诸暨市不同作物对土壤镉铅吸收的研究：富集系数和安全阈值

不同作物对重金属的吸收能力有较大的差异,对此了解有助于因地制宜地选择合适的农作物进行污染耕地的安全利用。文章以诸暨市为例,同时采集了489对不同作物可食部位与对应耕层土壤样品测试镉、铅含量,计算了农作物可食部位镉、铅的富集系数,制订了稻谷、瓜茄果菜和叶菜安全生产的土壤镉、铅阈值。结果表明：农作物对镉的富集能力明显高于对铅的富集,市内农田土壤镉污染风险较高,发生铅污染的风险较小。不同作物对镉的富集系数有很大的变化,稻谷、花生中镉的平均富集系数高于蔬菜。叶菜对镉的富集系数高于根茎蔬菜、豆类蔬菜及瓜茄果类蔬菜。镉污染农田可种植玉米、番薯替代水稻,降低污染风险;在污染农田中种植蔬菜,应优先考虑种植瓜茄果蔬菜、根茎蔬菜或豆类蔬菜。对比分析表明,市内农产品镉、铅卫生质量状况与土壤环境质量类别存在明显的交错现象;在土壤环境质量筛选值以下,仍然存在稻谷镉超标的风险。但调查结果也表明,瓜茄果类蔬菜和叶菜安全生产的镉和铅阈值低于筛选值,酸性、微酸性和中性土壤中当镉含量分别在1.00、1.40、4.20 mg/kg以下及铅含量分别在141、448、1530 mg/kg以下时,没有发现瓜茄果蔬菜重金属超标;土壤镉含量分别在0.32、0.50和2.00 mg/kg以下和铅含量分别在87.30、121.00、164.00 mg/kg以下时,没有发生叶菜重金属超标现象。     

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。     

铜、镉污染对小麦种子萌发及幼苗生长的影响

以小麦种子为试材,通过水培试验研究了铜、镉污染对小麦种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明,在实验所选的胁迫浓度范围内,单一铜污染时,对小麦种子萌发初期有短暂的促进作用,小麦种子发芽率随着Cu2+浓度的升高,呈先升后降。在20 mg/L Cu2+处理时出现了毒性兴奋效应现象。铜、镉污染对小麦幼苗的苗长和根长的抑制作用较为显著。根据综合效应指标,铜、镉复合污染对小麦种子萌发的影响表现形式为铜、镉的协同作用。     

不同土壤改良剂对水稻吸收和积累镉的影响

探究不同市售土壤改良剂在镉(Cd)污染稻田中的应用效果,保障水稻的安全生产。选用6种市售土壤改良剂（“特贝钙”、“土沃宝”、“鲁西”、“康源邦尔”、“育壤康”、“初养”）,在Cd中度污染稻田中开展田间试验,测定了土壤理化性质,有效态Cd含量,水稻各器官中Cd含量以及水稻产量。结果表明：施用土壤改良剂后土壤pH平均提高0.22个单位,碱解氮、有效磷、速效钾和有机质分别平均提高7.27%、7.44%、7.39%、2.99%;水稻株高、穗重、千粒重和产量分别平均提高4.72%、4.54%、3.50%、4.26%;土壤有效态Cd含量显著下降0.17 mg/kg,降幅为36.59%,糙米Cd含量显著下降57.72%。供试的6种市售土壤改良剂对于Cd中度污染农田中水稻产量的增加有一定的效果,对吸收和积累Cd具有明显的抑制作用,其中“土沃宝”土壤改良剂在降低土壤有效态Cd和糙米中的Cd含量作用效果最好,可进行推广应用。     

15个水稻品种稻谷镉富集特性及其安全风险评价

为了探明当前漳州市长泰区种植的水稻品种稻谷对镉的富集特性及其质量安全,以当地15个水稻主栽品种为试材,采用添加镉源的盆栽试验及大田试验,考察稻谷对镉的富集系数及评价其质量安全风险。结果表明,在弱酸性(5.5相似文献   

8个红麻品种苗期对重金属镉耐性及富集特征

利用红麻替代水稻种植是重金属重度污染土壤修复治理的有效措施。为筛选出适用于镉污染土壤高耐高富集红麻品种,本研究采用水培试验,以6个农艺性状为耐性评价指标,结合红麻不同部位镉含量和积累量进行分析。结果表明,8个品种耐性指数存在较大差异,株高、茎粗、地上部鲜重、根系鲜重、叶片长宽乘积和叶片SPAD值耐性指数分别为0.377～0.461、0.517～0.649、0.167～0251、0.108～0.225、0.320～0.435和0.545～0.822,耐性指数综合隶属函数值范围为0.293～0.688,以‘浙8310’、‘新安无刺’最高;各品种转移系数均小于1,以‘福红992’最高,达0.93;幼苗单株镉总提取量为241.79～341.13 g,以‘浙832’和‘青皮3号’最高;总体而言,‘新安无刺’在镉胁迫条件下耐性指数和镉积累量表现出较大优势,可用于镉污染土壤替代种植。     

镉胁迫对小麦、玉米种子萌发及幼苗生长的影响

为探讨重金属镉对不同作物种子萌发及幼苗生长的影响,于2018年3-5月,以小麦矮抗58和玉米提纯958为研究对象,利用光照培养箱进行培养,研究不同浓度镉胁迫下小麦、玉米种子的萌发及幼苗生长特征。结果表明:随镉胁迫浓度的增加,小麦种子的发芽势、发芽率及发芽指数均表现为先增加后降低,且在镉胁迫浓度为20 mg·L^-1和50 mg·L^-1时,发芽势、发芽率及发芽指数为最大;随镉胁迫浓度的增加,玉米种子发芽势、发芽率及发芽指数均表现出下降趋势,但各处理间均无显著差异(p>0.05)。小麦种子活力指数随镉胁迫浓度的增加逐渐降低,且在镉浓度为150 mg·L^-1和200 mg·L^-1时表现最为显著(p<0.05);玉米活力指数则随镉胁迫浓度的增加显著降低(p<0.05)。镉胁迫对小麦、玉米根长的抑制率均高于对芽长的抑制率,且不同浓度镉胁迫对小麦幼苗根长和苗长的抑制率低于玉米幼苗,当镉胁迫浓度高于100 mg·L^-1时,玉米幼苗的根长抑制率为100%。研究表明,小麦种子萌发对镉胁迫的响应为"低促高抑",而镉胁迫对玉米种子的萌发影响不显著;小麦、玉米幼苗生长均受镉胁迫的显著抑制,且玉米幼苗受镉胁迫的抑制作用较强。     

镉对小麦幼苗的生长和生理生化反应的影响

镉对小麦幼苗和根系生长有抑制作用,尤以对根系的抑制更为显著,但镉浓度为5ppm时,有刺激生长的作用.幼苗的脯氨酸和可溶性蛋白质含量随镉浓度的增加而增加,尤其在高浓度镉下脯氨酸含量剧增,电解质外渗率也明显增大.镉使胚乳中的α-淀粉酶活性降低,这种效应随镉浓度增高而加强,随幼苗的生长却趋于减弱.镉诱导根的正、负极向过氧化物酶同工酶产生新谱带,并使原有的一些谱带活性增强.上述结果显示出镉使小麦幼苗的细胞结构和功能受到损害,而小麦幼苗对镉害也表现出一定的适应性保护反应.     

镉对小麦种子萌发、幼苗生长及抗氧化酶活性的影响

为了防止重金属毒害的发生和在环境监测中对重金属的评价,以小麦为试验对象,采用室内培养方法,研究了不同浓度镉胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长、丙二醛及抗氧化酶系统的影响,结果表明,较低浓度镉胁迫对种子发芽率、发芽势、芽生长的抑制效应较小.随着镉胁迫浓度的提高,发芽指数、活力指数及根生长明显受抑制,且镉胁迫浓度越大,抑制作用越大.随着镉浓度的增加,幼苗根、芽中的MDA含量、G-POD明显增加,SOD活性呈现先增加后降低的趋势,其中根的SOD活性在1 000 μmol/L Cd胁迫下略低于对照,而CAT、APX活性总体呈下降趋势,且浓度越高下降幅度越大,表明遭受了氧化胁迫和膜脂过氧化损伤,这可能是镉胁迫下小麦幼苗根生长受阻的重要原因.     

3个陆地棉种质(系)重金属镉的积累、转运和富集特性分析

以2个转基因陆地棉种质系(ZD-90和SGK3)和陆地棉标准系TM-1为材料,于2009-2010年进行盆栽试验,对镉胁迫下棉花植株不同器官镉的累积、转运和富集特性进行了研究。结果表明,3个棉花种质(系)不同器官镉的累积量随镉胁迫浓度的增加而增加,其中纤维中镉累积量最低,叶柄中镉累积量最高;营养器官镉累积量远高于种子和纤维。各器官累积镉能力的顺序为:纤维<种仁<棉子壳<根<叶片<茎秆<铃壳<叶柄。3个棉花种质(系)各器官的镉转运能力和富集系数与镉累积能力顺序一致,但品种间有显著差异,SGK3和ZD-90的镉累积能力和镉富集系数高于TM-1。棉花具有较强的吸收、转运和聚集重金属镉的能力,体内存在较好的镉运输机制,具备作为超富集植物的基本特征,可以作为超富集植物来治理土壤镉污染。     

6种植物对土壤中镉的富集特性研究

[目的]为了筛选出能适应湖南省重金属污染农田的镉移除植物,[方法]以甜高粱、生物质高粱、玉米、油葵、商陆、籽粒苋为材料,在醴陵市、株洲县和湘潭县重金属镉污染区开展田间试验,研究这6种植物对土壤中重金属镉的富集特性。[结果]结果表明：植株中镉的含量高低受植物品种和土壤中镉的含量影响较大,3个试验点中6种植物地上部分重金属镉的含量高低顺序为：籽粒苋＞商陆＞生物质高粱＞油葵＞甜高粱＞玉米,且株洲＞湘潭＞醴陵。除玉米外,其他植物地上部对重金属镉的富集系数均大于1,具备对镉的富集特性,其中籽粒苋对重金属镉的富集系数最高。[结论] 籽粒苋对镉有很强的富集性,是修复土壤重金属镉污染的良好材料。     

中华绒螯蟹不同可食部位对重金属镉的富集效应研究

在实验室模拟条件下构建养殖生态系统,设置4个镉暴露浓度(0、5、50和100μg?L^?1)来探究镉在中华绒螯蟹体内不同可食部位(性腺、蟹身肉、蟹腿肉)的富集残留效应差异。结果表明：1、镉在中华绒螯蟹体内的残留值为性腺>蟹身肉>蟹腿肉,且性腺的占比均达85%以上。2、各可食部位镉的残留量随暴露时间的增加而增加,且与水环境中镉的浓度呈正相关。同一可食部位,低、中和高浓度处理的富集系数与水环境中镉浓度呈负相关;同一浓度处理下,中华绒螯蟹体内不同可食部位的富集系数均为性腺>蟹身肉>蟹腿肉。3、镉在中华绒螯蟹体内的残留可能存在一定的性别差异。研究结果系统揭示水环境中镉在中华绒螯蟹体内不同可食部位的富集残留差异,为镉在中华绒螯蟹体内的分布、富集和迁移规律提供理论依据,为我国中华绒螯蟹的安全养殖和质量控制提供科学依据。     

桑树品种间重金属镉的分布与富集规律研究

为探究桑树品种间重金属镉的分布与富集规律,选择‘农桑14号’、‘强桑1号’、‘粤桑11号’3个桑品种,并设置15000株/hm~2、30000株/hm~2、45000株/hm~2的栽植密度在镉超标农田上开展试验。根据样品检测与统计分析的结果得出:从土壤中吸收的镉50%左右分布在桑树根部,其次为分枝、主茎和叶,桑树品种与栽植密度及其互作对各取样部位(除桑叶外)的镉总量均有显著影响。在镉含量为2.93 mg/kg的农田中,15000株/hm~2栽植模式下的‘粤桑11号’品种富集镉能力最强。桑树对镉的富集系数为0.107,桑树对镉的转移系数为0.243,两者均不受桑树品种与栽植密度及其互作的影响。     

作物吸收富集镉研究进展

土壤镉污染已经成为一个重要的环境问题,植物镉的吸收富集已引起全世界学者的关注。回顾和总结了国内外学者对几种作物镉积累的特点,对比分析了它们可食部位镉的富集系数,并提出了植物吸收积累镉的可能的机制及降低植物镉吸收的方法,最后提出了降低植物镉吸收方面存在的问题和对未来的展望,为今后降低植物镉吸收、防治植物镉污染提供重要的理论指导和思路。     

综合降镉技术在重金属轻度污染农田中对稻米镉含量的影响

试验以湘潭县杨嘉桥镇原种场轻度污染农田为对象,早稻以‘中嘉早17号’和‘湘早籼24号’为供试品种,晚稻以‘H优518’和‘岳优27’为供试品种,采用"VIP+n"综合降镉技术,开展"VIP+n"修复技术模式区域化研究与示范工作,旨在探究不同"VIP+n"降镉技术组合模式在轻度镉污染区域的适应性,围绕轻度镉污染区域的生态、经济、种植习惯因地制宜地构建最佳"VIP+n"县域本土化技术模式。结果表明:早稻米镉含量低于晚稻;不同"VIP+n"降镉技术组合模式在轻度镉污染区域适应性良好且降镉率至少在40%以上,都能够降低稻米镉含量并使其远低于国家标准0.2 mg/kg。结论:从生态效益、经济效益和稻米降镉效果来看,"当地水稻品种+撒施石灰"修复技术组合是降低轻度重金属污染农田稻米镉含量的最佳推广模式。     

镉胁迫对圆叶决明幼苗生长及镉吸收的影响

为探明圆叶决明的耐镉性,笔者采用营养液培养试验的方法,研究了不同浓度镉胁迫对圆叶决明‘CIP86134’和‘ATF3248’幼苗生长发育、矿质养分吸收、Cd的吸收累积及其分布的影响。结果表明：镉胁迫抑制圆叶决明幼苗的生长,株高和出叶速度均低于对照;降低了圆叶决明生物产量和减少Ca、Mg、Cu、Zn 的吸收。‘CIP86134’和‘ATF3248’对Cd的忍耐浓度分别为33.4 mg/kg 和33.1 mg/kg,为非耐镉性植物。通过形态诊断、生物产量、Cd 的吸收累积量等指标的比较,‘CIP86134’的耐镉能力较‘ATF3248’强。对于Cd污染土壤的生态修复来说, ‘CIP86134’ 是更为适宜的品种。     

镉胁迫对小麦生长发育的影响

为了探究小麦种子萌发、幼苗生长时期对镉胁迫的耐性及镉毒害机理,以商麦156为试材,采用不同浓度镉胁迫(0、0.04、0.4、0.8、1.2 mmol?L_-1)的无土栽培试验,研究了镉胁迫对小麦种子萌发、幼苗生长、渗透调节物质及保护酶系统的影响。结果表明：低浓度镉(≤0.04 mmol?L_-1)对小麦种子萌发和幼苗生长的抑制作用不明显,而高浓度镉(≥0.4 mmol?L_-1)对其有极显著(p<0.01)抑制作用,且在0.4-1.2 mmol?L_-1范围内发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、株高、根长、地上部干鲜质量和地下部干鲜质量均随镉浓度的增加而降低。叶片可溶性糖含量呈先略微升高后降低的变化趋势,在0.04 mmol?L_-1时最大,较对照提高6.99%。游离氨基酸、脯氨酸和丙二醛(MDA)含量三者变化规律类似,均随镉胁迫强度的增加而增加,至1.2 mmol?L_-1时最大,分别为对照的2.61、5.20和7.99倍。镉浓度0.4mmol?L_-1时,小麦叶片 SOD、POD和CAT活性最高,较对照分别提高49.32%、85.34%和40.59%,与对照差异极显著(p<0.01),继续增加Cd浓度其活性降低;而APX活性则在镉浓度0.04mmol?L_-1时最高,然后随镉浓度增加呈下降趋势。     

河北省平原地区无公害蔬菜产地土壤镉环境安全性预警

通过野外调查采样、室内分析与GIS制图相结合的综合研究方法,对河北省平原地区无公害蔬菜基地未来20年土壤镉的安全性进行预测预警。结果表明：河北省平原地区无公害蔬菜产地土壤中的镉,以大气干湿沉降为最主要的外源输入方式,其贡献率达66.36%。镉元素输出通量中以根菜类蔬菜为最高,叶菜类次之,果菜类蔬菜输出通量最低。通过对区内土壤镉累积量的预测,未来20年河北省平原地区无公害蔬菜基地土壤镉累积含量预测值仍符合现行国标(GB/T 18407.1—2001)要求,但20年后研究区内表层土壤中镉元素含量升幅明显,以每10年高于30%的速度累积,20年后是目前含量的1.6倍,累积量明显增加的区域集中在河北中东部地区,且露地蔬菜种植区土壤镉的净增量是设施蔬菜种植区3.7倍。说明河北省露地蔬菜土壤中由大气干湿沉降输入的镉元素对无公害蔬菜产地构成潜在威胁,需对现行生产加以严格的动态监测管理及污染源头控制,并针对预测含量高的区域进行不同蔬菜种植模式（露地或设施）的区域优化布局。     

不同耕作方式下土壤—川芎系统中镉、铅的累积特征及污染评价

为了研究耕作方式对川芎不同部位重金属含量的影响以及探明道地产区川芎栽培环境的质量,为川芎药材的优质生产提供理论依据,以彭州川芎种植区的菜—药、稻—药（翻耕）、稻—药（免耕）和旱地（未种过川芎和蔬菜）种植方式下的土壤为研究对象,采用污染指数法、地积累指数法和富集因子法对4种耕作方式下的土壤Cd、Pb污染状况和土壤—川芎系统中Cd、Pb的富集特征进行了探讨。结果表明：川芎种植土壤未受Pb污染,但存在不同程度的Cd污染。菜—药种植方式下土壤Cd、Pb含量显著高于其他3种方式,且Pb含量具有随土壤pH增大而降低的趋势,依次为菜—药>免耕>免耕>旱地。川芎根茎和叶片中Cd的含量基本符合WM/T 2—2004标准要求（除菜—药方式外）,均表现为菜—药>免耕>免耕>旱地;根茎和叶片中的Pb含量均超标,平均含量分别为6.16 mg/kg和8.63 mg/kg,具有随土壤pH增加而增大的趋势。川芎叶片对Cd、Pb的富集能力上均大于根茎且对Cd的富集大于Pb。