熟期土壤中有效Pb含量分别降低13.47%~44.38%和8.72%~40.10%,使有效Cd含量分别降低9.75%~42.20%和8.50%~45.79%;施用HAP使宜优673糙米Pb含量降低了17.55%~88.74%,但使糙米Cd含量增加了45.63%~148.2%;施用HAP使分蘖期从茎到叶、成熟期从茎到糙米、成熟期从叶到糙米Pb的转移系数分别降低26.35%~71.62%、28.42%~74.74%和25.49%~82.35%,但使成熟期Cd从叶到糙米的转移系数增加了48.78%~182.93%。另外,施用HAP后土壤有效Zn含量也有所降低。以上结果说明,HAP通过降低土壤中Pb的有效性和抑制分蘖期Pb从茎到叶及成熟期从茎和叶到糙米的转移能力来降低籽粒中Pb的富集;HAP虽可以显著降低土壤中Cd的有效性,但成熟期Cd从叶到糙米转移能力的增强以及Cd、Zn之间可能的交互作用导致了籽粒中Cd的增加。因此,评价土壤重金属钝化剂的效果时不仅要考虑其对土壤重金属的钝化效果,也要考虑其对重金属在植物体内转移和分配的影响。