硅对小麦吸收镉、锌的影响及其生理效应

通过小麦水培试验,利用ICP等化学分析方法,研究硅对小麦吸收镉、锌的影响及其生理效应。根据试验结果可见,当硅浓度在90mg/L和60mg/L时能分别有效地控制镉、锌污染,提高小麦根、叶的生物学产量。通过小麦生理试验研究表明,硅在一定浓度条件下能提高小麦的根系活力、增加小麦叶片的叶绿素含量、降低小麦膜透性和提高小麦细胞膜抗重金属镉、锌的能力;而较高或较低浓度的硅抗重金属镉、锌的能力稍弱,使小麦的生物学产量、叶绿素含量和根系活力降低但膜透性升高。     

镁、锰、活性炭和石灰及其交互作用对小麦镉吸收的影响

采用盆栽试验,研究了在镉污染土壤上施用石灰、硫酸镁、硫酸锰和活性炭不同用量以及交互作用对小麦生长和吸收重金属镉的影响。研究结果表明,在试验条件下施用适量的硫酸镁、硫酸锰或与石灰配合能明显提高小麦籽粒产量,单施石灰或与活性炭配合施用降低了小麦籽粒产量;与对照(CK)相比, 所有处理秸秆产量均下降。施用硫酸镁能显著降低小麦籽粒和秸秆中Cd浓度,且随用量的增加而增大。低量硫酸锰能有效降低小麦籽粒和秸秆中Cd浓度,高量反而增加小麦对Cd的吸收。石灰、活性炭单独施用或配合施用都能明显减少小麦对Cd的吸收,但籽/杆中Cd比却随石灰用量的增加呈明显的上升趋势。叶面喷施硫酸镁对降低小麦吸收镉的效果与土施相当,但叶面喷施硫酸锰却比土施硫酸锰显著降低了小麦籽粒中的镉浓度与吸收量。硫酸镁与硫酸锰,或石灰、硫酸镁和硫酸锰3种物质配合施用,对小麦籽粒镉浓度和吸收量的降低表现出明显的正交互作用,对抑制小麦体内镉从秸秆向籽粒的转移具有显著效果。     

不同锌肥对土壤镉有效性及小麦镉吸收转运的影响

为探究施用锌肥对污染土壤中小麦Cd吸收转运的影响,采用盆栽试验,研究了两种锌肥(常规锌肥、缓释锌肥)及其不同用量(13、26、66 mg·kg^-1)对根际土壤Cd、Zn有效性和小麦Cd、Zn吸收转运的影响。结果表明：施用两种锌肥均可显著增加土壤有效态Zn含量,但施用缓释锌肥在小麦孕穗期、灌浆期和成熟期对土壤有效态Zn的贡献显著高于常规锌肥,且不同生育期小麦根部和地上部Zn含量高于相应浓度常规锌肥处理。在拔节期,施用常规和缓释锌肥均能有效降低小麦根部Cd含量,Cd含量分别比对照(未施锌肥)降低了23%～33%和3%～48%,且中、高浓度锌肥同时显著降低了根部-地上部Cd转移系数。常规和缓释锌肥对灌浆期和成熟期小麦地上部Cd含量的降幅分别为21%～54%和13%～43%。虽然高浓度缓释锌肥在小麦拔节期、孕穗期和灌浆期显著增加了土壤有效态Cd含量,但却显著降低了小麦灌浆期和成熟期根部-地上部Cd转移系数。施用高浓度常规锌肥也能显著降低小麦成熟期根部-地上部Cd转移系数。所有处理中,仅施用高浓度常规和缓释锌肥显著降低了小麦籽粒中Cd含量,降幅分别为19%和29%。相关性分...     

叶面喷施Zn、Mn及有机硅助剂对小麦吸收镉的影响

本试验在大田条件下,研究了叶面喷施锌、锰及有机硅助剂对小麦籽粒镉含量的影响。结果表明:(1)有机硅助剂配合Zn、Mn喷施,小麦有一定的增产趋势。(2)有机硅助剂配合Zn、Mn喷施可增加小麦籽粒内的Zn、Mn含量,同时降低籽粒内的Cd含量,其中有机硅助剂配合Zn、Mn同时喷施的降Cd效果较好,"川麦104"籽粒Cd降低29.6%,"川育25"籽粒Cd降低26.5%。     

镉在小麦植株体内的吸收、分配和累积规律研究

通过大田试验，研究镉(Cd)在麦株中的吸收、分配和累积的动态变化规律。结果表明，小麦植株中较易富集Cd^2 的部位是叶、根及废弃物，而籽粒中Cd^2 水平较低；Cd^2 是一种不可移动的元素，在衰老部位累积较多，不能被其他未衰老的器官重新利用：Cd^2 吸收量与植株干物重增加量呈极显著的正相关(r=0．916^**)，吸收速率与植株干物重增加量呈显著的正相关(r=0．800^*)；灌浆期和拔节—抽穗期是镉污染控制的关键时期，且Cd^2 吸收量最高。Cd^2 吸收速率也最大。     

土壤镉污染对小麦生长及镉吸收的影响

为明确小麦对镉的吸收状况,以扬麦13号为材料,采用盆栽试验,分析了不同外源镉污染水平（0、5、10、20 mg·kg^-1和50mg·kg^-1）对小麦生长状况、光合生理指标、磷含量及镉吸收的影响,并使用目标危险系数（THQ）法预估了食用该小麦籽粒对人体健康产生的风险。结果表明,低浓度的外源镉（<10 mg·kg^-1）未显著影响小麦的生长速率、各部位生物量、光合生理指标和小麦各部位的磷含量。但当外源镉浓度增大时,小麦生长速率受到抑制。当外源镉浓度>20 mg·kg^-1时,小麦生物量、蒸腾速率及磷含量显著降低。小麦各部位的镉含量及籽粒中镉的THQ值都随镉污染水平的增大而增加,各污染水平下THQ值均大于1,且儿童的THQ值大于成人。研究结果显示,虽然中、低浓度的外源镉不会对小麦生长造成显著的影响,但在该环境中生长的小麦籽粒中的镉含量仍然会对人体造成明显的不利影响,表明仅依靠镉对小麦的生长影响不足以说明镉对小麦及人体的危害,必须综合各个指标来讨论。     

秸秆和猪粪对小麦镉吸收的影响

采用盆栽试验,以黄棕壤和潮土为供试土壤,每种土壤上按照有机碳加入量一致的原则设置5个处理,分别为对照(不添加有机物)、1.1%和2.7%秸秆处理、2%和5%猪粪处理,研究施用秸秆和猪粪对小麦Cd含量、土壤Cd形态、pH值、有机质组成的影响,为利用有机物调控小麦Cd污染提供科学依据。结果表明,施用秸秆和猪粪均可显著降低小麦各部位Cd含量。施用秸秆和猪粪均可促进土壤Cd由活性较强的交换态向其他形态转化。土壤交换态Cd含量与小麦Cd含量呈极显著正相关。秸秆对土壤pH值总体上无显著影响,猪粪可显著降低潮土pH值,增加黄棕壤pH值。施用秸秆和猪粪可使土壤胡敏酸(HA)与富里酸(FA)的比值HA/FA显著升高。土壤HA/FA与交换态Cd含量呈极显著负相关;土壤交换态Cd含量与pH值只有在猪粪施入黄棕壤的处理中呈极显著负相关,在其他处理中均呈正相关。综上,施用秸秆和猪粪均可通过促进土壤Cd形态的转化抑制小麦对Cd的吸收,其机制主要与土壤有机质组成和pH值有关。     

镉锌复合污染对小麦籽粒镉累积的影响和有机肥调控作用

小麦盆栽试验结果说明,当外源Cd为10mg·kg-1时,Zn的加入减少了Cd在小麦籽粒中的累积,表明Zn对Cd有拮抗效应;当外源Cd为100mg·kg-1时,Zn的加入促进了Cd在小麦籽粒中的累积,表明Zn对Cd有协同效应。Cd-Zn复合污染对小麦籽粒产量的交互效应的试验结果也得出相同结论。施猪厩肥显著提高了Cd单一污染与500mg·kg-1Zn、100mg·kg-1Cd复合污染土壤上小麦籽粒Cd含量。应用同位素示踪法和离子交换平衡法证实,109Cd、65Zn为复合体系共存与单一存在相比较,HA(FA)-65Zn络合物稳定性有明显的提高,HA(FA)-109Cd络合稳定性明显降低,且HA(FA)-109Cd的稳定性小于HA(FA)-65Zn。盆栽试验还说明猪厩肥降低了1000mg·kg-1Zn与100mg·kg-1Cd复合污染土壤上小麦籽粒Cd含量,是由于高剂量Cd、Zn污染的毒性所致。利用有机肥调控镉锌复合污染必须考虑其污染水平与比例、交互效应、土壤有效态含量、有机肥的络合作用、络合物稳定性及其竞争机制与肥力效应。     

锌对小麦镉毒害的缓解效应

重金属镉可使小麦幼苗细胞膜透性增大,根系力下降,ＭＤＡ积累增加,ＳＯＤ,ＰＯＤ活性上升,且ＰＯＤ活性上升更为显著,这些主烨都与镉浓度正相关。     

不同磷、钾肥对小麦产量及吸收镉的影响

研究了3种主要磷肥品种和3种主要钾肥品种对不同生育期小麦吸收镉的影响.研究表明:不同磷、钾肥处理对小麦吸收镉存在显著差异.施用磷肥都比无肥处理增加小麦对镉的吸收,其中以磷酸二铵的促进作用最大,其次为高量普钙处理;低量普钙和磷酸一铵处理小麦吸收镉相对较少.所有钾肥都比无肥处理增加小麦对镉的吸收,其中以高量KCl处理的促进作用最大,其次为低量KCl处理;硝酸钾和硫酸钾处理小麦吸收镉最少.小麦生育前期吸收的总镉量较少,中、后期明显增大;但植株体内的镉浓度却表现为前期高,后期低,呈现随生育期递进而逐渐降低的趋势,只有磷酸一铵和无磷处理表现为拔节期体内镉含量为最高.镉在小麦体内的累积与其生物量的增加呈正相关,从秸秆向籽粒转移的总镉量随着小麦籽/秆比的增加而降低.本试验土壤镉小于土壤环境质量污染二级标准,但籽粒含镉量均超过国家食品卫生标准允许量(0.1 mg·kg-1),表明土壤Cd污染指标与品种有关,而不是一个对所有作物种类或品种一成不变的固定值.在土壤Cd含量处于污染临界值附近或已受镉污染的土壤上,应选用低富集Cd的小麦品种,控制磷酸二铵和KCl的用量,或选用磷酸一铵、普钙、硫酸钾等肥料,配施碱性物质(如石灰),以降低土壤镉的活性,保证小麦的无公害生产.     

喷施硫酸锰和硫酸锌对小麦籽粒镉锰锌生物可给性的影响

为探明喷施叶面肥对小麦镉（Cd）污染健康风险的影响,通过大田试验,采用体外模拟消化方法,研究喷施不同浓度MnSO₄和ZnSO₄对小麦籽粒中Cd、锰（Mn）和锌（Zn）的含量及生物可给性的影响,计算人体对小麦Cd、Mn和Zn的摄入量,评价喷施Mn肥和Zn肥对降低人体Cd摄入、提高Mn和Zn吸收的作用。结果表明：喷施MnSO₄和ZnSO₄可显著降低小麦籽粒的Cd含量,最大降低率可达47.45%;喷施MnSO₄显著提高小麦Mn含量;喷施中高浓度的ZnSO₄显著提高小麦Zn含量。小麦Cd、Mn和Zn在胃阶段的生物可给性明显高于小肠阶段;高浓度ZnSO₄处理显著降低小麦Cd在胃阶段的生物可给性,提高Zn在胃阶段的生物可给性;高浓度MnSO₄处理使小肠阶段小麦Mn和Zn的生物可给性显著升高。食用Cd污染的小麦有Cd摄入量过高的健康风险,而ZnSO₄、高浓度MnSO₄以及中高浓度锰锌肥复配处理可显著降低人体食用小麦摄入Cd的量,最大降低率达42.86%;喷施MnSO₄显著提高小麦Mn的膳食摄入量;食用喷施MnSO₄和ZnSO₄处理的小麦可满足膳食Zn摄入的需要,其中喷施高浓度MnSO₄处理效果更好。研究表明,喷施高浓度MnSO₄可显著降低小麦Cd含量和人体Cd摄入量,显著提高小麦Mn含量以及Mn和Zn的生物可给性,从而显著提高人体Mn和Zn的摄入量。     

施氮、锌对镉污染小麦产量及籽粒锌、镉含量的影响

为了明确氮、锌、镉处理及其互作对小麦产量和籽粒锌、镉含量的影响,本研究设置盆栽裂区试验,以扬麦25为供试材料,主区氮处理设常氮(1.6 g·盆^-1)和减氮(0.8 g·盆^-1),裂区锌、镉处理设对照、锌处理(150 mg·kg^-1)、镉处理(5 mg·kg^-1)和锌+镉处理,测定小麦产量性状,籽粒不同组分(面粉、次粉和麸皮)氮、锌、镉含量以及籽粒锌、镉有效富集系数。结果表明：与常氮相比,减氮处理使小麦籽粒产量显著降低,这主要与产量构成因子、生物产量和收获指数均显著下降有关;减氮条件下小麦成熟籽粒氮含量(不同组分10%～15%)、镉含量(12%～16%)以及镉有效富集系数亦显著降低。与不施锌相比,土壤施锌对籽粒产量和氮含量均无显著影响,但使籽粒锌含量大幅增加(14%～30%),使镉含量(18%～28%)以及锌、镉有效富集系数均显著下降。土壤镉处理对籽粒产量和氮含量均无显著影响,使籽粒镉含量(38～42倍)以及锌、镉有效富集系数均显著增加,而使锌含量显著下降(3%～12%)。籽粒组分及其与镉、锌处理的互...     

土壤镉污染和叶面施锌对小麦不同部位镉锌含量的影响

为了探究土壤镉污染和叶面施锌对小麦地上部各器官镉锌含量的影响,以宁麦21、扬辐麦4号和镇麦12号为试材,设置对照、土壤镉处理(5 mg·kg^-1)、叶面施锌(0.2%ZnSO₄)和土壤镉处理+叶面施锌4个处理,研究镉锌互作对小麦生长和产量及植株各器官镉锌含量、积累与转运的影响。结果表明：土壤镉污染、抽穗始期两次叶面施锌对不同品种小麦生长和产量性状(SPAD值除外)均无显著影响。镉污染使供试小麦籽粒、茎秆、叶片、穗轴和颖壳的镉含量(17～65倍)和累积量(17～64倍)均大幅增加。叶面施锌显著增加了不同品种小麦各器官锌含量(>61%)和累积量(>58%)。叶面施锌对小麦地上部总镉累积量无影响,但改变了镉在不同器官间的分布情况,喷锌使镉污染小麦籽粒镉含量显著降低10%,但使茎秆、叶片和穗轴镉含量显著增加12%～55%。喷锌处理使镉污染植株麦草向籽粒镉转运系数显著下降(15%～31%),但镉污染对锌的转运系数无明显影响。统计分析表明,镉处理、锌处理及其互作对小麦镉、锌含量的影响多存在不同程度的品种和部位依赖。综上所述表明,5 mg·kg...     

施用锰肥对根际土壤锰有效性及小麦镉吸收转运的影响

为探究施用锰肥对重度污染土壤中小麦Cd吸收的影响,采用盆栽试验,研究了施加不同浓度（13、26、66 mg·kg^-1）和不同种类（常规锰肥、缓释锰肥）锰肥对根际土壤Cd、Mn有效性和小麦Cd、Mn吸收转运的影响。结果表明：施用锰肥可显著增加土壤有效态Mn含量,且缓释锰肥在小麦生长后期对土壤Mn的供给显著高于常规锰肥。与对照（不施锰肥）相比,常规锰肥在小麦生长前期使土壤有效态Mn含量增加了8%~61%;缓释锰肥在小麦生长后期使土壤中有效态Mn含量增加了6%~105%。施用常规锰肥显著增加了小麦拔节期根部Mn含量,而施用缓释锰肥在小麦灌浆期和成熟期显著增加了小麦根部Mn含量。施用锰肥处理显著降低了小麦拔节期和孕穗期根部Cd含量和成熟期地上部Cd含量。所有处理中,仅施用中、高浓度常规锰肥和中浓度缓释锰肥显著降低了小麦籽粒中Cd含量,降幅分别为14%、27%和17%。相关性分析显示,在小麦全生育期,小麦根部Mn含量与地上部Cd含量、小麦根部向地上部Cd转移系数均呈负相关关系。研究表明,施用锰肥可通过增加土壤有效态Mn含量,促进小麦根部Mn吸收,从而抑制小麦根部Cd吸收,减少小麦根部Cd向地上部的转运。在中、重度Cd污染土壤中,单施锰肥不能保证小麦的安全生产,需要同时采取更多有效措施或综合农艺技术,进一步降低Cd在小麦籽粒中的积累。     

小麦株高和茎秆不同部位砷镉磷含量与籽粒砷镉磷含量的关系

以12个小麦品种为供试材料,利用盆栽试验研究了小麦穗下节间长、株高和茎秆不同部位砷、镉、磷含量在不同品种间的差异以及它们与小麦籽粒砷、镉、磷含量之间的关系。结果显示,小麦株高、穗下节间长以及茎秆不同部位砷、镉、磷含量存在明显的品种差异。皮尔森相关性分析结果显示,小麦籽粒砷含量与颖壳和穗轴部位砷含量显著正相关,相关系数分别为0.659(P0.01)和0.433(P0.05)。籽粒镉和磷含量与株高和穗下节间长呈显著负相关,其相关系数:镉分别为-0.264(P0.05)和-0.345(P0.01),磷分别为-0.583(P0.01)和-0.437(P0.01)。籽粒磷含量分别与颖壳、穗轴和节间磷含量呈显著正相关,相关系数分别为0.526(P0.01)、0.430(P0.05)和0.532(P0.01)。籽粒砷和镉含量与颖壳和穗轴中磷含量均存在显著相关性。这些结果表明,颖壳和穗轴部位砷含量大小可以用来表征籽粒砷含量,选育植株较高的小麦品种有利于降低籽粒镉的积累。     

镉对小麦生长发育的影响及其基因型间差异

研究了镉污染下不同基因型小麦生长的差异 ,结果发现 ,小麦生长发育品种间差异很大 ;根的长度、单株地上部重量、地下部重量、每株分蘖数是反应比较敏感的指标 ;小麦对镉的吸收和分配由根部特性决定 ,不同品种根部吸收镉的能力比对照高 10 0倍以上 ,而地上部吸收镉的能力仅是对照的 10倍左右 ;同时 ,根部吸收镉的总量约是茎部 10倍     

不同小麦品种对大田中低量镉富集及转运研究

为解决Cd污染带来的粮食安全问题及为小麦品种推广应用提供品种特征数据资料,采用田间调查的方法,于黄淮海平原9个小麦种植区采集了59个小麦品种,共计91组土壤-植物点对点样品,基于小麦不同部位Cd含量、茎叶Cd转移系数(TF)及籽粒Cd富集系数(BCF)值等指标对不同小麦品种Cd富集能力进行比较研究;采用聚类分析,以不同基因型小麦的BCF为筛选条件,对59个小麦品种进行了分类。结果表明:除济源外(2.292 mg·kg~(-1)),研究区表层土壤Cd污染状况整体尚好(0.107~0.212 mg·kg~(-1));济源小麦品种籽粒Cd含量范围为0.119~0.150 mg·kg~(-1),其他样点为0.005~0.030 mg·kg~(-1);TF变化区间为0.093~0.500,最大与最小值间相差约4.4倍;BCF变化区间为0.047~0.165,最大与最小值间相差约2.5倍。经聚类分析把不同品种小麦Cd的BCF值分为五类,并筛选出冀麦518、衡0628、衡09观29三个低Cd富集小麦品种。通过BCF推算,在保障籽粒Cd含量不超过食品安全限量标准的前提下,59个小麦品种基本上都可以在国家规定的二类Cd污染土壤上种植,其中,有27个小麦品种还可以在三级Cd污染土壤上种植。     

小麦秸秆还田量对土壤Cd有效性及水稻Cd亚细胞分布的影响

为研究小麦秸秆还田量对水稻镉(Cadmium,Cd)亚细胞分布的影响,本文采用盆栽试验的方法,研究了小麦秸秆半量(Half dose wheat straw,HDWS)、全量(Full dose wheat straw,FDWS)还田对土壤有效态Cd及水稻Cd亚细胞分布的影响。结果表明,小麦秸秆还田降低了水稻苗期与分蘖期根部细胞壁(F1)、细胞器(F2)和可溶性物质(F3)中的Cd含量(比对照降低11.0%～51.1%),但提高了灌浆期和成熟期根部F1、F2和F3中的Cd含量(10.1%～35.5%)。同时,小麦秸秆还田显著降低了灌浆期和成熟期水稻茎部F1、F2中的Cd含量(31.3%～47.4%),亦显著降低了分蘖期和灌浆期茎部F3中的Cd含量(49.4%～51.1%);HDWS和FDWS较CK均显著降低了水稻地上部分的Cd总积累量(P0.05)。小麦秸秆还田通过提高水稻根系细胞壁固定及液泡区隔化作用,显著降低了水稻稻谷中Cd含量,降低了Cd的食品安全风险。根据研究结果,小麦秸秆全量还田更有利于Cd污染土壤上水稻安全生产,且DGT法评估水稻Cd有效性优于化学提取法。     

磷营养元素与水稻幼苗镉吸收关系研究

以籼稻（Oryza sativa L.）9311为试验材料,水培法培养水稻幼苗,通过施加不同浓度梯度的磷、镉,研究水稻的生长发育状况。通过石墨炉原子吸收光谱分别检测水稻幼苗吸收镉的含量,发现当镉浓度为0.05 mmol/L时,随着磷浓度的增加,水稻幼苗镉含量与0.05 mmol/L 处理相比,分别增加了9.6%,21.8%和43.5%,但磷镉同时处理水稻地上部分镉含量比镉单独处理水稻的镉含量降低了25.7%,说明磷能降低镉由地下部分向地上部分的转移率。研究还表明,相同镉处理的情况下,水稻的干物质量随着磷浓度的增高先上升后下降,超氧化物歧化酶（SOD）等同工酶的活性呈先降低后升高的趋势,且312 mg/kg 磷浓度为最适处理量。