向日葵幼苗对Pb、Cu富集能力与耐受性研究

采用室内培养技术研究了向日葵幼苗对Cu、Pb的富集能力与耐受性。结果表明：向日葵幼苗对Pb、Cu具有很强的富集能力,根是主要的富集器官,Cu由根向茎叶运输能力大于Pb。低浓度Pb、Cu刺激了幼苗营养生长;在高浓度条件下,除Pb组外,其它处理均抑制向日葵幼苗的营养生长。Pb、Cu抑制了幼苗根系活力,刺激了幼苗茎叶脯氨酸的生成,改变幼苗茎叶、根蛋白质含量分配水平。Pb与Cu交互作用对幼苗营养生长和生理生化反应具有协同作用。向日葵属于重金属富集植物,对Pb具有很强的耐受性,可以用于修复被Pb污染的土壤。     

几种油料作物对铬、铅的耐受性与积累研究

选取花生（Arachis hypogaea）、大豆（Glycine max）、向日葵（Helianthus annuus）、蓖麻（Ricinus communis）4种油料作物,采用不同浓度的Cr3＋、Pb2＋水培处理,研究了4种油料作物对Cr3＋、Pb2＋的耐受能力和富集特征。结果表明,随着Cr3＋、Pb2＋处理浓度的升高,4种油料作物株高、根长、地上部与根部生物量和耐受指数均不同程度降低。其中,花生、向日葵地上部生物量降幅较小。4种作物地上部Cr、Pb含量随处理浓度的升高呈增加趋势,200mg.L-1 Cr3＋处理下大豆地上部Cr含量最高（5322mg.kg-1）,400mg.L-1 Pb2＋处理下向日葵地上部Pb含量最高（1439mg.kg-1）。4种作物地上部对重金属的富集量随着Cr3＋、Pb2＋处理浓度的升高而增加,并且大部分重金属积累在根部。其中,花生Cr、Pb积累量和迁移率均较高,100mg.L-1 Cr3＋、200mg.L-1 Pb2＋处理下地上部Cr、Pb积累量分别为420.5、492.4μg.株-1,迁移率分别为23.1%、11.7%。综合分析表明,花生对Cr3＋、Pb2＋具有较强的耐受和积累能力,可作为Cr3＋、Pb2＋污染环境中植物修复的油料作物。     

营养元素N、P、K对Pb超富集植物吸收能力的影响

为了探索提高Pb(铅)超富集植物吸收能力的方法，该文通过温室土培方法，研究了单一营养元素N、P、K对Pb超富集植物羽叶鬼针草(Bidens maximowicziana)、绿叶苋菜(L.Amaranthus tricolor)和紫穗槐(Sophora japonica)3种植物Pb吸收的影响。营养元素的设计水平为N 0、0.06、0.12、0.18、0.24、0.30 g/kg，P₂O₅ 0、0.06、0.12、0.18、0.24、0.30 g/kg，K₂O 0.08、0.16、0.24、0.32、0.40 g/kg，其他2种元素恒定为0.12 g/kg，土壤铅浓度为800 mg/kg土。结果表明土壤中施入不同水平的营养元素显著影响植物Pb迁移总量。18个处理中羽叶鬼针草、绿叶苋菜与紫穗槐Pb迁移总量最大值与最小值的比值分别为：11.6、10.6、11.9。该试验表明通过调节土壤营养的方法可以提高植物的重金属的迁移总量，利用Pb超富集植物修复Pb污染土壤。3种营养元素对植物的效应不一致，少量的N和K可促进富集植物干质量的增加，促进植物对Pb的吸收，随着N和K水平的增加，植物对Pb的吸收能力降低，但K的抑制作用不如N的显著；土壤供P会降低植物对Pb的吸收，且下降极显著。     

培养基质对印度芥菜Cd、Pb、Zn富集效果的研究

通过温室土培和砂培盆栽对比试验,研究了外源Cd、Pb、Zn复合污染对印度芥菜富集重金属的效果。结果表明,印度芥菜Cd、Pb和Zn的富集量分别与土培和砂培Cd、Pb、Zn的添加量呈极显著正相关。砂培印度芥菜Cd、Pb和Zn的富集量分别远大于土培,前者印度芥菜地上部Cd、Pb、Zn的最高富集量分别达311.3,248.0,2760mg/kg,分别为土培的10.4,12.9,4.67倍;砂培条件下印度芥菜地上部Cd、Pb、Zn的提取量均大于土培,分别为土培的1.29～8.96倍、1.02～8.58倍和1.68～5.62倍;印度芥菜Cd、Pb、Zn的富集系数砂培较土培明显增大,其中富集系数的变化为CdZnPb,对Pb的富集系数除个别处理外均小于1,说明印度芥菜对Cd、Zn具有很强的富集能力,对Pb的富集能力较弱。研究表明,土培条件下Cd、Pb、Zn的生物有效性较低,直接制约着印度芥菜对土壤重金属污染的修复效果。     

蔬菜对土壤镉铜锌富集能力的研究

调查了福建部分污染严重地区不同蔬菜对镉、锌、铜的富集能力。结果表明蔬菜对镉的平均富集系数为0.017，锌的平均富集系数为0.116，铜的平均富集系数为0.014。蔬菜对镉的富集系数的品种间差异最大，达315倍，远高于锌和铜的富集系数的品种间差异。茭白、豇豆和莲藕对镉的富集能力较低，可作为镉污染土壤优先选种的蔬菜品种，而青包菜、白包菜、芥菜、空心菜、芋头等对镉的富集系数较高，不宜在镉污染土壤上栽培。     

旱生复苏植物垫状卷柏对铅的超富集特性研究

通过对处于干热河谷的四川省汉源县唐家铅锌矿区及周围污染农田进行优势植物采样分析发现,垫状卷柏(Selaginella pulvinata)的地上部分、根系铅(Pb)积累量分别为672.10mg/kg和313.59mg/kg,转运系数为2.14,可能是一种新的铅超富集植物。为此,通过浓度梯度盆栽试验进一步进行验证,结果表明,垫状卷柏在铅质量浓度为600 mg/L时地上部分富集量为1 061.65 mg/kg,超过了铅富集量的临界值(1 000mg/kg),并且其地上部分富集系数和转运系数分别为1.77和2.62,均大于1。此外,垫状卷柏在铅处理浓度为200~600mg/L时,无明显的受害症状,且其单株地上部分生物量在600mg/L时达7.67g,抗性系数达0.923,单株地上部分提取量达8 147.80μg,提取1g铅仅需123株。垫状卷柏是一种铅超富集植物,具有较高的应用价值,可作为干热河谷铅锌矿区植被生态恢复和铅污染土壤的植物修复材料。     

Pb(铅)富集植物品种的筛选

为选择和筛选富集重金属或对重金属具有耐性的植物，为利用植物修复重金属污染土壤提供参考，该研究通过温室砂培和土培的方法，对生长于铅锌尾矿区的36种植物进行了筛选，以叶片叶绿素含量、株高、植株含Pb量为Pb富集植物的筛选指标。同时满足下列条件，即：植物叶片中叶绿素含量：处理/对照＞0.90；株高：处理/对照≥1.00和含Pb量＞500 mg/kg的植物可以用做进一步的耐性试验。按以上标准筛选出6个富集Pb的植物品种，分别是香根草、绿叶苋菜、裂叶荆芥、羽叶鬼针草、紫穗槐和苍耳。     

印度芥菜对土壤Cd,Pb的吸收富集效应及修复潜力研究

通过盆栽试验对比研究了印度芥菜(Brassica juncea)和油菜对复合污染土壤Cd,Pb的吸收富集效应及修复效率.初步探讨印度芥菜品种Wild Garden Pungent Mix净化重金属污染土壤的应用潜力.结果表明:Cd,Pb复合污染条件下,与油菜相比,印度芥菜对重金属Cd,Pb的抗耐性较强,地上部生物量较大,是同处理油菜的1.1～2.0倍.印度芥菜和油菜对重金属Cd,Pb的吸收富集表现出较为一致的特点,并且对土壤中重金属的吸收能力顺序均为Cd＞Pb,对土壤中Cd的吸收达到了100 mg/kg以上.表现出了超富集植物的特性.但相比之下,印度芥菜对土壤中Cd,Pb的吸收富集能力强于油菜.同时通过多元回归分析表明,两种植物对Cd,Pb的吸收不存在复合效应.本研究中,印度芥菜对Cd的净化率为0.35%～9.22%,是同处理下油菜的2.1～3.5倍;印度芥菜对Pb的净化率只有0.015%～0.356%,虽然是同处理下油菜的1.4～5.5倍,但远小于对Cd的净化率.研究表明,该品种印度芥菜具备应用于修复Cd污染土壤的潜力.     

几种花卉植物对铅富集特征的研究

通过水培试验.研究了Pb投加浓度为0～1 000 mg/L条件下,8种花卉植物(包括紫茉莉、紫花玉簪、鸭跖草、马蔺、石碱花、石竹、波斯菊、福禄考)的生长反应和富集特征.结果表明:供试花卉植物中.鸭跖草对Pb胁迫的耐性较强,其次为紫茉莉、紫花玉簪和马蔺,而石竹、波斯菊、福禄考和石碱花的耐性较弱.但Pb胁迫通常使植株生长受到了一定程度的抑制;紫茉莉和紫花玉簪的地上部最大Pb含量分别达到了1 320.9,1 033.2 mg/kg,满足超富集植物的临界含量标准.同时紫茉莉、紫花玉簪和鸭跖草在各个Pb处理浓度下的地上部Pb含量和富集系数均显著高于其它花卉植物;紫茉莉、紫花玉簪和鸭跖草的Pb转移系数最高值可达到0.8以上.并且在1 000mg Pb/L时的转移系数仍显著高于100 mg Pb/L时的转移系数.综合本研究结果可知,紫茉莉、紫花玉簪和鸭跖草不仅对Pb胁迫具有较强的耐性.而且具有较高的Pb富集和转移能力;考虑到紫花玉簪还具有较大的生物量,因此可作为修复Pb污染水体和土壤的首选花卉植物.     

高羊茅和黑麦草对污染土壤Cd,Pb,Zn的富集特征

以潮褐土为供试土壤,通过模拟试验研究了高羊茅(Festuca arundinacea)和黑麦草(Lolium multif lorum)对复合污染土壤Cd,Pb,Zn的富集特点。结果表明,在土壤Cd,Pb,Zn复合污染处理条件下,高羊茅Cd,Pb,Zn的平均富集量,地上部分别为5.76,19.77,418.18 mg/kg,地下部分别为129.82,256.66,354.66 mg/kg;黑麦草Cd,Pb,Zn的平均富集量,地上部分别为5.57,26.13,467.18 mg/kg,地下部分别为114.53,155.98,513 48 mg/kg。通过方差分析,这两种草坪草的重金属富集量没有显著差异,并且富集规律呈现较为一致的特点。地上部的富集量和土壤重金属含量的离子冲量呈显著的线性相关。这两种草坪草对其重金属的富集能力顺序为:Zn>Cd>Pb,其中对Zn的吸收呈现富集植物的特性规律,当土壤Zn含量>400 mg/kg时,其转运系数>1,地上部对Zn的富集能力很强,可作为Zn污染土壤的修复植物。通过偏相关和多元回归分析表明,这两种草坪草在土壤Cd,Pb,Zn复合污染条件下均未产生复合效应。     

Pb胁迫对红椿（Toona ciliata Roem）生长发育及Pb富集特性的影响

采用盆栽试验研究了酸性紫色土、钙质紫色土和冲积土上生长的一年生红椿实生苗暴露在不同浓度Pb胁迫（0、200、450mg·kg-1和2000mg·kg-1）条件下的叶长、叶面积、生物量、各器官Pb含量特征和富集程度,并分析了红椿对Pb污染的耐性和转移效率。3种土壤下红椿都能生长,但相同浓度Pb胁迫下其在钙质紫色土中生长状况最佳,在冲积土中生长状况最差。随Pb浓度增大红椿叶片生长受到明显抑制,当土壤中Pb浓度在2000mg·kg-1时,其叶长和叶面积与对照差异极显著（P〈0.01）;Pb胁迫使得红椿根茎比发生明显的变化,还加大其叶的凋落程度,同时整株生物量随着Pb胁迫浓度的增大呈极显著降低趋势（P〈0.01）,但在土壤Pb浓度最大时其生物量仍达到对照的81.47%以上。红椿体内Pb含量与土壤Pb浓度成正相关（P〈0.01）,其6个器官中细根Pb含量最高,粗根次之,而地上部分的Pb含量较低且差异不大。红椿耐性指数值在0.67~1.06之间,表现为随Pb胁迫浓度增大,其耐性呈下降趋势。红椿富集系数与转移系数都较小且小于0.3。这些结果表明,红椿能在Pb污染较严重的土壤中较好的生存,可作为Pb污染区域潜在的土壤修复树种。     

沉水植物对沉积物中铜锌铅的富集

选用4种南方常见水生植物(狐尾藻、轮叶黑藻、金鱼藻和水绵),以郴州重金属污染土样作为底泥,通过4种藻类单独及两两组合的水培方式,在室内模拟条件下培养1周,培养结束,比较各藻类的生长情况;经过浓盐酸+浓硝酸+高氯酸消化处理后,利用原子吸收光谱法测定藻体内铜锌铅3种重金属的含量。结果表明,单独培养和组合培养,藻体均有不同程度的增长,以狐尾藻的长势最好,狐尾藻+轮叶黑藻的培养中狐尾藻的生长百分比达到最大值65.7%。轮叶黑藻+水绵的组合方式可用于治理铜污染严重的区域,轮叶黑藻和水绵体内的铜含量可分别达到4.69mg/kg和20.13mg/kg,富集系数分别为0.041和0.178;金鱼藻+轮叶黑藻的组合方式可用于治理锌污染严重的区域,金鱼藻和轮叶黑藻体内的锌含量可分别达到139.96mg/kg和117.93mg/kg,富集系数分别为0.301和0.253;金鱼藻+狐尾藻的组合方式可用于治理铅污染严重的区域,金鱼藻和狐尾藻体内的铅含量可分别达到302.01 mg/kg和290.33mg/kg,富集系数分别为0.337和0.324;     

黑麦草幼苗对镉耐性能力及吸收积累和细胞分布特点研究

通过盆栽试验研究了镉（Cd）胁迫下黑麦草（LoliumperenneL.）幼苗的耐性能力（包括生长反应和生理生化特性）以及对Cd的吸收、积累、分布特征。结果表明,当Cd浓度为10mg.kg-1时,黑麦草的生长和发育没有受到明显抑制（P〉0.05）,当Cd浓度为20、60、100mg.kg-1时,黑麦草生物量、叶绿素含量、根系活性都显著降低（P〈0.05）;超氧阴离子（O2-.）、MDA含量显著增加（P〈0.05）;SOD、POD活性先增加后降低。黑麦草体内Cd积累量随着Cd浓度增加而显著增加（P〈0.05）;Cd在亚细胞内积累量：F1（细胞壁）〉F3（可溶部分）〉F2（细胞器）。黑麦草在Cd浓度为10、20mg.kg-1时,富集系数〉1.0,对Cd有较强的富集能力,转移系数〈1,富集的Cd主要累积在根部,表明黑麦草能够有效富集土壤中的Cd,且富集的Cd主要积累在根部。     

不同肥料长期施用下稻田镉、铅、铜、锌元素总量及有效态的变化

以中国科学院桃源农业生态实验站的长期田间定位试验为基础,研究了16年长期定量施肥对土壤Cd、Pb、Cu和Zn积累及其有效性的影响。结果表明:单施化肥可使土壤Cd含量降低、Pb含量增加,对Cu和Zn的积累无显著影响,水稻收获时的移出效应可能是Cd含量降低的主要原因;与单施化肥相比,有机物料循环可提高土壤Cd和Pb的积累,但对Cu和Zn的积累无显著影响。试验期内单施化肥对土壤Cd、Pb、Cu和Zn的有效性无显著影响;有机物料循环可显著提高Cd和Zn的有效性,这与有机物料循环引起的土壤有机质含量增加和pH降低有关。     

玉米和不同蔬菜间套模式对重金属Pb、Cu、Cd累积的影响研究

通过田间小区试验,研究了玉米、青花、白菜和油毛菜间作及套作马铃薯、豌豆和西葫芦对重金属Cd、Pb、Cu累积含量的影响。结果表明,玉米与油毛菜间作与单作相比较,玉米中Cd含量显著下降了72.9%,油毛菜中Cu含量显著下降了49.8%,套作西葫芦时Pb含量显著下降了56.8%;间套作条件下,显著降低了重金属Cd、Pb、Cu在玉米和蔬菜可食部分的累积含量,与单作相比平均下降了30%、37.9%和28.6%。玉米和不同蔬菜间套模式是抑制作物可食部分吸收累积重金属Pb、Cu、Cd含量的有效措施。     

Adsorption density,mobility and limit values of Cd,Zn, Cu and Pb in acid forest soils

To investigate Cd, Zn, Cu and Pb adsorption in acidified forest soils, six soil samples of the aluminium buffer range were selected and analyzed for their physical and chemical properties. Determination of the specific surface area using ethylene glycol monoethyl ether (EGME) adsorption yielded a characteristic value of the solid phases, which can parameterize the major properties of the various soil constituents with sufficient accuracy.

Traditional adsorption isotherms reveal the relation between the amount of a heavy metal adsorbed and the heavy metal concentration in the soil solution only for the soil under study and can therefore not be applied to other soils. To meet the aim of modelling heavy metal adsorption and mobility also for soils differing greatly in their properties, it was attempted to establish a generalizing adsorption isotherm for soils of entirely different composition of the solid phase. The generalizing adsorption density isotherms introduced in the following provide a useful mathematical model for the quantity/intensity relation of heavy metals in soils that differ greatly in their specific surface area and their composition.

It is also shown that limit values which take into account the major quantities influencing heavy metal adsorption and mobility in acid soils can be established from the regression equation between the adsorption density of a heavy metal (ions/m² specific surface area) and its concentration in the soil solution. In particular in view of the groundwater contamination to be expected if acid rain and, as a result, soil acidification continues, these limit values seem to provide considerably more information than the European limit values, given in mg heavy metal /kg soil, which are presently valid for any soil condition and property.     

兰州土壤-蔬菜系统铅污染特征及全钾速效钾与pH对其富集特性影响

通过野外调查取样与实验测定相结合的方法,对兰州市农业生态系统土壤-蔬菜体系49个样点进行研究,分析探讨了研究区蔬菜与土壤的铅污染水平以及蔬菜铅富集效应特性。结果表明：①蔬菜种植地土壤铅平均含量为26.30 mg.kg-1,合格率为93.62%,在不同县区存在显著差异,其大小顺序为红古区〉榆中县〉永登县;②蔬菜铅平均含量为0.59 mg.kg-1,合格率为60.78%,在不同县区存在显著差异,其大小顺序为永登县〉榆中县〉红古区;③蔬菜铅富集系数为（1.69±2.99）%,永登县蔬菜的铅富集能力显著高于榆中县和红古区,不同种类蔬菜铅富集能力在不同县区具有差异性;④土壤全钾除与白菜和甘蓝有正相关性以外,与其他蔬菜均为负相关性,其中与白菜、番茄、土豆显著相关,与胡萝卜为极显著相关;⑤土壤速效钾与各种蔬菜的铅富集能力均为正相关性,其中与胡萝卜、甜菜、甘蓝为显著正相关,与番茄、土豆、菜花为极显著正相关;⑥土壤pH值与胡萝卜、甜菜铅富集系数呈显著负相关,与菜花呈极显著负相关。研究表明,兰州市不同蔬菜产区的各类蔬菜对土壤铅的富集具有明显的差异性,同时不同形态的钾元素及土壤pH值对蔬菜铅富集能力具有显著的影响。     

绿化植物废弃物对重金属迁移的影响

采用土柱模拟实验,比较研究了覆盖绿化植物废弃物与土壤之上和绿化植物废弃物与土壤混合处理对城市绿地土壤中重金属淋溶的影响。结果表明,Zn、Pb和Cd均在80天后淋溶完全,而Cu有所不同,在80天后又有增加的趋势,原因可能跟重金属与有机质的结合能力有关。此外,绿化植物废弃物与土壤相混合能抑制Cu、Zn、Pb和Cd向下淋溶,而绿化植物废弃物覆盖于土壤之上则有促进Cu、Zn、Pb和Cd淋溶的趋势,且不论是混合处理还是覆盖处理,20cm厚绿化植物废弃物的处理均比10cm厚绿化植物废弃物处理对Cu、Zn、Pb和Cd的促进或抑制作用大。研究还得知,Cu、Zn、Pb和Cd的迁移还与土壤pH有关,低pH土壤有利于重金属的淋溶。     

不同品种油葵对盐胁迫响应研究

通过盆栽试验,研究了盐胁迫对不同品种油葵出苗、生长、产量及植株Na+和K+吸收的影响,明确不同品种油葵对盐胁迫效应的差异。结果表明,随土壤盐浓度的升高,油葵的出苗率、株高、产量和生物量均有所下降,新葵杂6号受到的抑制作用更加明显;与全生育期的相比,各品种在出苗阶段的耐盐性远高于成苗至成熟期阶段,低盐胁迫对油葵的出苗和后期生长均有一定的促进作用。研究发现当盐胁迫对油葵苗期生长的相对抑制率超过40%时不能完成其生活史,超过50%时则不能生长至成熟期,在显蕾或花期枯死。随着盐胁迫程度的加剧植株中Na+的含量成倍增加,K+/Na+显著降低,而K+含量变化较小,适宜的盐浓度可促进植株对钾的吸收,但品种间存在较大的差异,在同一盐浓度下油葵植株中Na+含量陇葵杂1号<法A15<新葵杂6号,而K+含量与K+/Na+则刚好相反,各品种对盐胁迫的敏感性均为花期、显蕾期>苗期>成熟期;减少植株对Na+的吸收,维持K+的稳定性,保持较高K+/Na+是品种耐盐的重要机制之一,三个油葵品种中,陇葵杂1号耐盐性最强,其次为法A15,新葵杂6号耐盐性较差。