金属氧化物改性生物炭对镉污染土壤菠菜生长和镉积累的影响

对重金属具有良好吸附能力的金属氧化物改性生物炭材料是近年来热门的土壤修复材料,然而关于不同金属氧化物改性生物炭对土壤中Cd钝化的研究较少。本研究采用Cd污染农田土壤开展菠菜盆栽试验,研究了铁氧体改性生物炭、磁铁矿改性生物炭和水滑石改性生物炭对菠菜生长和Cd积累的影响。结果表明：在施用量均为5 g·kg^-1的条件下,金属氧化物改性生物炭处理可显著提高土壤pH和有机质含量。与对照相比,铁氧体改性生物炭、磁铁矿改性生物炭和水滑石改性生物炭使土壤DTPA-Cd含量分别降低了23.4%、24.8%和37.1%,生物富集系数降低了4.00%、13.3%和65.0%。此外,水滑石改性生物炭使植株干质量增加4.27倍,显著降低了Cd积累量（59.5%）。金属氧化物改性生物炭能提高土壤pH,增加土壤有机质含量,降低土壤Cd的有效性和移动性,提高土壤质量,进而促进菠菜的生长和抑制菠菜对Cd的积累。研究表明,水滑石改性生物炭在促进菠菜生长和钝化土壤Cd方面具有较大优势。     

矿物调理剂对稻田土壤镉形态和水稻镉吸收的影响

【目的】探索施用调理剂对稻田土壤镉形态和水稻镉吸收的影响,为调理剂的田间应用提供指导。【方法】选取一种碱性矿物源复合材料作为供试调理剂,采用水稻盆栽试验动态取样方法,研究调理剂对不同生育时期稻田土壤镉形态及镉在植株体内迁移的影响。【结果】矿物调理剂有效提高土壤pH,降低土壤有效态镉（DTPA-Cd）含量,促进土壤镉的可利用态持续向难利用态或残渣态转化。矿物调理剂显著降低水稻根系、茎叶、谷壳和糙米镉含量,且其用量分别与水稻根系、茎叶、谷壳、糙米镉含量呈显著负相关。水稻各部位镉含量与土壤DTPA-Cd、返青期土壤可交换态镉和孕穗期土壤可交换态镉呈极显著正相关,与返青期土壤可氧化态镉和孕穗期土壤可还原态镉呈极显著负相关。不同生育时期水稻根系和茎叶中镉含量的显著不同,对照处理（CK）不同生育时期根系镉含量的大小顺序为：成熟期≈返青期＞拔节期＞分蘖期＞孕穗期;茎叶镉含量的大小顺序为：返青期＞成熟期＞分蘖期＞拔节期＞孕穗期;成熟期时,与对照相比,矿物调理剂对水稻根系、茎叶、谷壳和糙米镉含量的最大降幅依次为92.0%、94.1%、86.3%、80.6%;当调理剂用量达到5 g·kg^-1土时,糙米镉含量低于食品安全国家标准（0.2 mg·kg^-1）。水稻各部位镉含量顺序为根系＞＞茎叶＞＞糙米＞谷壳。由不同生育时期镉从根系向茎叶的转运系数可知,矿物调理剂对水稻生育前期镉的阻控效果优于生育后期。【结论】该调理剂可促进土壤中高活性镉向低活性转化,抑制水稻各器官对镉的吸收富集。     

矿物调理剂对酸性土壤酸度降低和菠菜镉累积的影响

为改良酸性土壤、降低重金属活性和提高酸性土壤生产力,采用盆栽试验,探究硅钙钾镁肥(T1)、矿物调理剂A(T2)和矿物调理剂B(T3)降低土壤酸度的效果和对菠菜Cd累积的影响。结果表明:施用10 g/kg的矿物调理剂均能显著提高土壤pH,降低土壤交换性Al³⁺,使土壤酸度降低,矿物调理剂B的效果最优(T3)。施用矿物调理剂显著促进了菠菜的生长,T1、T2和T3处理使植株鲜重分别增加13.8、15.9和15.9倍。T2和T3处理使土壤DTPA-Cd含量分别降低41.6%和41.0%,菠菜植株Cd浓度分别降低48.9%和50.9%。此外,T2和T3处理也抑制了菠菜对Cd的累积,菠菜生物富集系数分别降低49.1%和50.9%。综上,以硅酸盐矿物、牡蛎壳粉和白云石为主要原材料制备的矿物调理剂在改良酸性土壤和降低镉的生物有效性方面具有更大的潜力。     

镉对菠菜生长影响的基因型差异研究

[目的]研究菠菜对镉的吸收累积基因型差异及镉对菠菜生长的影响,为培育食用部位低镉积累的菠菜品种提供参考。[方法]选取16个品种,采用珍珠岩和蛭石混合培养法种植在镉含量为10mg／L的环境中,研究了镉吸收和积累对菠莱生长及新陈代谢的影响。[结果]结果表明,营养液中镉含量为10mg／L时,可以显著降低菠菜根部和地上部的干重、鲜重和总生物学产量,降低菠菜中叶绿素含量。经镉处理后,菠菜地上部镉含量为129．69～290．15μg／gDW,根部中镉含量为87．26～1487．67μg／gDW。地上部及根部镉含量和镉积累量基因型间存在显著差异。[结论]镉主要累积在菠菜的根部。     

镉胁迫下钝化剂对菠菜生理特征及镉累积的影响

为了探究不同钝化剂在镉(Cd)胁迫下对蔬菜生理特征及Cd累积的影响,以菠菜为研究对象,设置不施钝化剂(CK)、单施纳米羟基磷灰石(nHAP)、单施巯基生物炭(TMB)、配施纳米羟基磷灰石+巯基生物炭(HPTB)4个处理进行盆栽试验。通过测定分析土壤pH、有效态Cd含量及菠菜抗氧化酶活性,阐明施用不同钝化剂对Cd胁迫下菠菜生长及Cd累积的影响。结果表明:施加钝化剂能有效提高菠菜生物量,降低菠菜Cd含量。与CK相比,nHAP、TMB、HPTB处理下地上部和地下部生物量分别增加了90.27%、7.28%、143.75%和72.50%、4.81%、91.71%,Cd含量分别降低了78.19%、6.94%、65.49%和65.98%、39.34%、52.31%;不同钝化剂均能提高土壤pH,降低土壤有效态Cd含量。nHAP、TMB、HPTB处理下土壤pH较CK分别提高了1.36、0.08个和0.76个单位,有效态Cd含量分别降低了83.22%、22.57%和73.70%。nHAP处理对菠菜的降Cd效果最好;施用nHAP能够有效增加抗氧化酶活性,降低丙二醛含量,缓解脂膜过氧化伤害。综上,nHAP可作...     

镉对菠菜中大量元素吸收的影响

以菠菜为试验对象,研究各基因型菠菜对镉的吸收累积差异及镉对菠菜生理代谢的影响.结果表明:经镉处理后,菠菜地上部(干重)镉含量为129.69～290.15μg/g,根为87.26～1487.67μg/g.地上部及根部镉含量和镉积累量基因型间存在显著差异,镉主要累积在菠菜的根部.镉影响菠菜对大量元素的吸收及分配,地上部K含量降低,根部K、Mg和P含量增加;无论地上部还是根部,Ca和S含量都增加.     

3种微生物制剂对轻度镉污染土壤中菠菜生长的影响

采用盆栽方法模拟土壤Cd轻度污染状况,研究施入3种微生物菌剂(枯草芽孢杆菌、光合细菌和乳酸菌)对菠菜生长及对镉吸收的影响。结果表明,1mg·kg~(-1)镉对菠菜生长起到促进作用,使植株鲜质量和干质量增加;使植株镉含量和镉积累量显著提高。施入微生物菌剂后,菠菜单株鲜质量和干质量平均增长幅度分别为18.8%和15.7%,微生物对菠菜生长的促进作用大小为:光合细菌>乳酸菌>枯草芽孢杆菌;此外,菠菜植株镉含量显著减少,平均下降幅度为14.5%,微生物对菠菜镉吸收的降低作用大小为:枯草芽孢杆菌>光合细菌>乳酸菌。试验还表明,菠菜植株镉含量与菌数呈显著负相关。     

叶面喷施褪黑素对镉胁迫下豌豆生长及镉含量的影响

为探明褪黑素对植物镉胁迫的影响,以中豌6号为试验材料,开展了镉胁迫下叶面喷施褪黑素对豌豆生长、光合特性、抗氧化酶活性、镉吸收及转移的影响研究。结果表明,镉胁迫显著抑制豌豆的生长,叶面喷施褪黑素可以显著缓解镉胁迫的伤害,促进豌豆生长,增加SPAD值、改善光合性能,提高抗氧化酶活性,并且显著降低豌豆幼苗不同部位的镉含量。与无镉胁迫、不喷褪黑素相比,喷施褪黑素Cd生物富集系数和转运系数分别降低37.50%和16.89%。叶面喷施褪黑素可以降低豌豆幼苗的镉吸收,缓解镉胁迫的伤害。     

大豆对镉的累积特性及形态研究

采用污染土壤进行盆栽试验,研究大豆不同部位对镉的吸收情况。结果表明,大豆各部位镉含量依次为果实〈根〈茎叶,各部位对镉的富集系数均小于1。大豆根、茎叶和果实中水溶态镉分别占各自总量的14．20％、14．94％和62．00％．酸溶态镉分别占各自总量的51．72％、82．10％和96．00％。     

镉对菠菜中金属元素吸收影响的基因型差异研究

[目的]为了了解不同菠菜品种对镉处理的生理生化反应的差异和对镉积累的基因型背景差异。[方法]研究了镉对菠菜吸收金属元素的基因型差异及镉对菠菜生长的影响。[结果]10mg／L镉溶液可以显著降低菠菜生物学产量。经镉处理后,镉影响菠菜对金属元素的吸收、分配,地上部K、cu、Zn含量降低,根部K、Mg、Mn和Zn含量增加。无论地上部还是根部,Ca、Al、Mo和Fe含量都增加。[结论]该研究可以为培育无公害的菠菜品种提供理论依据。     

曼陀罗对土壤镉污染的响应及镉累积特征

为了探究镉污染土壤上曼陀罗生长及镉吸收和累积特征,设置对照和污染土壤组,采用盆栽方式对曼陀罗的生长状况、镉含量、生物累积量等指标进行分析。结果表明,相比于对照组,污染土壤组曼陀罗的株高和根长受到一定的抑制,但根部和茎部生物量并无明显减少,其生长未出现受害症状。移栽污染土壤60 d内,曼陀罗叶绿素a和叶绿素b并无显著降低,类胡萝卜素也出现相同规律。本研究中曼陀罗根、茎和叶镉含量最高可达38、43、47 mg/kg,曼陀罗的根部富集系数最高达2.69,地上部转移系数最高达1.40,曼陀罗地上部的镉累积量占总量的70%以上。因此,曼陀罗虽未满足镉超富集植物的标准,但可以作为修复植物用于镉污染土壤的治理。     

镉对菠菜中微量元素吸收影响的基因型差异研究

以菠菜为试验对象,研究了各基因型菠菜对镉的吸收累积差异及镉对菠菜生理代谢的影响.结果表明,经过10 mg/ml镉处理后,菠菜地上部、根部镉含量分别为129.69～290.15、87.26～1 487.67 μg/g.地上部及根部镉含量和镉积累量基因型间存在0.05水平显著差异,且镉主要累积在菠菜的根部.同时,镉影响菠菜对大量元素的吸收、分配.地上部Zn含量降低,根部Mn和Zn含量增加.无论地上部还是根部,Fe含量都增加.     

不同裂解温度生物炭对镉胁迫下烤烟生长特性和镉积累的影响

为探究镉(Cd)胁迫下添加不同裂解温度生物炭对烤烟生长、生理及镉积累的影响,以烤烟为试验材料,通过向镉污染的土壤中添加不同裂解温度的生物炭,研究不同裂解温度生物炭对镉污染烤烟的缓解效果。结果表明,镉胁迫抑制了烤烟的生长,而添加不同裂解温度的生物炭不同程度缓解了镉对烤烟的毒害作用,添加生物炭显著增加了烤烟叶片的干、鲜质量和最大叶面积,其中裂解温度为700℃生物炭处理增加最为显著,分别增加了15.6%、12.2%和67.3%。与CK相比,添加生物炭降低了烤烟超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,增强了烤烟的抗性。添加不同裂解温度生物炭降低了烤烟中镉元素的含量,降低了烤烟各组织的镉富集系数,一定程度上缓解了镉元素对于烤烟的胁迫,其中裂解温度为500℃的生物炭效果最好。综上所述,添加不同裂解温度的生物炭可以缓解镉元素对烤烟胁迫,一定程度上改善烤烟的生长环境,提高烤烟的产量和品质,其中,添加裂解温度为500℃的生物炭对于缓解烤烟的镉胁迫效果较好。     

不同改良剂抑制水稻吸收镉的研究——在酸性土壤上

通过田间小区试验研究了锌肥、石灰,硅肥、钙镁磷肥、铬渣钙镁磷肥、石膏、牛粪、粉煤灰等8种改良剂在pH为5.27—5.63的酸性Cd污染土壤上抑制水稻吸收镉的效果。结果表明,以硅肥、钙镁磷肥或铬渣钙镁磷肥高用量(1.5kg/m~2)时效果最佳,不仅可显著提高土壤的pH,降低土壤中植物有效态镉含量和水稻米镉含量,而且可提高稻谷产量。     

酸性土壤背景下不同品种水稻对镉的吸收差异分析

以池州市贵池区某一矿山周围遭受到镉（Cd）污染的酸性土壤为背景,选用24种水稻进行大田试验,比较分析不同品种水稻对Cd吸收累积的差异,以期筛选出适合当地种植的Cd低积累水稻品种,为农用地安全利用提供品种依据。结果表明：1）不同水稻之间的根部、茎叶和籽粒的Cd含量差异显著,但每个品种的Cd含量分布均呈现出根部>茎叶>籽粒的规律;2）运用系统聚类分析发现荆占一号、隆稻3号、鄂中6号、荃早优406和梦两优丝苗这5种水稻与其他水稻相比,对Cd的吸收能力最弱;通过内梅罗综合污染指数分析发现,梦两优丝苗的污染指数显著低于其他品种,位于农产品安全警戒线内,对Cd的累积能力最弱;3）通过比较24种水稻对Cd的富集系数、转运系数和相关性分析发现,水稻籽粒Cd含量与籽粒富集系数、茎叶向籽粒转运系数显著正相关,与根部向地上部转运系数相关性不显著,梦两优丝苗的茎叶向籽粒的Cd转运系数以及籽粒富集系数均显著低于其他品种,呈现出Cd积累特性。综上,发现籼型两系杂交水稻梦两优丝苗可以作为本区域Cd低积累水稻品种进行种植。     

叶片喷施褪黑素对镉胁迫下豌豆生长及镉含量的影响

以豌豆品种“中豌6号”为试验材料,研究镉胁迫下叶片喷施褪黑素对豌豆生长、光合特性、抗氧化酶活性、镉吸收及转移的影响。结果表明,镉胁迫显著抑制豌豆的生长,叶片喷施褪黑素可以显著缓解镉胁迫的伤害,促进豌豆生长,增加SPAD值、光合性能得到改善,抗氧化酶活性提高,并且显著降低豌豆幼苗不同部位的镉含量。与对照相比,褪黑素处理的Cd生物富集系数和转运系数分别降低37.50%和16.89%。总之,豌豆叶片喷施褪黑素可以降低豌豆幼苗的镉吸收,缓解镉胁迫的伤害。     

营养型土壤改良剂对酸性土壤的改良

营养型上壤改良剂施入3种不同理化性状和不同肥力水平的酸性土壤进行恒温培养，20和40d后，测定土壤的pH值以及交换性酸总量、H^ 、K^ 、Na^ 含量。试验结果表明，营养型土壤改良剂提高了土壤的pH值，降低了土壤中交换性H^ 和AP^ 含量。说明营养型土壤改良剂对酸性土壤具有明显的改良作用。     

不同土壤钝化剂对农田土壤中镉的钝化效果研究

[目的]农田土壤镉(Cd)污染影响着生态环境质量、农产品安全及人体健康,如何有效降低糙米镉含量是当前研究热点,研究不同类型土壤钝化剂对土壤-水稻系统重金属镉含量的影响,拟为镉污染土壤治理提供科学依据.[方法]在江西省典型稻田开展田间小区试验,比较了12种土壤钝化剂对土壤pH、有机质、阳离子交换量、土壤镉含量、水稻产量及...     

农作物土壤中镉含量分析及作物镉富集系数评价研究

基于农产地土壤、农作物中的镉含量分析,进行二者的相关性研究,以及不同作物对土壤镉富集吸收能力的表征与比较分析。结果表明,土壤中镉含量平均值为0.21mg/kg,农作物含镉量在0.004~0.73mg/kg;在蔬菜中镉含量高低的次序为:薯芋类叶菜类茄果类豆类瓜类水生类。作物镉富集系数的对数值概率分布服从正态性,富集系数对数值的平均数可用来表征比较作物对镉的富集能力。     

镉胁迫对10种鸢尾属植物生长及镉积累特征的影响

为研究鸢尾属植物对镉吸收特征的差异及鸢尾植物超微结构在镉胁迫下的变化,进行了10个鸢尾品种的盆栽试验研究,并分析了不同品种鸢尾在镉含量20 mg·kg-1下镉积累差异及4个品种鸢尾超微结构情况.结果 表明:(1)玉蝉花(Iris ensata Thunb.)的根系镉富集系数和植株镉积累总量最高,分别为1.02 μg·μg-1和60.6 μg.镉胁迫对株高、叶宽和叶片数有轻微抑制作用,而对地上及根系物质量有较强的抑制作用.其中,地上部鲜重和生物量的减少率分别为20.14％和15.60％,根系鲜重和生物量的减少率分别为12.54％和7.67％,由于物质量受镉胁迫影响较小,故适用于镉污染地区的修复植物.(2)蝴蝶花(Iris tectorum)根系富集系数和镉积累总量均较高,分别为0.14 μg.μg-1和19.01 μg;其叶宽和株高分别增加了2.47％和5.84％,其生长受到一定的促进作用,表明其具有很强的镉适应性,可用于作为镉污染地区的替代种植植物.(3)黄菖蒲(Iris pseudacorus)、守夜者(Iris night ruler)和胜利者(Iris nelson)镉积累总量较低,分别为17.62、15.90和11.80 μg,同时生长受到的影响较小,可用于镉污染地区的园林植物种植.(4)其他品种镉积累量极低,生长受到的抑制作用大,不适宜在镉污染地区种植.(5)镉胁迫可导致鸢尾属植物细胞变形、质壁分离,线粒体结构破碎、溶解,叶绿体肿胀、片层结构紊乱或溶解,而细胞核形态变化不明显.研究结果为鸢尾属植物改良重金属土壤提供了科学依据,同时为重金属污染地区的园林应用提供参考.