不同惰性有机碳物料对土壤镉赋存形态和生物有效性的影响

通过温室盆栽试验和土壤培养试验,研究镉污染土壤和模拟镉污染土壤中加入草炭、活性碳和风化煤3种物料对土壤镉赋存形态和生物有效性的影响,探讨其作为重金属镉污染土壤修复剂的可行性。研究结果表明：3种有机碳物料均降低了土壤pH值,镉污染土壤加入不同惰性有机碳修复剂后,土壤中醋酸铵提取态Cd含量和DTPA提取态Cd含量变化不明显。在模拟Cd污染土壤上则不同,加入不同惰性有机碳修复剂后土壤中醋酸铵提取态Cd含量和DTPA提取态Cd含量均明显降低,降低幅度以风化煤最高,且随加入时间延长降低幅度增加。土壤中加入风化煤和草炭可显著增加土壤中轻组有机质含量,风化煤对土壤中镉有较强富集作用。两种土壤镉赋存形态均为酸提取态〉可还原态〉可氧化态,镉污染土壤加入有机物料后酸提取态镉含量无显著性变化,可还原态镉草炭和活性碳处理显著降低,草炭处理可氧化态镉也显著降低,模拟镉污染土壤加入有机物料后,酸提取态镉风化煤处理显著性降低,可还原态镉活性碳处理显著提高,可氧化态镉无显著性变化。在镉污染土壤上,3种有机碳物料对玉米生长没有显著影响,但增加了玉米体内镉含量;风化煤处理显著降低了白菜生物量,增加了白菜体内镉含量。模拟镉污染土壤上3种有机碳物料对白菜和玉米的生长和体内镉含量均没有显著影响。     

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。     

牛粪与秸秆配施对棕壤镉赋存形态及玉米吸收镉的影响

以受镉(Cd)污染的棕壤为供试土壤,采用盆栽方法,研究牛粪与秸秆不同配比对土壤Cd形态及作物吸收Cd的影响。结果表明:(1)与对照相比,牛粪与秸秆氮含量比1∶1,3∶1,5∶1的3个处理分别使可交换态Cd含量下降34.39%,28.04%,20.11%,使有机结合态和残渣态Cd含量显著增加。土壤中可交换态Cd含量与pH呈极显著负相关关系,而残渣态Cd含量与pH呈极显著正相关关系。(2)与对照相比,牛粪与秸秆氮含量比1∶1,3∶1,5∶1的3个处理使土壤pH分别提高0.36,0.17,0.16个单位。(3)牛粪与秸秆配施降低了玉米各部位对镉的吸收,并使Cd主要积累在玉米的根、茎、叶部位,降低了籽粒中Cd含量。牛粪与秸秆氮含量比1∶1,3∶1,5∶1的3个处理使籽粒Cd含量浓度分别减少79.64%,72.70%,56.38%。     

不同原料生物质炭复配对土壤镉的赋存形态及小白菜镉吸收的影响

通过生物质炭复配,降低治理成本,为提高秸秆生物质炭对镉污染土壤的治理效果,将秸秆生物质炭（大豆秸秆炭（SSB）、油菜秸秆炭（RSB））与动物屠宰废弃物炭（SWB）复配,设置2.22 g kg?1（B1）、4.44 g kg?1（B2）两个施用量,通过小白菜盆栽试验,研究生物质炭对原位污染土壤镉赋存形态及小白菜镉吸收的影响。研究表明,与对照（CK）相比,生物质炭显著降低小白菜根系和地上部的镉含量。在4.44 g kg?1施炭水平下,SSB2和RSB2处理的小白菜根系镉含量较SWB2处理显著降低、降幅分别达 33.40%和 20.49%。SSB2处理小白菜根系镉的富集系数较SWB2处理显著降低、降幅达31.68%。与 SSB2处理相比,SSB与SWB复配（SSWB2）处理根系和地上部镉含量分别降低22.57%和 36.14%。生物质炭显著降低土壤中镉的生物有效性,其中RSB2和SSB2处理的土壤交换态镉占比（F2）较SWB 2处理分别降低 9.31%和 3.63%,强有机结合态镉占比（F6）分别提高 16.11%和 9.74%。复配生物质炭SSWB2 处理的F2较SSB2 处理降低 11.05%,铁锰结合态镉占比（F5）提高13.50%。因此,秸秆生物质炭与屠宰废弃物炭复配可有效降低污染土壤镉的生物有效性及小白菜对镉的吸收和富集。     

不同类型贝壳粉对土壤镉赋存形态的影响差异

通过室内培养探究不同类型贝壳粉对土壤中不同形态镉含量的影响,向培养完成的土壤中施用3种添加比例的天然扇贝壳粉与蛏子壳粉,分别在第1,5,15,30,50天测定土壤pH及镉的各赋存形态含量。结果表明,添加文石型与方解石贝壳粉对土壤pH升高均有一定程度的贡献,施用2种贝壳粉后,随贝壳粉添加比例的增多土壤pH升高。不同种类贝壳粉处理的土壤pH差异不大,在50天后2种贝壳粉不同添加比例间差异最明显。在整个培养过程中,随培养天数的增加,添加不同类型贝壳粉均能使镉污染土壤可交换态镉含量下降,碳酸盐结合态镉、铁锰氧化物结合态镉、有机结合态镉与残渣态镉含量整体逐渐升高。其中,使用文石型贝壳粉作钝化剂较方解石型效果更佳。随着贝壳粉添加比例变大,可交换态镉向镉的其他赋有形态转化的程度越大。培养50天后,添加不同种类贝壳粉处理的土壤有效态镉含量同CK相比均显著降低。当添加文石型贝壳粉的比例为5%时,生物可利用态镉占总镉比例最低。施用文石型贝壳粉能比方解石型贝壳粉更好地降低土壤有效态镉的活性。     

含方解石物质对土壤镉赋存形态的影响

通过室内培养试验,探究赤泥粉、海泡石粉、方解石粉在不同添加剂量情况下随时间变化对外源污染草甸土土壤镉赋存形态的影响。结果表明,土壤pH值随着钝化剂用量的增加而增加,且均明显高于对照。添加赤泥与其他2种钝化剂处理对pH值影响有所不同,随时间的延长分别呈现先降低后升高最后趋于平稳和缓慢降低的趋势。培养50d后,添加5%赤泥对土壤pH值影响最大,相较对照提高了4.09个单位。土壤可交换态镉的含量随钝化剂用量的增加而降低,培养50d后,当钝化剂添加量为1%,3%时,可交换态镉降低率分别为方解石海泡石赤泥、方解石赤泥海泡石;钝化剂添加量为5%时,降低率为赤泥方解石海泡石。pH值与交换态镉相关性分析表明:添加赤泥处理极显著负相关;添加海泡石处理相关性不显著;添加方解石处理无相关关系。各处理均能显著降低可交换态镉的含量,同时不同程度提高了碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机质结合态、残渣态镉含量,其中碳酸盐结合态最为明显。     

冻融作用对土壤中重金属镉赋存形态的影响

选择东北地区典型土壤-棕壤作为供试土壤,在室内培养条件下,采用逐级提取法,通过逐步回归分析研究了冻融作用对镉在土壤中赋存形态的影响。结果表明:土壤中添加外源重金属镉后,不同形态镉的含量差异很大,在本试验条件下镉主要以交换态为主,其次为残渣态,有机结合态、铁锰氧化物结合态含量相对较低;在冻融作用下,水分和冻融频次对各形态镉含量的影响达到了极显著水平(P<0.01);利用逐步回归分析建立了水分和冻融频次对不同形态镉含量影响的最优回归方程。     

土壤pH对镉形态影响的研究进展

镉作为生物体的一种非必需元素,因其在土壤中的强迁移性和对人体的高度危害性而被列为国家重点关注的五大毒性重金属元素之一。镉在土壤中的迁移性及毒性与其形态密切相关,而土壤pH是影响镉形态的最重要因素之一,因此,本文综述了土壤镉形态的分析方法,阐述了土壤pH对镉形态的影响,并深入探讨了土壤pH对镉形态的影响机制,最后对今后的研究方向进行了展望,以期为镉污染土壤的修复与治理提供参考。     

白银市污灌区土壤-小麦系统镉赋存特征及其健康风险评价

为探明白银市有色冶炼污灌区土壤镉(Cd)形态、空间分布特征及小麦中Cd含量对人体健康的影响,采用连续分级提取法和地理信息系统(ArcGIS)空间插值方法,研究污灌区表层土壤和不同污染程度典型土壤剖面Cd赋存形态及其空间分布差异,阐明污灌区Cd在不同生育期春小麦不同器官中分布和富集特征,并利用健康风险模型计算Cd的健康风险水平并进行空间区划。结果表明,表层土壤Cd不同形态平均含量依次为碳酸盐结合态>可交换离子态>铁锰氧化物结合态>残渣态>有机结合态,占全量比例依次为碳酸盐结合态>残渣态>可交换离子态>铁锰氧化物结合态>有机结合态,其空间分布与Cd总量分布相似。Cd的五种形态均与pH呈显著负相关,与土壤有机质(SOM)呈显著正相关。除残渣态外,其他四种Cd形态和阳离子交换量(CEC)呈显著正相关。0～60 cm土壤剖面Cd形态以碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态为主,可交换离子态随污染程度降低而降低,残渣态随污染程度降低而增加。春小麦不同器官的Cd含量随春小麦生长总体表现为根>叶>茎>籽粒。Cd健康风险分布与土壤Cd总量、土壤可...     

化肥减量配施有机肥对盐碱地土壤性状及镉形态的影响

盐碱地盐分含量高,会对植物生长起抑制作用或直接造成危害,盐碱地的安全利用对保障粮食安全具有重大意义。为探讨化肥减量配施不同有机肥对盐碱地土壤性状及镉形态的影响变化特征,试验在化肥施用减量20%的基础上,设厩肥30000 kg/hm²(AM)、生物有机肥600 kg/hm²(BF)、厩肥30000 kg/hm²+生物有机肥600 kg/hm²(AM+BF)及化肥正常施用量(CK)4种施肥处理,研究不同有机肥配施对土壤性状、镉含量及形态的影响。结果表明:2020年,处理BF较CK土壤镉含量显著降低了16.99%;2021年,处理BF和AM与CK相比,土壤镉含量分别降低了14.06%和10.16%,且差异显著。2020年,与CK相比,处理BF、AM和AM+BF土壤有效态镉含量分别显著降低了67.44%、34.88%和60.47%;2021年,处理BF、AM和AM+BF与CK相比,有效态镉含量分别降低了66.67%、27.27%和51.52%,且差异显著。与CK相比,有机肥配施对土壤中镉形态的分配比例有明显影响,交换态镉降低19.34%～75.69%、有机结合态镉提高45.78%～135.22%、土壤pH提高1.06%～5.81%;阳离子交换量提高5.29%～29.11%、有机质含量提高4.35%～30.14%、土壤容重降低0.76%～9.09%、过氧化氢酶活性提高7.84%～56.02%、脲酶活性提高14.67%～29.07%、碱性磷酸酶活性提高16.54%～40.09%、微生物量碳提高8.02%～25.09%、微生物量氮提高12.28%～33.12%。综上,在盐碱土壤条件下,配施有机肥可改善土壤理化性状、生物学特性,促进土壤交换态镉向有机结合态镉的转化,达到降低土壤有效态镉的目的。     

Populations, Community Composition and Biomass of Aquatic Organisms in the Floodwater of Rice Fields and Effects of Field Management

As rice fields are managed for improved rice production, many studies on aquatic organisms in the floodwater have been restricted to agronomically important members such as blue-green algae (BGA) and Azolla , and ecological studies on common aquatic organisms were relatively limited to specific group members. In the present paper, studies on all the aquatic organisms in the floodwater, from protozoa to insects and fishes, were reviewed worldwide from the viewpoint of rice field ecology, paying attention to their populations, seasonal variations, antagonistic relations and biomass, and the effect of field management. Most studies conducted in India and in the Southeast Asian countries dealt with the BGA and green algal populations. In contrast, protozoa and aquatic animals were extensively studied in rice fields in Europe. Japanese studies in the past were intermediate between the previously cited studies. They generally described specific groups depending on the authors' interests, and surprisingly few studies dealt with the community level and prey-predator relationships. Field management such as fertilizer and pesticide application, water management and plowing was found to play a major role in determining the populations of aquatic organisms. Overview of research on aquatic organisms in the floodwater of rice fields suggests several directions for future studies.     

不同镉处理对两种生态型水蜈蚣镉富集特性的影响

采用室内盆栽试验,研究了在不同浓度cd处理下,两种生态型水蜈蚣的生长和对cd的吸收和富集特性。结果表明：（1）在2mg·kg^-1Cd处理时,Cd对两种生态型水蜈蚣生物量的影响较小。之后随着cd处理浓度的增加,两种生态型水蜈蚣生物量均呈降低的趋势,且差异显著。在200mg·kg^-1Cd处理时,矿山生态型水蜈蚣死亡,而非矿山生态型仍能维持一定生长,表现出较强的cd耐性。（2）在高浓度cd处理下,非矿山生态型水蜈蚣比矿山生态型具有更强的Cd富集能力。在2、10、50mg·kg^-1Cd处理时,两种生态型水蜈蚣Cd含量和积累量均呈增加的趋势。在200mg·kg^-1Cd处理时,非矿山生态型水蜈蚣地上部和地下部Cd含量分别达到498．66mg·kg^-1和1016．09mg·kg^-1,积累量分别为86．00μg·pot^-1和123．82μg·pot^-1,具有较强的cd富集能力。（3）在不同浓度Cd处理下,两种生态型水蜈蚣地上部富集系数均大于1,表现出较强的cd富集能力;矿山生态型水蜈蚣转移系数最大值为0．55,非矿山生态型为0．53。两种生态型水蜈蚣对cd均有一定的富集特性,而在高浓度Cd处理时非矿山生态型水蜈蚣的cd富集能力更强。     

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.     

贝类中重金属镉的研究进展

镉是一种化学性污染物,长期接触重金属镉可使人体各大组织器官及生理系统受到损伤。伴随着工农业的快速发展,贝类受到重金属镉污染,出现的镉残留的现象变得日趋严重。本文综述了重金属镉的不同形态和毒性,以及当前在贝类中的污染现状和富集规律,整理归纳了贝类中重金属镉的检测方法,并论述了贝类中镉残留的安全性问题,同时采用风险评估方法对贝类产品中的镉进行风险分析和评价,旨在为贝类的质量安全研究提供一定的技术参考。     

麻疯树对镉胁迫的生理耐性及富集特征研究

研究了不同Cd浓度（0、10、25、50、100、200mg.kg-1）对麻疯树的生理指标和Cd积累特征的影响。结果表明,在土壤中的Cd≤50mg.kg-1时,麻疯树的生长未受到明显影响（P〉0.05）,当Cd≥100mg.kg-1时,其生长受到明显抑制（P〈0.05）;同时,麻疯树叶中叶绿素含量随土壤中Cd浓度的增加而下降,而其体内Cd含量则呈增加趋势,且表现根〉茎〉叶的富集特征;麻疯树叶中的SOD、POD活性随Cd浓度的增加呈先升高后降低趋势,而CAT活性仅在Cd为200mg.kg-1时显著增加,麻疯树叶中的MDA、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白、酸溶性巯基和谷胱甘肽含量随Cd浓度的增大呈增加趋势,这可在一定程度上缓解金属Cd对麻疯树的毒害。因此,麻疯树在重金属镉污染土壤修复方面具有一定的应用潜能。     

Rhizosphere Cadmium Speciation and Mechanisms of Cadmium Tolerance in Different Oilseed Rape Species

ABSTRACT

The role of rhizosphere processes in cadmium (Cd) uptake by plants and mechanisms of Cd tolerance is unexplored and a matter of debate. Pot experiments were conducted under greenhouse conditions to investigate rhizosphere Cd speciation and mechanisms of Cd tolerance in different oilseed rape (Brassica juncea L. and Brassica napus L.) species using a sequential extraction technique. A Cd-tolerant oilseed rape, Xikou Huazi, a non-tolerant oilseed rape, Zhongyou 821, and an Indian mustard (Brassica juncea L.) were used in the study. The results showed that three predominant forms of Cd in the plants were NaCl-extractable Cd, acetic acid-extractable Cd, and water-extractable Cd. The concentration of water-extractable Cd in Xikou Huazi was significantly lower than in Zhongyou 821. A significant depletion of exchangeable Cd was observed in the rhizosphere soil of oilseed rapes Xikou Huazi and Zhongyou 821, as well as Indian mustard. At 60 mg kg^?1 of soil Cd concentration, the concentrations of carbonate-bound and organically bound Cd in the rhizosphere soil of Xikou Huazi were significantly higher than in the non-rhizosphere soil. The concentrations of these two Cd speciations were higher in the rhizosphere soil of Xikou Huazi than in the rhizosphere soil of Zhongyou 821. However, for Zhongyou 821, there were no significant differences in the concentrations of these two Cd speciations between the rhizosphere and non-rhizosphere at 30 and 60 mg kg^?1 of soil Cd concentrations. A significant difference existed in rhizosphere Cd speciations and Cd forms in the plants between Cd-tolerant oilseed rape and non-tolerant oilseed rape. This difference was the main reason that Cd-tolerant oilseed rapes take up and accumulate Cd.     

中华稻蝗（Oxya chinensis）对重金属镉的累积及排泄

为了研究重金属镉（Cd）在植食性昆虫体内的累积和排泄规律,通过Cd慢性染毒的方法,用不同浓度Cd溶液培养的麦苗饲喂中华稻蝗（从4龄若虫至成虫）,采用原子吸收法测定Cd在中华稻蝗（Oxyachinensis）整虫和中肠的蓄积及Cd在其粪便和蜕中的排泄量。研究结果表明,Cd在中华稻蝗整虫和中肠中的累积规律相似,即随着麦苗中Cd含量的增加,整虫和中肠中Cd的累积量明显升高,且各处理间存在显著差异（P〈0.05）。部分Cd可以通过粪便的排泄和蜕皮过程而排出体外。用不同Cd浓度的麦苗饲喂中华稻蝗后,其粪便和蜕中的Cd排泄量与对照组相比显著升高（P〈0.05）,且各处理间差异显著（P〈0.05）。中华稻蝗整虫、中肠、粪便和蜕中的Cd含量与食物（麦苗叶片）中的Cd含量存在显著的剂量-反应关系,其相关系数分别为：整虫0.977、中肠0.920、粪便0.967、蜕0.840。研究结果可为进一步研究Cd在中华稻蝗体内积累和排泄的动态变化规律提供理论和实验依据。     

野茼蒿对镉的富集及其镉耐性

通过盆栽试验研究了不同镉（Cd）浓度（0、30、60、90、120、150、180mg.kg-1）胁迫下野茼蒿（Crassocephalum crepidioides（Benth.）S.Moore）的生长及其对Cd的富集特征。结果表明,随着Cd添加水平的增大,处理组野茼蒿的主根长、株高、叶绿素含量、根和地上部生物量均呈降低趋势,且主根长、株高、根和地上部生物量均显著低于对照植株;当Cd添加水平不断提高,处理组野茼蒿根和地上部Cd浓度呈显著增加趋势,而累积总量呈先增加后下降的趋势,但仍显著高于对照植株。处理Cd浓度为180mg.kg-1时,野茼蒿地上部Cd浓度最高,为1288.12mg.kg-1;处理Cd浓度为60mg.kg-1时,野茼蒿地上部Cd累积量最高,为每盆4.28mg。当Cd浓度≤90mg.kg-1时,野茼蒿生长正常,未出现Cd中毒症状。野茼蒿地上部Cd富集系数和转移系数分别为3.48～21.71和1.12～2.31。因此,野茼蒿对Cd具有较强的耐受性和转运能力以及其地上部对Cd的累积能力,适合于Cd污染土壤的植物修复。     

生物传感器在水产品新鲜度检测中的应用与研究进展

新鲜度是判断水产品品质的一项重要指标。传统新鲜度检测方法大多繁琐、费时费力,建立快速便捷的检测方法具有重要的现实意义和学术价值。生物传感器操作简单、检测快速、成本低,近年来被广泛研究应用于水产品新鲜度的检测。本文在简要阐述传统和新型新鲜度检测方法的基础上,综述了生物传感器在水产品新鲜度检测上的应用,着重介绍了酶固定载体和纳米传感器方面的最新进展,并概述用于水产品新鲜度检测的生物传感器技术当前存在的问题及发展趋势,旨在为该光传感器的后续研发提供参考。     

耐性植物秸秆覆盖对荠菜生长及镉积累的影响

[目的]研究秸秆覆盖对富集植物重金属积累的影响,筛选能促进荠菜生长和镉积累的镉耐性植物.[方法]通过盆栽试验研究镉污染条件下,覆盖4种镉耐性植物(扬子毛茛、通泉草、邻近风轮菜和车前)秸秆对荠菜生长及镉积累的影响。[结果]覆盖扬子毛茛、通泉草、邻近风轮菜和车前秸秆后,荠菜的地上部分生物量、总生物量和叶片叶绿素含量值均低于未覆盖处理。覆盖扬子毛茛、通泉草、邻近风轮菜和车前秸秆的荠菜总生物量则较未覆盖分别降低了34.04%,49.85%,40.27%和18.39%。只有覆盖邻近风轮菜秸秆提高了荠菜根系镉含量,而覆盖扬子毛茛和通泉草秸秆则提高了荠菜地上部分镉含量(较未覆盖分别提高了18.61%和12.87%)。然而,覆盖4种耐性植物的荠菜根系、地上部分及整株镉积累量均低于未覆盖。[结论]在盆栽条件下,覆盖镉耐性植物(扬子毛茛、通泉草、邻近风轮菜和车前)秸秆不能提高荠菜对镉污染土壤的修复能力。