有机物料对镉污染酸性土壤伴矿景天修复效率的影响

伴矿景天（Sedum plumbizincicola）是一种镉/锌（Cd/Zn）超积累植物,是Cd污染土壤吸取修复的理想植物。为提高伴矿景天（S.plumbizincicola）对Cd污染酸性土壤的修复效果,本研究以水稻秸秆、大豆秸秆、猪粪和水溶性有机肥4种有机物料为材料,分别按土质量1%、3%的施用量施入Cd污染酸性农田土壤,研究了4种有机物料对伴矿景天Cd修复效率的影响。结果表明：施用有机物料可提高土壤pH值和土壤有机质、碱解N、有效P和速效K含量,有效改善供试土壤理化性质;有机物料对土壤有效态Cd含量的影响因有机物料种类和施用量而异,以3%水溶性有机肥处理效果最好,较对照提高了50.0%。与对照相比,施用有机物料显著促进了伴矿景天生长,地上部和根部生物量分别增加了1.08%~40.69%和4.17%~54.17%;水稻秸秆、大豆秸秆和水溶性有机肥处理伴矿景天地上部和根部Cd含量分别较对照增加了10.02%~64.91%和10.95%~45.78%。单一种植伴矿景天修复后土壤Cd去除率为27.6%;施用有机物料辅助修复,土壤Cd去除率可达29.8%~50.7%。因此,在Cd污染酸性土壤伴矿景天（S.plumbizincicola）修复中,可考虑水稻秸秆还田和施用水溶性有机肥来提升修复效率。     

施用石灰降低污染稻田上双季稻镉积累的效果

【目的】研究在不同镉（Cd）污染程度稻田上施用石灰（CaO）的效果以及双季稻稻米Cd积累的差异,为早、晚稻季下不同污染程度稻田上的稻米安全生产提供参考。【方法】在湖南省选取43个县（区）的典型Cd污染稻田作为试验点,以常规栽培作为对照,研究施用石灰（1 200 kg·hm^-2）后,轻度污染（土壤有效镉≤0.2 mg·kg^-1）、中度污染（0.2 mg·kg^-1土壤有效镉≤0.4 mg·kg^-1）、重度污染（0.4 mg·kg^-1土壤有效镉≤0.6 mg·kg^-1）和严重污染（土壤有效镉>0.6 mg·kg^-1）稻田土壤pH、土壤有效镉含量、稻米Cd含量以及稻米富集系数的变化。【结果】（1）从Cd污染稻田整体的角度分析,相比常规栽培,施用石灰能够极显著降低早、晚稻米Cd含量均值,降幅分别为31.0%和28.6%。（2）从不同稻季下不同污染程度稻田的角度分析,相比常规栽培,施用石灰能够降低早稻季中度、重度和严重污染稻田的稻米Cd含量均值,降幅分别为37.0%、38.7%（P＜0.05）和22.6%;施用石灰能够降低晚稻季轻度、中度、重度和严重污染稻田的稻米Cd含量均值,降幅分别为2.0%、31.3%（P＜0.05）、31.8%和22.9%。不同污染程度稻田施用石灰后能够提高土壤pH,降低土壤有效镉含量,使稻米Cd富集系数明显下降,实现对稻米Cd含量的调控。【结论】施用石灰能够有效调控早稻季的轻度、中度、重度以及晚稻季的轻度Cd污染稻田的稻米Cd含量均值,降至限量标准（0.2 mg·kg^-1）以下。因此,以石灰施用为基础,结合其他降Cd措施,实施“分稻季分污染程度”和“晚稻优先于早稻”的治理思路,能提高大田生产上稻米Cd含量调控的稳定性并降低治理成本。     

氮肥形态对伴矿景天生长和锌镉吸收性的影响研究

以锌镉超积累植物伴矿景天为供试植物,采用单边根袋法盆栽试验研究了铵态氮肥和硝态氮肥施用对植物根际和非根际土壤中Zn、Cd的化学行为,以及伴矿景天生物量和Zn、Cd吸收性的影响。结果表明,施用硝态氮肥更能提高根际土壤Zn和Cd的生物有效性,显著增大植物体内Zn和Cd浓度(P0.05),增率分别为38.2%和110%,但施用铵态氮肥更有利于促进伴矿景天的生长,增率为49.4%;氮肥形态对伴矿景天生物量的影响显著大于对植物地上部Zn、Cd浓度的效应,施用铵态氮肥显著提高Zn和Cd总吸收量,增率分别为53.3%和123%,施用硝态氮肥对其则无显著影响。施用铵态氮肥较硝态氮肥更能提高伴矿景天的污染土壤Zn、Cd吸取修复效率。     

铁冬青幼苗对污染土壤中铅、镉的耐受、吸收和累积

【目的】研究铁冬青Ilex rotunda在铅（Pb）、镉（Cd）污染土壤上生长的耐受性及其对Pb、Cd的吸收累积能力,为Pb、Cd污染土壤的植物修复提供理论依据。【方法】通过盆栽试验探究单一Pb污染(500、1 000和1 500 mg·kg^-1)和单一Cd污染(10、25和50 mg·kg^-1)对铁冬青幼苗生长、根系形态、养分及Pb或Cd吸收累积的影响。【结果】与对照（无污染土壤）相比,500 mg·kg^-1的Pb处理显著增加铁冬青根生物量和根表面积,500和1 000 mg·kg^-1的Pb处理均显著增加地径和质量指数;1 500 mg·kg^-1的Pb处理显著降低铁冬青生物量、质量指数和全株N累积量,抑制根系生长,但显著提高根、地上部P含量和地上部K含量;Pb污染处理均显著增加铁冬青全株Pb含量以及根、全株Pb累积量,1 500 mg·kg^-1的Pb处理的铁冬青各部位及全株的Pb含量和累积量最大。与对照相比,单一Cd污染对铁冬青生长、根系形态、养分累积...     

丛枝真菌调节类黄酮和NO的水平减轻镉胁迫对小麦幼苗的氧化伤害研究

为了探究丛枝真菌对镉(Cadmium, Cd)胁迫小麦的修复作用,以小麦(Triticum aestivum L.)品种百农207和摩西球囊霉菌(Glomus mosseae, Gm)为材料,采用土培试验方法,研究了丛枝真菌对Cd胁迫小麦幼苗类黄酮含量、一氧化氮(Nitric oxide, NO)含量、过氧化氢(Hydrogen peroxide, H₂O₂)浓度、硝酸还原酶(Nitrate reductase, NR)活性的影响。结果显示,5和10 mg·kg^-1 Cd胁迫接种丛枝真菌小麦幼苗与同质量浓度Cd胁迫小麦幼苗相比,类黄酮含量上升,但差异不显著;NR活性显著上升,分别是5和10 mg·kg^-1 Cd胁迫小麦幼苗的1.94,2.03倍;NO含量显著上升,分别比5和10 mg·kg^-1 Cd胁迫小麦幼苗提高了50.70%,35.96%;H₂O₂含量显著下降,分别比5和10 mg·kg^-1 Cd胁迫小麦幼苗...     

镉、铅、锌复合胁迫对滇杨幼苗富集及转运镉的影响

为探究Cd-Pb、Cd-Zn和Cd-Pb-Zn复合污染的交互效应,以滇杨幼苗为研究对象,通过土培盆栽试验对Cd(50 mg·kg^-1)、Pb(500 mg·kg^-1)、Zn(500 mg·kg^-1)单一及复合胁迫下滇杨富集、转运Cd的特征进行深入分析,旨在为滇杨的矿区修复利用提供依据。结果表明：单一及复合胁迫可降低滇杨幼苗株高增长率,提高其地径增长率,其中Cd-Pb-Zn复合胁迫株高增长率降幅最大(24.45%),Cd-Zn复合胁迫地径增长率增幅最高(317.04%),而滇杨生物量仅在Cd-Pb-Zn复合胁迫时显著下降,降幅为30.28%。与单一Cd胁迫相比,Cd-Pb复合胁迫显著增加滇杨茎中Cd含量,Cd-Zn和Cd-Pb-Zn复合胁迫显著降低滇杨各器官Cd含量;单一Cd胁迫下滇杨Cd积累量为0.32 mg·pot^-1,Cd-Pb胁迫未显著改变Cd积累量(0.34 mg·pot^-1),而Cd-Zn(0.14 mg·pot^-1)和Cd-Pb-Zn胁迫(0....     

秸秆和生物炭添加对污染土壤铅形态转化及小麦幼苗生长的影响

【目的】科学评价秸秆还田和生物炭添加对铅(Pb)污染土壤及小麦幼苗生长的影响,为农作物秸秆资源化利用和Pb污染土壤治理提供技术支持和理论依据。【方法】在外源添加Pb 5个B0(0 mg·kg^-1)、B1(510 mg·kg^-1)、B2(1 020 mg·kg^-1)、B3(1 530 mg·kg^-1)和B4(2 040 mg·kg^-1)质量分数背景下,通过盆栽试验设置CK(对照)、S(添加小麦秸秆3.33 g·kg^-1)、BC1(添加秸秆生物炭1 g·kg^-1)、BC3(添加秸秆生物炭3 g·kg^-1)和BC5(添加秸秆生物炭5 g·kg^-1)5个处理,系统研究了添加秸秆和生物炭对土壤有效态Pb含量、小麦植株Pb含量、小麦生长状况及土壤Pb形态的影响。【结果】添加秸秆和生物炭处理均可显著降低土壤有效态Pb含量,但Pb污染土壤的钝化修复效果与添加秸秆和生物炭量相关。与对照(CK)相比,B1、B2...     

轮间作对伴矿景天和苋菜生物量及Cd含量的影响

通过苋菜与Cd超富集植物伴矿景天间作和轮作的盆栽试验,探索间作和轮作对苋菜、伴矿景天生物量及其地上部Cd含量的影响,考察伴矿景天修复Cd中轻度污染菜地土壤的应用效果。结果表明,间作和轮作都没有显著影响苋菜和伴矿景天的单株生物量及其地上部Cd含量,轮作显著影响土壤pH值和乙酸铵-Cd含量。土壤pH值和乙酸铵-Cd含量与苋菜和伴矿景天地上部Cd含量没有显著相关性。     

硫肥对伴矿景天修复镉污染土壤的影响

为探索穴施硫粉和硫酸亚铁肥对伴矿景天（Sedum plumbizincicola）修复中性Cd污染土壤的影响,筛选不同硫肥最佳施用量以提高植物提取效率,在阳朔县兴坪镇思的村土壤Cd全量为0.65 mg·kg^-1的农田上,采用田间小区试验方法,设计穴施低、中、高剂量硫粉、硫酸亚铁等7个处理,对比监测了强化修复前后土壤pH、Cd全量、有效态Cd含量和伴矿景天生物量及Cd含量。结果表明：与不施用硫肥的处理（CK）相比,60 d后穴施不同硫肥处理有效降低了土壤pH,提高了土壤有效态Cd含量,同时有效提高了伴矿景天地上部生物量和Cd含量。通过处理效果与成本对比可知,每公顷穴施79 kg硫粉、252 kg硫酸亚铁效果较好,与CK相比,土壤pH分别降低了0.94、0.67个单位,土壤有效态Cd含量分别提高了111.5%、169.5%,伴矿景天地上部生物量分别提高了11.9%、40.7%,地上部Cd含量分别提高了48.5%、132.1%,地上部Cd提取量分别提高了65.8%、226.3%。研究表明,硫粉和硫酸亚铁肥均是伴矿景天修复中性Cd污染农田土壤的潜在强化提取剂,且硫酸亚铁处理修复效率显著高于硫粉处理。     

生物炭-硅酸钙联合修复铅镉污染土壤的持续性效应

为探究棕榈生物炭与硅酸钙联合施用对Pb-Cd复合重金属污染土壤的钝化效果及其稳定性,本研究采用蔬菜种植盆栽实验,测定土壤溶液pH和Pb、Cd浓度以及蔬菜可食部分Pb、Cd含量。结果表明：与不添加钝化剂的对照组相比,添加钝化剂能够有效提高土壤溶液pH,使土壤溶液中Pb、Cd浓度显著降低,种植小白菜可食部分Pb含量下降62.20%～96.77%、Cd含量下降92.76%以上,多数处理符合国家食品安全标准。土壤种植适宜性研究结果表明,五种供试蔬菜可食部分重金属含量与富集系数规律一致,小白菜对Pb的富集能力最强,苋菜对Cd的富集能力最强。当土壤Pb<500 mg·kg^-1时,韭菜、苋菜、甘蓝和大白菜四种蔬菜均可种植;当土壤Cd>0.6 mg·kg^-1、Pb>500 mg·kg^-1时,不适宜种植上述五种蔬菜。本研究探明了钝化剂的持续修复效果,研究结果可为土壤修复提及中低污染风险地区的适宜蔬菜种植提供技术和数据支撑。     

不同浓度及不同来源纳米银对伴矿景天生长及重金属吸收的影响研究

近年来,随着纳米银(Ag NPs)的广泛应用,环境中银(Ag)浓度迅速增加,污泥中存在的Ag NPs的生态风险和环境危害尤其值得关注。采用温室盆栽法,设置Ag NPs+污泥与单独Ag NPs处理(Ag NPs浓度为0~10 mg·kg~(-1)),研究了不同浓度及不同来源Ag NPs对镉/锌(Cd/Zn)超积累植物伴矿景天生长和Ag、Cd、Zn 3种重金属元素吸收性的影响。结果表明:单独Ag NPs处理在0~10mg·kg~(-1)浓度范围内对伴矿景天生长未产生显著影响,但与单独Ag NPs处理相比,Ag NPs+污泥处理明显抑制了伴矿景天生长,导致其生物量显著下降(P0.05)。随着土壤中不同来源Ag NPs浓度的增加,伴矿景天地上部Ag浓度未有显著变化,但根中Ag浓度明显升高,最高浓度可达2.07 mg·kg~(-1),根部对Ag的富集系数(0.177~0.330)明显高于地上部(0.001 01~0.004 02);种植伴矿景天后土壤中Cd和Zn浓度未有明显变化,每盆植物地上部带走的Cd和Zn的量分别占供试土壤的2.62%~7.14%和2.39%~7.65%。因此,该研究条件下Ag NPs+污泥处理对伴矿景天生长的抑制作用与污泥施用有关,污泥中Ag NPs或单独添加的Ag NPs均未对伴矿景天的重金属吸收性产生显著影响。     

菌肥及泥炭土浸提液对植物提取土壤Cd的影响

采用温室盆栽试验,研究菌肥和泥炭土浸提液对东南景天生物量、Cd富集特征、土壤Cd有效性和土壤理化性质及对后茬水稻在落干条件下水稻Cd的影响。结果表明,菌肥和泥炭土浸提液均能提高东南景天对土壤重金属的提取效率,其中施用两次液体菌肥的效果最好,东南景天对Cd提取量为0.34 mg·pot^-1,是对照的3.1倍,泥炭土浸提液处理的东南景天Cd提取量为0.32 mg·pot^-1,是对照的2.9倍,这两种处理对Cd的提取率较高,达到13%~15%,土壤全量Cd的降低幅度达到17.55%~20.41%。东南景天收获后种植水稻,落干条件下促进了水稻对Cd的吸收,稻米和茎叶的Cd提取量较对照增幅分别为30.31%~396.24%和12.36%~257.65%,其中在菌肥及泥炭土浸提液联合处理下水稻对Cd的吸收最大,稻米和茎叶的Cd含量分别为2.14 mg·kg^-1和2.88 mg·kg^-1,水稻地上部对Cd总提取率达到3.15%。因此,施用两次菌肥是提高东南景天提取土壤Cd的有效措施,菌肥与泥炭土浸提液联合施用在落干条件下显著强化了水稻对土壤Cd的提取。     

丝瓜与伴矿景天间作对土壤Cd形态及丝瓜Cd吸收的影响

采用盆栽实验将丝瓜和超积累植物伴矿景天间作于重金属污染土壤中,并向土壤添加钙镁磷肥或向丝瓜根际添加固镉菌剂,研究间作对土壤Cd的形态及丝瓜重金属积累性的影响。结果表明,丝瓜与伴矿景天间作一定程度上减少了丝瓜的结果数量,同时存在增大丝瓜果实中Cd含量的风险;通过施加固镉菌剂或钙镁磷肥增加了丝瓜的结果数,且丝瓜果实中Cd含量均未超过国家标准的限定值。同时,景天和丝瓜对土壤Cd具有移除能力,丝瓜主要表现在茎叶对Cd的吸收,其中重污染土壤中的景天和丝瓜对土壤Cd的移除能力大于低污染土壤种植的景天和丝瓜。总体来看,丝瓜与超积累植物伴矿景天间作可用于低污染土壤进行边修复边生产。但是,由于存在较高食品安全风险,在间作的同时可采取施固镉菌剂或钙镁磷肥等措施来降低果实部分Cd含量。     

海桐(Pittosporum tobira)对污染土壤中镉的耐受和吸收特征

通过盆栽实验研究了海桐对土壤中镉(Cd)的耐受和吸收特征。动态取样研究结果表明,当土壤中Cd含量为9.6 mg·kg-1时可对海桐生长产生促进作用,当Cd含量为24.6 mg·kg-1时对海桐产生抑制作用;海桐对污染土壤中Cd有一定吸收能力,吸收量随土壤中Cd含量增加而增加。培养154 d后,与对照处理(土壤Cd含量为3.6 mg·kg-1)相比,当土壤中Cd含量为9.6 mg·kg-1时,海桐根、茎、叶干重,叶片中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量及丙二醛含量没有明显变化;当Cd含量达到24.6 mg·kg-1时,海桐根、茎、叶干重分别降低了38.7%、5.2%和52.5%,叶片中叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素含量分别是对照处理的71.3%、68.2%和75%,丙二醛含量为对照处理的1.52倍。研究表明,海桐可作为Cd污染土壤修复的备选植物,在修复土壤的同时改善环境景观。     

钝化剂处理对玉米与伴矿景天间作下植株生长及镉累积特征的影响

为了探讨玉米与伴矿景天间作与钝化剂处理对植株Cd吸收积累特征的影响,通过盆栽试验,将6种复配钝化剂[石海剂(LS)、石磷剂(LP)、石殖酸(LH)、海磷剂(SP)、海殖酸(SH)、磷殖酸(PH)]施用在Cd污染土壤中后种植玉米,间作超富集植物伴矿景天(Sedum plumbizincicola)进行研究。结果表明,玉米与伴矿景天间作与单作相比较,玉米单株生物量显著上升了12.2%～52.4%,玉米植株Cd含量显著降低了10.0%～38.9%,玉米Cd转运系数显著降低,伴矿景天单株生物量显著上升了20.3%～73.4%;两种种植模式中,石海剂处理下的玉米单株生物量最大,玉米茎叶中Cd含量最低,符合国家饲料卫生标准,玉米Cd累积量较对照显著降低;间作模式中,石海剂和石殖酸处理下,伴矿景天单株生物量和Cd累积量最大。石海剂+玉米与伴矿景天间作的联合修复模式可以运用在Cd污染农田土壤修复中达到边修复边生产的目的。     

天津污灌区小麦和水稻重金属的含量及健康风险评价

以天津污灌区农作物和土壤为研究对象,采集污灌区内24 个小麦和 29 个水稻样品及其对应的土壤样品,清灌区内10 个小麦样品和 14 个水稻样品及相关的土壤样品,分别采用ICP-AES 和原子荧光分析样品中Cd、Cu、Pb、Zn、Cr、As 和Hg含量,在此基础上分析评价污灌区土壤重金属污染情况以及污灌区小麦和水稻中重金属可能产生的健康风险。研究结果表明,长期污灌导致重金属在土壤中的聚集,土壤中Cd、Zn和Hg的含量分别为0.46、129.05、0.52 mg·kg^-1,超过天津土壤质量二级标准。污灌区小麦和水稻中Pb的平均含量分别为0.14、0.62 mg·kg^-1,高于国家食品安全限量标准,对人类健康产生风险,其他重金属元素在小麦和水稻中的平均含量未超过国家食品安全限量标准;水稻样品中Hg、As的平均含量稍高于国家食品安全限量标准。计算结果显示Cd和 Zn的转移因子值远高于其他元素,反映其具有更高的活动性,更容易从土壤转移到小麦和水稻子实中。目标风险指数(THQ)估算结果显示单一重金属的THQ值均低于1,表明当地居民对污灌区生长的水稻或小麦的消费基本不产生健康风险;小麦和水稻中As THQ值的和超过1,暗示在食用污灌区生长的水稻和小麦时As可对当地居民的健康产生风险。     

覆膜对伴矿景天生长和吸镉动态影响研究

为探讨覆膜对伴矿景天生长和吸镉动态影响,以湖南某休耕地试验区为供试农田,研究了镉锌超积累植物伴矿景天在垄上覆膜和未覆膜两种栽培条件下,移栽后不同时间的植物生物量、地上部镉浓度变化与吸取修复动态。结果表明:伴矿景天的单株鲜质量和干质量在移栽后157～214 d范围内增速最快。覆膜和未覆膜处理的单株鲜质量增速分别为3.92 g·d~(-1)和3.25 g·d~(-1),单株干质量增速则分别为0.23 g·d~(-1)和0.17 g·d~(-1)。随着生长时间的延长,伴矿景天地上部镉浓度呈先降低后升高再降低的变化趋势;而吸镉量则因生物量的增加而呈现逐渐增大的趋势,其中在30～63 d范围内的日平均吸镉量较高(覆膜和未覆膜处理分别为3.62 g·hm~(-2)·d~(-1)和3.10 g·hm~(-2)·d~(-1)),最小值为移栽初期的0～30 d(覆膜和未覆膜处理分别为0.90 g·hm~(-2)·d~(-1)和0.26 g·hm-2·d~(-1))和生育后期的214～240 d(覆膜和未覆膜处理分别为0.20 g·hm~(-2)·d~(-1)和0.25 g·hm-2·d~(-1))。覆膜和未覆膜处理下,伴矿景天的镉总吸收量分别为447.00 g·hm~(-2)和329.85 g·hm~(-2);供试田块0～20 cm土层土壤镉去除率分别为16.18%和12.16%。研究表明,相对于未覆膜处理,覆膜能显著提高伴矿景天地上部生物量、镉吸收量及对污染土壤中镉的吸取修复效率。