土壤中水分和镉供应量对油菜器官中镉分布特征的影响

为探究油菜作为镉(Cd)污染农田修复植物的可行性,本研究以德油5号为试验材料,采用全生育期土培盆栽试验,设置高、中、低3个水平的土壤水分及4个水平的土壤镉含量,研究不同土壤水分条件下油菜对镉的吸收和富集规律。结果表明,土壤水分与镉浓度对油菜的吸镉能力影响显著,且其吸收量随着土壤水分与镉浓度的增加而增大;油菜不同器官的镉含量差异较大,其地上部分吸镉量为土壤总镉含量的0.41%～1.17%,叶片镉含量为总吸收量的46.4%～72.6%;不同水分条件下,油菜器官的镉富集量差异明显,高水、中水处理下油菜各器官的镉富集表现为叶>茎>根>角果壳>籽粒,低水处理下表现为叶>根>茎>角果壳>籽粒。综上,油菜整体具有较强的吸镉能力,但镉离子不溶于菜籽油,说明油菜可吸收土壤中的镉,又不影响菜籽油食用,是修复镉污染农田土壤的理想植物。本研究为利用油菜进行重金属土壤综合治理提供了理论依据。     

油菜种子油酸含量的遗传改良

油菜是我国重要油料作物,菜籽油是我国城乡居民消费的主要食用油之一。菜籽油中的油酸营养价值很高,同时油酸也是一种重要工业原料。本文从国内外高油酸油菜育种现状、油菜籽油酸含量的诱变改良、遗传调控以及分子标记鉴定和QTL定位等几个方面介绍了油菜种子油酸含量遗传改良研究进展,旨在为今后进一步开展油菜高油酸育种研究提供参考。     

秸秆炭化后还田对不同镉污染农田土壤中镉生物有效性和赋存形态的影响

通过土壤培养试验和生物盆栽试验,研究不同镉污染土壤上作物秸秆炭化后还田对不同镉污染土壤中镉的赋存形态和生物有效性影响,结果表明：在碱性的镉污染土壤上,秸秆炭化后还田降低了玉米地上部生物量,但对玉米地上部镉含量和镉吸收量无显著影响;在酸性的模拟镉污染土壤上秸秆炭化后还田对玉米生长无影响,但还田含镉的油菜秸秆黑炭显著增加了玉米地上部镉含量和镉吸收量;还田不含镉的玉米秸秆黑炭对镉污染土壤中DTPA提取态镉含量没有明显影响,但还田含镉的油菜秸秆黑炭显著增加了镉污染土壤中DTPA提取态镉含量;施用含镉的油菜秸秆黑炭增加了镉污染土壤中水溶和交换态镉含量;施用玉米和油菜秸秆黑炭均显著降低了模拟镉污染土壤中水溶和交换态镉含量;增加了松有机结合态、碳酸盐结合态和紧有机结合态镉含量;模拟镉污染土壤施用玉米和油菜秸秆黑炭6个月后土壤中水溶和交换态镉仍然是土壤镉的主要赋存形态,水溶和交换态镉占土壤全镉的70%以上。综合以上结果可知,秸秆黑炭不能降低污染土壤中镉的生物有效性和植物对土壤镉的吸收量。     

成都平原不同种植模式下重金属镉污染风险和经济效益评价

为了评估成都平原常规粮油种植模式下的重金属镉污染风险和经济效益,寻求稳定、高产且利于推广的安全种植模式。选取成都平原最常见的6种粮油作物,设置了小麦-玉米轮作、油菜-玉米轮作、小麦-红苕轮作、油菜-红苕轮作、小麦-大豆轮作、油菜-大豆轮作、小麦-水稻轮作、油菜-水稻轮作8种种植模式,在轻中度污染农田开展了两年田间试验,对各个种植模式的产量、经济产出,以及收获物、秸秆和土壤的重金属镉含量进行测定。结果表明,当前试验区最广泛使用的小麦-水稻种植模式下的小麦和水稻籽粒镉含量均超标,存在极大的生产风险。玉米-油菜种植模式的籽粒镉含量最低,均未超标,能够实现安全生产,但经济产出较小麦-水稻轮作模式显著降低。油菜-水稻轮作模式的农田产出效益最大。相比种植小麦,种植油菜后,后茬水稻对应的重金属镉含量降低70.2%。综合生产和环境效益,将小麦-水稻种植模式更换为油菜-水稻模式是目前既能保证农民收益又能有效降低重金属镉污染风险的最佳措施。     

油菜连作及施用堆肥对土壤镉赋存形态和生物有效性的影响

通过温室土培盆栽试验,研究了重金属镉污染土壤上连作油菜及施用堆肥对土壤中镉赋存形态及生物有效性的影响。结果表明：（1）在油菜连作体系下,施用堆肥显著降低油菜地上部镉含量。施用堆肥改变了土壤镉赋存形态,显著降低土壤易溶态和碳酸盐结合态镉含量而增加土壤铁锰氧化物结合态镉含量,从而降低土壤镉的生物有效性。（2）在相同堆肥处理下,种植两茬油菜后的土壤易溶态和碳酸盐结合态镉含量与不种植油菜的处理相比显著降低;而土壤硫化物及有机结合态镉含量较对照有所上升,种植油菜对土壤铁锰氧化物结合态镉和残渣态含量影响不显著,但是不同积累镉能力油菜朱苍花籽和川油Ⅱ-93之间对土壤镉形态的影响差异不显著。     

甘蓝型双低油菜油蔬两用高效栽培技术

普通油菜只收获油菜籽,而双低油菜通过油蔬两用栽培,在保证油菜籽产量基本不减或略有增产的同时,增收一季油菜薹,从而大幅度提高油莱种植效益,该技术在浙江、湖北等省推广应用已有相当规模.     

马蔺对重金属Cd的修复作用探究

对不同生境的三种马蔺材料进行了不同浓度的重金属镉处理,通过对马蔺根系和地上部镉含量、镉富集系数、转移系数等的分析,以期选出最理想的镉修复材料。研究表明,根系、地上部镉含量随镉处理浓度的增加而增加,且根系中镉含量大于地上部,说明镉主要分布在植株体的根系中。ML019材料的地上部、地下部富集系数在不同的镉处理浓度下均大于ML011、ML021。ML011、ML021、ML019的转移能力存在差异,但在不同镉处理浓度下,材料ML019的转移能力大于ML011、ML021。由此,ML019是修复镉污染区域的最佳材料。     

油菜脱出物漂浮速度及摩擦与浸润特性的测定与分析

为了研究油菜脱出物的漂浮、摩擦、浸润特性及其对油菜清选性能的影响,采用DFPF-25型漂浮速度试验装置、UMT-2型微观摩擦磨损试验机和CAM101型接触角测量仪对油菜脱出物主要成分的漂浮速度、多频往复摩擦特性和浸润性进行了测定和分析。试验结果表明：油菜脱出物中的角果皮、短茎秆和油菜籽的漂浮速度差异较小,导致油菜风选作用不明显;多频往复条件下的油菜茎秆、角果与筛面的摩擦因数呈周期性变化,茎秆与筛面基体间的瞬时摩擦因数大于1.0,角果皮的最大摩擦因数为0.2,导致茎秆比角果皮更容易与筛面粘连;茎秆外表面亲油疏水,角果皮外表面亲油亲水,表明油菜脱出物中的油性成分对混合物中的细小成分更具有粘合作用。因此研发具有低摩擦、疏水疏油特性的新型筛面是解决油菜清选粘筛堵孔难题的关键。     

氮肥用量对油菜吸收积累镉的影响

为了探明油菜用于植物修复时其适宜的氮肥用量,采用大田试验研究了0,90,120,150,180kg/hm~2 5个氮肥用量水平对油菜(Brassica campestris L.)湘杂油743和沣油682地上部生物量和吸收积累镉的影响。结果表明,施用氮肥显著提高了油菜地上部生物量;与对照相比,施氮处理湘杂油743和沣油682地上部生物量分别提高了473.9%~1 055.5%和412.4%~1 164.6%。施氮提高了油菜根系对镉的吸收和镉向地上部转运积累。施氮处理湘杂油743和沣油682根系镉含量分别增加1.5%~21.9%和6.0%~26.3%,地上部镉含量分别显著增加22.2%~82.8%和19.5%~45.8%,地上部镉累积量分别显著增加598.5%~1 912.4%和518.6%~1 571.3%,镉转移系数分别增加18.5%~65.1%和1.7%~19.3%。油菜根系镉含量与土壤CaCl2—Cd含量显著正相关。施氮下土壤镉有效性和镉转移系数的提高是油菜镉吸收积累增加的主要原因。本试验条件下,油菜用于植物修复时其适宜氮肥用量为150kg/hm~2。     

浙江省主要优势农产品产地土壤-农作物镉含量空间分布及相关性研究

针对目前土壤-农作物镉污染问题,以浙江省40个县(市、区)主要优势农产品产区为研究对象,在粮食、油菜、蔬菜种植地以及茶园和果园土壤中共采集898个单元土壤样品及相对应的五大类农作物,并对其镉含量进行分析评价;同时采用富集系数比较不同农作物对土壤重金属镉的吸收差异。结果表明,研究区产地土壤和农作物的镉含量存在一定程度超标,土壤超标率为10.69%,农作物超标率为4.57%。不同农作物对土壤镉的富集系数差异较大,变化范围在0.002~0.257之间。土壤-农作物镉含量的相关性并不显著。     

不同品种大白菜苗期吸收积累镉的差异研究

利用实验室水培模拟轻度镉污染土壤研究了13个大白菜品种苗期吸收积累镉的差异。结果表明,不同品种大白菜地上部和根部的镉含量存在显著差异,其中,603大白菜地上部镉含量较低(104.7 mg kg-1),耐性指数较高,在轻度镉污染土壤上种植603大白菜有利于降低镉污染的人类健康风险。不同大白菜品种在受到Cd胁迫时,其叶绿素含量和组成均有显著差异,为耐性机理研究提供了理论依据。     

湖南地区蚕桑产品重金属污染监测及风险研究

为了加强蚕桑产品质量安全监管,科学指导生产,正确引导消费,对湖南省境内的桑蚕生产基地进行实地调研取样,并进行了重金属风险监测研究。结果表明:湖南地区桑蚕基地的蚕蛹(干样)中的重金属总砷含量较高,但换成鲜样中重金属残留风险较小;桑园土壤中镉污染严重;桑树的叶、枝等重金属污染风险极小;桑树能在镉污染严重的土壤环境中正常生长,且在叶枝中残留污染极小,桑树可作为土壤控镉的有效替代品种。整体上湖南省蚕桑产品重金属污染风险较低,但要重视土壤镉、汞元素的污染及蚕蛹砷的残留,建议对直接食用的蚕蛹进一步进行重点污染监测与评估。     

共存阳离子（Ca、Zn、K）对土壤镉有效性的影响

采用盆栽与吸附试验,研究了镉污染赤红壤上,施用相同摩尔浓度的钙、钾与锌对小油菜生物量、镉吸收量及土壤镉吸附的影响。结果表明,低和高镉污染赤红壤上,施用锌明显增加小油菜地上部生物量,较对照分别增产21.1%和7.82%。不同阳离子（钠、钙、钾和锌离子）共存改变土壤吸附镉能力的程度不同,与钠体系相比,钙、钾和锌体系中土壤镉吸附量分别降低65.6%、72.0%和96.9%,共存离子降低土壤镉吸附量的次序为锌离子〉钾离子和钙离子,锌离子的影响最为明显。高镉污染赤红壤上,钙和钾使小油菜吸镉量分别增加5.5%和14.4%,低于低镉污染赤红壤上钙和钾使小油菜吸镉的增加量（分别为16.6%和19.6%）;锌明显降低小油菜吸镉量,高和低镉污染赤红壤上,较对照分别减少45.8%和35.0%。3种阳离子与镉共存时,对土壤镉生物有效性的影响差异取决于竞争吸附与竞争吸收的大小,其机制有待进一步探讨。     

高镉累积水稻对镉污染农田的修复潜力

为探究高镉累积水稻品种扬稻6号和玉珍香对镉污染农田土壤的修复潜力,通过大田小区试验,测定6个不同生育期(返青、分蘖、孕穗、齐穗、蜡熟、完熟)5个部位(根、茎0～10 cm、茎10～20 cm、茎20 cm以上和谷)稻草的镉含量,开展高镉累积水稻镉累积规律、移除时间和移除高度研究。结果表明,水稻扬稻6号和玉珍香各部位镉含量随生育期的延长而增加,孕穗期增幅最大,完熟期达到最大值,在同一时期不同部位镉含量分布随株高呈递减趋势;完熟期,水稻品种扬稻6号和玉珍香的根、茎0～10 cm、茎10～20 cm、茎20 cm以上部分和谷中镉含量分别为19.3、11.8、9.4、8.1和3.9mg/kg与19.5、16.3、14.3、9.7和3.7 mg/kg,其对应的镉富集系数均大于1,对镉表现出高积累特性;稻草镉的移除含量在全育期均表现从大到小依次为整株收割、地上部全收割、离地10 cm收割、离地20 cm收割,完熟期整株移除情况下,扬稻6号稻草镉累积移除含量达1 652.11μg/株,玉珍香稻草镉累积移除含量达1 547.70μg/株;一年种植一季水稻扬稻6号和玉珍香,整株移除情况下土壤镉移除效率分别为9.1%和8.5%,地上部全移除情况下土壤镉移除效率分别为7.2%和7.1%。因此为兼顾水稻移除修复效果和可操作性,建议稻草在完熟后按地上部全收割的方式移除。研究结果可为镉污染稻田的植物修复治理提供新的思路。     

氮肥对油菜根-土界面镉迁移及镉组分变化特征的影响

利用盆栽试验研究了不同形态氮肥对镉污染土壤油菜根土-界面pH、油菜生长、镉迁移及镉组分变化特征的影响.结果表明,不同形态的氮对油菜地上部Cd积累有显著的影响,施用铵态氮肥可以显著提高油菜地上部Cd含量,而施用硝态氮肥则对地上部Cd含量没有明显的影响.铵态氮肥能显著降低油菜根际pH,使得油菜根际残渣态、碳酸盐态和铁锰结合态Cd强烈活化,促使这三种形态Cd向交换态转换,从而增加了Cd的生物有效性.     

低镉水稻研究进展

稻米镉污染已成为全球粮食安全的一个重大问题.系统了解水稻体内镉响应基因调控机制及镉代谢的影响因素有助于推动低镉优质水稻新品种的培育.本文重点阐述了镉进入根细胞、镉从根转移至茎、从茎转移至籽粒的三种机制及主要影响因素,同时对目前已知的水稻镉代谢调控相关基因进行了综述,以期为利用分子育种技术选育低镉积累水稻品种提供参考.     

不同浓度镉胁迫下水稻冠层光谱特征及其预测评价

以南粳44和两优培九两个水稻品种为材料,通过盆栽试验,研究了不同浓度镉胁迫下水稻冠层光谱特征及植株各器官镉含量间的定量关系。结果表明,两水稻品种整株、茎、叶和穗各器官镉含量均随着镉胁迫处理浓度的增加而加大,且茎中含量最高;不同浓度镉污染胁迫下的水稻冠层反射光谱曲线在可见光红光波段也存在差异,随着镉处理浓度增大,光谱曲线反射值降低,去除包络线后归一化深度加大,红边位置在两个品种中有不同程度的红移。通过构建植被指数NDVI（x）与水稻器官中镉含量的多种关系模型,比较了模型预测的显著性,分别构建了适用于两个水稻品种各器官的镉胁迫遥感监测的预测模型,南粳44分别为y整珠=86．207x2-56．633x＋9．7361,y茎=157．65x2-101．89x＋17．317,y叶=21．619x2-14．192x＋2．5283以及y穗_4．701lzz_1．4549x＋0．1628;两优培九分别为y茎=41．495x2-29．34x＋5．1829,y茎=53．364x2-36．778x＋6．3612,y叶=22．981x^2-15．768x＋2．7588,y茎=36．347x^2-25．477x＋4．4473。进而说明,地面高光谱遥感对水稻重金属镉污染及其胁迫水平有较好的响应,可通过水稻冠层光谱的差异性分析,实现水稻镉污染的快速、无损伤探测。     

土壤盐分对油菜氮素积累、运转及利用效率的影响

【目的】比较不同盐分含量条件下油菜产量、品质等性状差异,初步探讨盐分含量对油菜氮素积累、运转及利用效率的影响机制。 【方法】以杂交油菜宁杂 1818 和盐油杂 3 号为材料,在盐分含量为 2.7 g/kg (低盐) 和 4.4 g/kg (高盐) 的土壤上连续两年进行了田间试验。在初花期和成熟期取样,定期收集田间落叶,测定植株干物质积累量、氮素含量及籽粒品质,计算了不同盐分含量土壤条件下油菜氮素积累、运转及氮素籽粒生产效率。 【结果】高盐土壤上油菜的初花期和成熟期时间较低盐土壤的推迟 3～4 天,产量、总生物量和氮素积累总量显著降低,宁杂 1818 和盐油杂 3 号两年产量平均下降幅度分别为 23.6% 和 26.1%。与低盐土壤相比,高盐土壤上油菜籽粒含油量显著降低,蛋白质含量显著增加,宁杂 1818 和盐油杂 3 号两年油分含量平均下降幅度均为 4.6%,蛋白质含量平均增加幅度分别为 6.4% 和 9.4%。盐分含量对根系和叶片的氮素运转率影响较小。高盐土壤上油菜茎枝中的氮素运转率和氮素籽粒生产效率较低盐土壤的低,宁杂 1818 和盐油杂 3 号茎枝氮素运转率两年平均下降幅度均约为 14.2%,氮素籽粒生产效率平均下降幅度分别为 6.8% 和 9.3%。 【结论】高盐土壤上油菜的产量、总生物量、氮素积累总量以及籽粒含油量较低盐土壤显著降低,籽粒蛋白质含量显著增加。高盐土壤上油菜茎枝中氮素运转率的显著降低是导致油菜氮素籽粒生产效率降低的重要因素之一。     

中国花生中镉含量调查与膳食风险评估

为考察中国花生中镉元素含量水平及地区、品系间的差异,对其膳食暴露风险进行评估,2009、2010年在安徽等13个花生主产省对多个品系抽样检测了2578份花生样品,结合中国居民4个消费人群及其亚群的花生消费量与体重信息,采用非参数概率方法对花生镉的膳食暴露量进行了估计。镉含量采用原子吸收分光光度计TAS-986（G）测定,最低检测限（LOD）为0.0001mg·kg-1,定量限（LOQ）为0.0003mg·kg-1。检测结果表明,花生镉元素的平均含量为0.1634mg·kg-1,仅有2.4%的样品镉含量超出最高限量（ML,0.5mg·kg-1）;各省花生中镉含量的差异不明显,不同年份、品系间及品系内的镉含量存在一定差异。将膳食暴露评估结果比照JECFA推荐的暂定每月耐受摄入量（PTMI）25μg·（kg·bw）-1,花生镉的膳食暴露风险总体轻微。一般消费水平下,人群的暴露量远低于PTMI值;高消费水平下,人群中有5%的个体暴露量接近或超过PTMI值,有一定潜在风险。     

土壤环境质量指导值与标准研究V.镉在土壤-作物系统中的富集规律与农产品质量安全

通过查阅国内现有镉污染农田土壤和作物中镉含量的相关资料,包括近30年来公开发表文献、国家"七五"科技攻关环保项目"土壤环境容量研究"等科研成果,结合本实验室在长江三角洲、珠江三角洲典型地区污染农田调查数据,经筛选后从88组研究中共收集到镉污染农田土壤和作物中镉含量对应数据509对.根据镉盐来源,将收集的数据分为污染农田调查数据和添加镉盐试验数据;根据作物不同,分为水稻、小麦、茎/叶类蔬菜、根菜和果菜地调查数据.采用富集系数和一元回归模型的方法基于土壤镉含量预测作物可食部分镉含量;采用多元回归模型的方法基于土壤镉含量和土壤pH预测作物可食部分镉含量.结果表明,回归模型对作物可食部分镉含量的预测效果明显优于富集系数中位值;回归模型95%预测上限对作物可食部分镉含量的保守预测优于富集系数90分位值.土壤pH显著影响作物对镉的吸收.影响模型回归效果和预测能力的主要因素是数据分布不均和数据量不足.模型对比后选用多元回归模型的95%预测上限推导稻田和茎/叶类蔬菜用地基于农产品质量安全的土壤镉含量环境基准.