黑麦草对土壤中Cd不同赋存形态的吸收规律

通过在3种典型土壤中种植黑麦草的盆栽实验,研究了黑麦草吸收镉量和土壤中镉负荷及土壤镉赋存形态的相关关系。结果表明,随着镉负荷增加,黑麦草吸收镉量明显增加。在3种土壤中黑麦草吸收镉量大小顺序为:红壤>黄棕壤>潮土。黑麦草吸收镉量除受镉负荷影响外,与镉在土壤中的形态分布密切相关,黑麦草吸收的镉主要是土壤中的交换态镉和松结有机态镉。     

磷灰石、石灰对Cd胁迫下黑麦草根形态及Cd吸收影响研究

为考察磷灰石、石灰和黑麦草对Cd污染土壤的修复效果,通过盆栽试验研究了不同剂量磷灰石(0、6、12、24 g·kg^-1风干土,编号为CK、L1、L2、L3)和石灰(1、2、4 g·kg^-1风干土,编号为S1、S2、S3)对Cd胁迫下黑麦草生物量、根形态、黑麦草Cd含量、Cd富集量、富集系数、土壤pH、土壤有效态Cd含量等的影响。结果表明,磷灰石、石灰处理(L1,S1除外)显著增加了黑麦草生物量、根长、根表面积、根体积、根尖数、Cd富集量和土壤pH,显著降低了黑麦草Cd含量、Cd富集系数、根平均直径和土壤有效态Cd含量。相关性分析结果表明:除根平均直径为正相关关系外,黑麦草根长、根表面积、根体积、根尖数与土壤有效态Cd含量、黑麦草地上部分及根系Cd含量、Cd富集系数呈显著或极显著负相关关系;除根平均直径为负相关关系外,其他根指标与黑麦草地上部分及根系生物量、Cd富集量呈极显著正相关关系。其中,L3处理黑麦草地上部分及根系生物量达到CK处理(不添加改良剂)的176.0倍和174.4倍;根平均直径相比CK降低了29.4%,根长、根表面积、根体积和根尖数分别为CK处理的20.2、21.0、21.3倍和24.5倍;黑麦草地上部分及根系Cd富集量达到CK处理的89.6倍和100.9倍。研究表明,根形态受土壤有效态Cd含量的影响显著,并可通过影响黑麦草生物量及Cd吸收决定其Cd富集量,施用24 g·kg^-1的磷灰石并种植黑麦草能很好地修复Cd污染土壤。     

黑麦草与丛枝菌根对番茄Cd质量分数及根际Cd形态的影响

采用大田试验研究在重金属Cd(5.943mg/kg)污染下,黑麦草和丛枝菌根对2个品种番茄("德福mm-8"和"洛贝琪")产量,Cd质量分数以及对根际Cd形态的影响.结果表明,黑麦草和丛枝菌根单一或复合处理使2个品种番茄果实、叶、茎、根及植株总干质量不同程度增加,增幅达2.67%~38.42%;同时显著降低2个番茄品种的果实、叶、茎及根部的Cd质量分数,降幅达4.59%~42.45%.番茄叶、根和茎为Cd主要积累部位,果实中Cd积累较少."洛贝琪"表现出Cd低积累特性,其果实Cd质量分数、积累量及植株Cd总积累量均低于"德福mm-8".在Cd污染土壤上,种植番茄的同时套种黑麦草或接种丛枝菌根,可减少土壤中可交换态(EXC-Cd),碳酸盐态(CABCd),铁锰氧化态(Fe-Mn-Cd)及Cd全量,其中土壤Cd全量降幅达8.65%~23.21%("德福mm-8")和15.89%~27.52%("洛贝琪").番茄果实Cd质量分数与土壤可交换态Cd,铁锰氧化态Cd质量分数之间呈显著正相关性关系(p0.05).接种丛枝菌根能促进黑麦草的生长及其对Cd的吸收,黑麦草地上部及总生物量、黑麦草Cd质量分数及Cd积累量均显著增加,分析番茄Cd质量分数与黑麦草Cd质量分数,二者呈显著负相关性(p0.05).     

模拟酸雨对黑麦草草茬还田后水稻土壤质量的影响

[目的]为了研究黑麦草草茬还田对酸化水稻土质量的影响。[方法]采用室内培养模拟酸雨淋溶条件的方法(p H分别为3.5、4.5和5.5,并以p H 6.5为对照)。[结果]在模拟酸雨环境下,水稻土中有机质、全氮、全磷和速效磷含量在黑麦草草茬还田后随p H的下降有不同程度增加,但增幅有限。然而,土壤活性有机碳、微生物量氮则呈现相反的变化趋势,微生物量碳、磷随酸雨p H先升高后减低。强酸(p H≤3.5)抑制了黑麦草草茬还田后水稻土壤中过氧化氢酶、脲酶、蛋白酶和酸性磷酸酶活性。[结论]酸雨能在短时间内加速黑麦草草茬分解腐烂和养分释放。     

模拟酸雨对羟基磷灰石稳定化污染土壤磷/镉释放的影响

通过室内土柱淋溶实验,以0.5%的质量比向镉污染土壤中添加羟基磷灰石(HAP),考察p H值为3.5、4.5和5.6的模拟酸雨对土壤磷和镉释放的影响。结果表明:淋出液p H随着酸雨p H降低逐渐下降,HAP处理使淋出液p H较未处理土壤淋出液显著增加0.3~1.5个单位。淋出液总磷和正磷酸盐含量均随酸雨p H的降低而增加,且HAP处理显著增加了淋出液中总磷和正磷酸盐含量;总磷含量在第1~3 L和4~6 L分别是《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)五类水标准(总磷含量0.4 mg·L-1)的2.70~3.55倍和1.25~2.15倍,对地表水表现出较大的富营养化风险。较未处理土壤,HAP处理显著降低了淋出液中Cd含量,随酸雨p H降低,未处理土壤淋出液Cd含量逐渐增加,而HAP处理土壤淋出液Cd含量逐渐降低。因此,HAP能够显著减少酸雨淋溶对污染土壤中Cd的淋失,但需防止磷素释放造成地表水体富营养化。     

Cd和模拟酸雨复合污染对密叶绢藓生理生化指标的影响

[目的]为密叶绢藓作为环境监测的指示植物提供参考。[方法]通过实验室模拟试验,研究了重金属Cd（0~50 mg/L）和模拟酸雨（pH值分别为3.5、4.5和5.6）复合污染对密叶绢藓生理生化指标的影响。[结果]随着酸雨强度的增大和Pb处理浓度的增加,密叶绢藓的可溶性蛋白质含量在Cd浓度为20 mg/L,pH值为3.5时达到最大值,比对照高出40.91%;超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性则是先升高后降低;而可溶性糖和游离脯氨酸含量则是随着Cd含量的增加而增加,在pH值3.5酸雨胁迫下,密叶绢藓受害程度最高。[结论]密叶绢藓对酸雨有较好的耐受能力,酸雨和Cd复合污染比单一污染对密叶绢藓造成的胁迫更严重。     

模拟酸雨对土壤微形态的影响

对4种土壤进行各种模拟酸雨处理,土壤基质颜色、微结构、骨骼颗粒、形成物等土壤微形态特征均发生变化。变化程度与土壤本身的酸度有密切关系。     

模拟酸雨条件下铁硅材料和生物炭对土壤镉砷形态及生物有效性的影响

采用温室盆栽实验,研究了模拟酸雨条件下铁硅材料、鸡粪及其高温裂解生物炭单施或复配对土壤Cd、As形态及生物有效性的影响。结果表明:酸雨导致土壤p H值显著降低,并提高土壤有效态Cd、As含量,几种钝化剂的添加能提高土壤p H值0.41~1.34个单位,铁硅材料与生物炭组合能显著降低土壤Cd、As有效态含量。酸雨对蔬菜的生长有显著抑制作用,并促进重金属在蔬菜体内积累,且显著增加铁硅材料和生物炭单一处理蔬菜对Cd、As的吸收,而铁硅材料与生物炭复合处理可以有效抵御酸雨的不良影响。土壤重金属的化学形态分析显示,酸雨处理显著提高土壤中水溶交换态Cd(1 mol·L-1Mg Cl2提取)比例,降低有机硫化物态和残渣态Cd比例。铁硅材料与生物炭复合处理(IS+BC700)土壤中水溶交换态Cd显著降低,土壤中Cd形态主要向铁-锰氧化物结合态和有机硫化物结合态转化且土壤中残渣态Cd比例升高,从而显著降低其生物有效性。IS+BC350组合处理显著降低土壤中非专性吸附态As比例。本研究表明铁硅材料与生物炭的组合可以有效缓解酸化条件下镉砷复合污染农田土壤重金属对作物的毒害作用。     

酸性土壤改良对土壤镉形态改变及树仔菜镉含量的影响

[目的]镉(Cd)是有毒重金属元素,是农产品质量安全的质量控制指标.研究酸性土壤改良肥对土壤Cd形态转化及树仔菜中Cd含量的影响,为栽培低镉优质树仔菜提供科学依据.[方法]以液态酸性土壤改良肥对树仔菜种植试验区土壤进行改良处理,用原子吸收技术在试验过程中定期监测试验区和对照区土壤镉离子(Cd2+)形态含量及树仔菜样品中的Cd含量,并对其变化规律进行分析.[结果]施用液态酸性土壤改良肥后,试验区土壤pH由酸性调节至弱酸性,Cd的水溶态、离子交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和总有效态等含量均显著低于对照区(P<0.05),而残渣态约是对照区的3倍;对照区和试验区土壤有效态Cd含量分别为0.066和0.023 mg/kg,试验区树仔菜样品中的Cd含量极显著低于对照区(P<0.01),且符合无公害蔬菜安全标准限量值(0.05 mg/kg)要求.[结论]液态酸性土壤改良肥可有效提高土壤pH,降低土壤中Cd2+活性,提高树仔菜的品质,达到无公害蔬菜安全标准要求.     

模拟酸雨对羟基磷灰石稳定化土壤镉的分布、可浸出性及生物可给性的影响

通过室内土柱淋溶实验,以0.5%的质量比向镉污染土壤中添加羟基磷灰石(HAP),以不施HAP土壤为对照,考察p H 3.5、4.5和5.6的模拟酸雨对土壤镉的分布、可浸出性、生物可给性及其健康风险的影响。结果表明:酸雨淋溶显著降低了对照处理表层土壤p H,添加HAP增加了土壤对酸雨淋洗的缓冲能力,土壤p H较对照高约1个单位。对照处理酸雨p H的降低加剧了Cd在土柱内的下移,但HAP处理各土层全Cd分别较对照0~5 cm和5~10 cm土壤高出8.54~10.0、3.13~3.29 mg·kg-1。对照处理土壤在酸雨作用下可浸出性Cd含量从0~5 cm的0.17~0.23 mg·L-1增加到10~20 cm的0.61~0.68 mg·L-1,但HAP处理各土层可浸出性Cd维持在0.45~0.50 mg·L-1。总体上,对照和HAP处理土壤胃液和肠液阶段溶解态Cd含量及胃液阶段Cd的生物可给性均随酸雨p H的降低而降低。与对照相比,HAP处理土壤增加了胃液和肠液阶段溶解态Cd含量及胃液阶段Cd的生物可给性,但显著降低了肠液阶段Cd的生物可给性。对照和HAP处理土壤胃液和肠液阶段无意摄入土壤中Cd对儿童的每月允许摄入量PTMI(Provisional tolerable monthly intake)贡献率均随酸雨p H的降低而降低,且HAP处理显著高于对照。以上结果表明高强度酸雨淋溶下,HAP能够有效提高土壤对酸雨的缓冲能力,降低土壤Cd的淋失,但增加了表层土壤Cd的生物可给性及人体健康风险,需要引起特别关注。     

土壤铅镉的磷酸盐钝化及其在模拟酸雨下的淋溶特征

为探究磷酸盐在不同水分条件下对土壤铅(Pb)、镉(Cd)的钝化效果及其在酸雨淋溶下修复时可能造成的重金属淋失风险,选择安徽铜陵某矿区周边Cd、Pb污染水稻土为研究对象,对比磷酸氢二铵(DAP)和磷酸三钙(TCP)在不同用量及不同土壤含水率下对Cd、Pb的修复效果,并探讨模拟酸雨条件下含磷钝化剂施用后对Cd、Pb修复稳定性的影响。结果表明:施用两种磷肥均能降低土壤中有效态Cd、Pb含量,DAP使土壤有效态Cd含量降低了41.87%～65.62%,有效态Pb含量降低了38.83%～76.98%;TCP处理下有效态Cd、Pb含量分别降低了39.55%～56.17%、37.52%～66.46%。75%最大田间持水量下有效态Cd含量分别下降了21.22%(TCP)、23.45%(DAP),有效态Pb含量分别下降了14.22%(TCP)、9.28%(DAP)。磷肥对Cd、Pb的固定作用随着酸雨淋溶量增加而减弱,两种磷肥处理下,土壤5～55 cm深度范围内Pb的平均含量分别为47.23 mg·kg^-1(DAP)和53.21 mg·kg^-1(TCP),不同酸...     

模拟酸雨对玉米幼苗生理与根际微生物的影响

以玉米为试验材料,研究模拟酸雨对玉米幼苗生长指标、若干生理指标及对其根际土壤微生物的影响．结果表明,随着模拟酸雨强度的增强玉米幼苗生长受到了抑制,玉米幼苗叶片的叶绿素含量和叶绿素a／b比值呈下降趋势,SOD活性却随着酸雨强度的增加呈先增加后降低的趋势,模拟酸雨引起玉米根际土壤中微生物总量的降低,酸雨处理结束后,植物叶片质膜透性和叶绿素含量的变化峰值多出现在72h左右,各处理间仅变化幅度存在差异．     

模拟酸雨对玉米幼苗根部土壤的影响

以玉米为试材,研究模拟酸雨对玉米幼苗根际土壤若干肥力因素、氮素生理类群细菌和土壤酶活性（蔗糖酶和脲酶）的影响.结果表明,随着模拟酸雨强度的增强,全氮、全磷、全钾和速效磷的含量呈先增加后降低的趋势;而碱解氮和速效钾的含量则随着pH值的降低而降低.模拟酸雨能抑制氮素生理类群细菌的生长和繁殖;随着酸度的增加,蔗糖酶活性呈降低的趋势,而脲酶活性则先增加后降低.     

模拟酸雨对植物形态学效应的影响

以不同pH值的溶液模拟酸雨对6种南方城市常用的绿化植物进行处理,来研究酸雨对植物叶面积、单叶质量、根冠比等形态学效应的影响。结果表明,6个树种的3个形态学指标都受到一定的影响。①pH为5.0,4.0和3.0的模拟酸雨降低了广玉兰Magnoliagrandiflora,樟树Cinnamomum camphora,桂花Osmanthus fragrans的叶面积。②pH为5.0,4.0和3.0的模拟酸雨降低了广玉兰、樟树、桂花的单叶质量,使杜鹃Rhododendron simsii叶片的单叶质量增加。③模拟酸雨促进樟树、红花木Loropetatum chinensevar.rubrum地下部分的生长,使二者的根冠比增大;与此相反,皋月杜鹃Rhododendron indicum的根冠比在模拟酸雨的作用下减小。④从植物形态学角度上看,广玉兰和桂花2个树种不适于在自然降水pH≤4的环境中生存,皋月杜鹃不适于在自然降水pH≤3的区域生存。图1表2参13     

模拟酸雨与镉复合胁迫对玉米幼苗生理状况的影响

为探讨酸雨与重金属镉复合胁迫对作物（玉米幼苗）生长的影响机制,通过温室盆栽试验,分别进行了不同强度酸雨单一处理（酸雨pH分别为5、4、3、2）和不同强度酸雨（酸雨pH分别为5、4、3、2）与5 mg·kg^-1 Cd²⁺的复合处理两个试验系列。采用分光光度法等对玉米幼苗生长指标（种子萌发率和幼苗株高、根长、株质量、根质量）、抗氧化酶（过氧化物酶POD、过氧化氢酶CAT、超氧化物歧化酶SOD、谷胱甘肽-S-转移酶GST）活性及叶绿素含量进行了测定。结果表明,与其各自空白对照（pH=6.5）相比,随酸雨强度的增大,单一及复合胁迫均导致玉米种子萌发率降低;而幼苗株高、根长和植株鲜质量则呈先促后抑的趋势。单一和复合胁迫酸雨强度敏感点分别为pH值等于3和4。两种胁迫SOD、POD活性均先升后降,单一和复合胁迫酸雨强度敏感点分别为pH值等于3和4;CAT、GST活性单一胁迫下表现为持续上升,复合胁迫下则先升后降,pH值等于3为其敏感点。两种胁迫的叶绿素含量均先升后降,单一和复合胁迫敏感点分别为pH值等于4和5。酸雨单一胁迫及其与重金属镉复合胁迫对玉米幼苗的影响均随酸雨强度的升高表现为双阶段性：低强度促进、高强度抑制。与同强度酸雨单一处理相比,Cd²⁺的存在,加大了酸雨单独存在时对玉米幼苗的损害作用。     

模拟酸雨对台湾桤木光合特性的影响

通过模拟酸雨实验,研究酸雨胁迫（pH2．5、3．0、35、4．0、4．5）对台湾桤木光合作用的影响。结果表明,随着酸雨酸度的降低,台湾桤木叶片的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度呈上升趋势。pH2．5时,叶片的净光合速率达最低点,比对照（CK）降低28．6％;pH4．5时,叶片的净光合速率比CK高10．2％;pH2．5时,叶片的蒸腾速率达最低点,比cK降低59．5％,而pH3．0、3．5、4．0、4．5分别比CK降低57．4％、53．1％、50．1％和34．7％。随着酸雨胁迫时间的持续,台湾桤木叶片净光合速率先降低后升高,蒸腾速率先升高后降低,气孔导度先降低后升高;胞间CO2浓度前期降低,9月达最低,其后又升高;气孔限制值先升高后降低,水分利用效率先降低后升高。     

模拟酸雨对我国亚热带森林土壤有机碳矿化的影响研究

酸雨污染已成为威胁土壤和植物健康的全球性环境问题。为探究酸雨对我国亚热带森林土壤有机碳矿化的影响,选取南京紫金山区域酸碱性不同的森林土壤,通过室内培养试验,以仅添加纯水(CK)和纯水+凋落叶(T0)为对照,模拟凋落叶添加后,pH分别为1.65(T1)、3.67(T2)、5.55(T3)的酸雨对土壤有机碳矿化的影响。结果表明,碱性土壤条件下,各处理CO₂累积排放量为1.67～3.35 g·kg^-1,表现为T3>T2>T1>T0>CK;而在酸性土壤中,CO₂累积排放量为0.99～3.90 g·kg^-1,表现为T3>T0>T2>CK>T1。与CK相比,添加凋落叶(T0)后,酸性、碱性土壤CO₂累积排放量分别增加了41.20%和71.72%。轻度酸雨(T3)能促进CO₂排放,加快凋落叶的分解;重度酸雨(T1)会显著抑制酸性土壤有机碳和凋落叶的矿化(P<0.05),但加速了碱性土壤有机碳和凋落叶的矿化;而中度酸雨...