9个油菜品种根系形态与镉铅累积关系及机理初步分析

【目的】研究油菜的根系形态与镉铅累积特征,分析油菜植株镉铅含量、累积量与根系形态间的关系。【方法】以云南铅锌矿周边镉铅污染的原状农田土壤为供试基质,采用根箱种植云南主栽的9个油菜品种。【结果】(1)油菜根体积和根尖数品种间的差异较大,根长和根表面积差异较小。(2)油菜地上部和地下部的铅含量与累积量品种间的差异较大,地下部镉含量品种间的差异较大,而地上部镉含量、地上部和地下部镉累积量品种间的差异较小。(3)油菜根体积与地上部铅累积量呈显著正相关,根尖数与地上部、地下部镉含量呈极显著正相关。(4)根际有效态铅含量与油菜地下部铅含量、累积量呈极显著和显著正相关,根际有效态镉含量与油菜地上部镉累积量呈显著负相关。【结论】油菜根体积和根尖数存在明显的品种差异,并与油菜镉含量、铅累积量的关系密切。     

重金属污染胁迫下接种AMF对玉米生长和镉铅含量的影响

通过盆栽试验,以会泽铅锌矿区污染土壤为供试土壤,玉米为宿主植物,接种会泽铅锌矿周边农田土著丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)与优势种群摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae),研究AMF对玉米生长、矿质营养、镉铅含量与累积的影响,结果表明:接种土著AMF和F.mosseae均显著增加玉米的株高和生物量,提高植株磷钾含量与氮、磷、钾吸收量;增加玉米根际土壤球囊霉素相关蛋白(Glomalin-related soil protein,GRSP)含量,降低土壤有效态镉、铅的含量与植株镉、铅的含量,但对玉米镉、铅累积量没有显著的影响。相关分析表明,土壤速效磷、钾含量与玉米磷、钾含量呈显著正相关,玉米磷、钾含量又与植株生物量呈显著正相关;玉米根际土壤GRSP含量与有效态铅含量呈极显著负相关,根际有效态镉、铅的含量与植株镉、铅含量呈显著正相关。可见,接种AMF改善宿主作物矿质营养,促进植株的生长;降低土壤镉铅有效态含量,从而减少作物体内镉铅的含量。结果可为重金属污染土壤的作物生产安全与农业安全利用提供理论和实践依据。     

种植密度对万寿菊生长和镉铅累积的影响

【目的】确定在云南兰坪铅锌矿周边污染农田种植万寿菊的最佳密度。【方法】种植万寿菊F1品种,研究不同种植密度(27 800、33 300、41 700和55 600株/hm~2)对万寿菊生长和镉铅累积特征的影响。【结果】(1)万寿菊生物量以茎部最大;镉含量在盛花期表现为茎根叶≈花,在成熟期表现为根≈茎叶花;铅含量在盛花期和成熟期表现为根≈叶茎花;镉铅主要累积在茎部。(2) 4个种植密度下,万寿菊单株生物量、单株镉铅含量以27 800和33 300株/hm~2种植密度最大,单位面积镉铅累积量以55 600株/hm~2最大。(3)土壤镉的化学形态以可氧化态和弱酸提取态为主;土壤铅的化学形态以可氧化态、可还原态和残渣态为主;万寿菊镉铅含量与土壤镉铅化学形态间的相关性不显著(P0.05)。【结论】万寿菊可用于云南高原铅锌矿区污染农田的替代种植,为矿区污染农田的农业安全利用提供新方法。     

广西某铅锌矿区土壤镉、铅、砷形态分布对水稻重金属的影响

【目的】探讨铅锌矿区周边土壤镉、铅和砷形态分布对水稻重金属影响,为当地土壤重金属修复治理提供参考。【方法】采集广西某铅锌矿区周边农田土壤和水稻根、茎、叶、籽粒等样品,分析土壤镉、铅和砷的全量和形态分布水稻重金属含量,通过单因素污染指数方法评价土壤重金属污染状况,通过富集系数评价水稻根、茎、叶、糙米对土壤重金属富集能力。【结果】水稻田土壤镉、铅和砷污染严重,土壤镉含量变化为0.42~2.68 mg/kg,平均值为1.52 mg/kg;铅含量变化为118~1180 mg/kg,平均值为472.59 mg/kg;砷含量为11.6~351.0 mg/kg,平均值为109.81 mg/kg。其中土壤镉主要以交换态和碳酸盐结合态为主;土壤铅以铁锰氧化结合态和有机物结合态为主;土壤砷以残余晶格态为主。土壤重金属的主要富集水稻根部位,其中水稻根富集土壤镉系数均大于1、富集铅系数介于0.38~3.53、富集砷系数均小于1,糙米镉和铅含量超标,砷未超标。【结论】铅锌矿区的周边土壤镉、铅、砷含量严重超标;水稻田土壤镉对农作物有一定风险;铅对农作物铅超标存在潜在危害;土壤砷主要残余晶格态为主;水稻籽粒镉全部超标、铅部分超标、砷不超标。     

菌根菌对玉米抗铜、镉、铅、锌及生物有效性的影响

通过比较接种和不接种菌根菌玉米根际土壤中铜、镉、铅、锌的形态变化、作物的生物量和金属在玉米中的蓄积量等参数,揭示菌根真菌通过影响植物根际微环境、微量金属形态而增加玉米抗过量金属胁迫的现象和机理。     

水稻对污染土壤中镉、铅、铜、锌的富集规律的探讨

研究了闽西某钢铁厂附近污染农田上水稻对土壤镉、铅、铜、锌的富集规律.结果表明,①糙米对各元素的富集系数依次为镉(0.25)>锌(0.18)>铜(0.11)铅(0.000 6). ②在土壤→根系、根系→茎叶、茎叶→糙米这几个部分之间,镉和铜从根系向茎叶的迁移最困难;从土壤到糙米,铅的迁移能力逐渐降低;土壤锌比较容易进入水稻根系,但从根系向地上部迁移则较难.③不同田块水稻糙米对土壤镉的富集系数变异比锌和铜大得多,说明影响糙米对土壤镉富集的因素比较复杂.     

酸化对耕地土壤镉铅有效性及农产品中镉铅积累的影响

田间采样分析结果表明:在土壤pH值小于6.5(或5.8)条件下,土壤中交换态镉(或铅)占其全量的比例随土壤pH值的下降呈现明显的增加趋势,且交换态镉占其全量的比例增加更为明显;水稻糙米和叶菜中镉、铅的富集系数也随土壤pH值的下降而增加,且作物对镉的富集明显高于对铅的。模拟试验结果表明:土壤酸化可促使土壤镉、铅由稳定态向活性较高的形态转变,从而增加糙米中镉、铅的积累;当土壤pH值低于5.0时,土壤镉、铅的活化速度随酸度的变化明显加剧。因此土壤酸化是导致中轻度重金属污染农田农产品中镉、铅积累的重要原因。     

酸化对耕地土壤镉铅有效性及农产品中镉铅积累的影响

田间采样分析结果表明:在土壤pH值小于6.5(或5.8)条件下,土壤中交换态镉(或铅)占其全量的比例随土壤pH值的下降呈现明显的增加趋势,且交换态镉占其全量的比例增加更为明显;水稻糙米和叶菜中镉、铅的富集系数也随土壤pH值的下降而增加,且作物对镉的富集明显高于对铅的。模拟试验结果表明:土壤酸化可促使土壤镉、铅由稳定态向活性较高的形态转变,从而增加糙米中镉、铅的积累;当土壤pH值低于5.0时,土壤镉、铅的活化速度随酸度的变化明显加剧。因此土壤酸化是导致中轻度重金属污染农田农产品中镉、铅积累的重要原因。     

镉铅单一及复合胁迫对玉米干物质及镉铅吸收的影响

采用桶栽试验,研究了镉铅单一及复合胁迫对玉米干物质及玉米镉铅吸收的影响。结果表明,玉米穗质量、穗粒质量、生物产量与土壤镉铅含量呈显著负相关;镉铅在玉米体内的分配规律为:根>茎叶>穗轴>籽粒;在相同质量浓度镉胁迫下,镉铅复合胁迫处理的玉米各部位对镉的吸收大于镉单一胁迫处理,同质量浓度铅胁迫下,铅镉复合胁迫处理的玉米茎叶对铅的吸收小于铅单一处理。     

AMF对玉米生长、根系低分子有机酸分泌与Cd累积的影响

为探讨铅锌矿区丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi，AMF）的生态功能，采用云南会泽铅锌矿区周边镉（Cd）污染的农田土壤，开展根袋盆栽试验，研究接种AMF对玉米生长、矿质营养、根系低分子有机酸分泌和Cd累积的影响。结果表明：接种AMF促进玉米生长，显著提高光合速率、株高和生物量；增加植株对氮、磷、钾的吸收，增幅达14.2~19.1倍；并促进根系分泌酒石酸、苹果酸、草酸和琥珀酸，分泌量增幅为1.1~3.8倍。此外，接种AMF使玉米根际铁锰氧化态Cd含量显著增加22.5%，有机结合态Cd含量显著降低12.8%，但交换态和有效态Cd含量无显著变化。接种AMF使玉米地上部和根系Cd含量显著降低，降幅分别为32.7%和77.9%，但地上部和根系Cd累积量显著增加，分别增加了12.5倍和25.8%。相关性分析发现，玉米地上部Cd累积量与草酸、酒石酸、苹果酸、琥珀酸分泌量和铁锰氧化态Cd含量呈极显著正相关。可见，AMF能促进玉米养分吸收，调节根系低分子有机酸分泌与根际Cd形态，降低植株Cd含量，从而促进植株生长。     

根际和非根际土中铅、镉行为及交互作用的研究

用根际箱及根际袋试验研究了红壤、黄棕壤植麦和植稻后根际中铅、镉的提取情况,并比较了单元素存在与复合处理存在的差异。结果表明,土壤中可提取态铅、镉的状况在根际微生态系统中明显不同于本土,而两类土壤又有差异。不论小麦还是水稻,红壤根际可提取性铅大于非根际;镉则有些不同,红壤小麦根际现象不显著,水稻根际与非根际差异很大,但基本上都是根际小于非根际。     

盆栽玉米和大豆对铅、镉的富集作用研究

[目的]研究玉米和大豆对铅、镉等重金属的富集作用。[方法]分别用自来水(CK)0、.1 mol/L的Pb(NO3)2和0.1 mol/L的CdSO4溶液浇灌盆栽玉米和大豆,测定栽培前后土壤中铅、镉的含量,以及玉米和大豆各部位铅、镉的含量。[结果]玉米和大豆均能富集土壤中的铅和镉。空白试验中,种植玉米后土壤中铅、镉分别从106.07、2.21 mg/kg降为79.461、.45 mg/kg,种植大豆后土壤中铅、镉分别从107.572、.30 mg/kg降为85.101、.01 mg/kg。玉米和大豆不同部位对铅和镉的吸收程度不同,玉米和大豆各部位吸收铅、镉的能力表现为:根部>秸秆>叶部>果实。用铅、镉溶液浇灌的玉米和大豆的长势与空白组没有明显区别。[结论]玉米和大豆对受铅、镉等重金属污染的土壤具有良好的生物修复作用。     

铜和镉及铅在玉米根际土壤中的形态变化

通过根际栽培试验,对玉米根际土壤中铜、镉、铅的形态变化进行了研究.结果表明:1)可交换态铜随时间的延长显著上升,20d左右达到最大(0.97mg/kg),然后逐渐回落,40d恢复到起始水平,之后继续下降.可交换态镉的变化趋势与可交换态铜大至相似,同样经历了先升后降的过程,25d达到最大值(0.43mg/kg),其后维持此含量,50d后逐渐下降.可交换态铅的含量均低于检出下限.2)碳酸盐结合态铜含量在试验初始阶段没有明显变化,约40d后略有升高,随后下降,在整个试验过程的变化仅±1mg/kg.碳酸盐结合态镉和铅的含量在试验期间持续上升,有机结合态镉和铜含量在试验期间呈总体下降趋势.3)铁锰氧化物结合态铜、镉和铅与土壤固相结合比较紧密,变化规律不太明显,但变化幅度较大.4)有机结合态铜在试验初期急剧下降,而后上升,最后维持在与初始含量大致相当的水平.有机结合态镉和铅在试验期间整体呈下降趋势.     

会泽铅锌矿区农田土壤镉、铅和养分分布特征及污染评价

【目的】了解会泽铅锌矿区农田土壤镉、铅和养分分布特征,探究镉、铅含量与形态和养分之间的相关性。【方法】采集0～60 cm的农田土壤,测定土壤中镉、铅与养分含量,利用单因子污染指数法、内梅罗多因子综合污染指数法和潜在生态风险评价法,评价土壤中镉、铅污染程度。【结果】(1) 0～20 cm农田土壤镉、铅污染严重。土壤镉污染达到重度污染水平(P_i、P_N3),毗邻矿山和远离矿山土壤铅污染分别处于重度污染(P_i、P_N3)和安全范围(PN0.7)。矿区土壤镉、铅污染分别为高生态风险(E_i110)和安全生态风险(E_i55)。(2)镉、铅主要以残渣态存在于土壤中,占比为52.54%和50.26%。矿区土壤潜在生物可利用态铅和毗邻矿山土壤潜在生物可利用态镉的质量分数较高(44%)。(3)矿区农田土壤养分水平较低,远离矿山采样点土壤养分含量平均高于毗邻矿山采样点。全量和可交换态镉、铅含量与全磷、速效磷含量呈显著(P0.05)或极显著(P0.01)负相关。【结论】矿区农田土壤镉的污染程度和生态风险均高于铅,磷与镉、铅之间相关性显著。     

氮肥形态对小麦镉吸收及转运的影响

为缓解小麦镉毒害降低籽粒镉含量合理选用氮肥,探究硝态氮、铵态氮和酰胺态氮对小麦镉吸收转运规律、土壤根际pH、叶片SPAD值和根系形态的影响.结果 表明镉胁迫条件下,硝态氮处理有利于小麦千粒质量及旗叶SPAD值的提高,且SPAD值与千粒质量间呈显著正相关;铵态氮处理显著降低根际pH、提高植株镉积累量以及籽粒镉含量,根际p...     

污染源附近农田土壤中铅 镉 铬 砷的分布特征和生物有效性研究

在对中国东北污染源附近农田土壤巾铅、镉、铬和砷化学形态分析的基础上进行了重金属的生物有效性评价,结果表明,重金属主要累积在农田表层0～20 cm的土壤巾,表层土壤中有一种或两种重金属的总量分别超过国家土壤环境质量相应的标准值.所研究土壤中,铅、铬和砷以残渣态为主,其中残渣态铅占52.9%～80.1%,铬占81.0%～90.5%,砷占42.1%～82.9%.镉以有机结合态占优势,相对含量为19.5%～57%.铅、镉、铬和砷可交换态的相对含鼍均较低(0.02%～3.67%).3种土壤中,重金属生物有效性的大小顺序均为镉>砷>铅>铬,迁移能力的大小顺序为镉≥砷>铅≥铬,镉的生物有效性和迁移能力都是最大的,说明镉的生物有效性最高,应给予更多的关注.     

铅镉胁迫下柠檬酸、胡敏酸对刺槐幼苗根系发育及土壤特性的影响

为探究柠檬酸(CA)、胡敏酸(HA)对铅镉胁迫下刺槐幼苗的根系发育及其对土壤修复的调控效应,对铅镉混合污染土添加CA与HA,并测定幼苗根系与土壤特性指标。结果表明,在铅镉胁迫下,中高浓度胡敏酸明显提高刺槐根系活力。添加CA与HA后,铅镉胁迫植株的根系发育较稳定;土壤pH值下降,由碱性改善成微酸性;土壤中铅离子浓度降低,而镉离子浓度升高。因此,高浓度柠檬酸、胡敏酸可促进刺槐修复铅污染土壤,改善土壤特性,其中10 mmol·kg^-1HA效果最优,但两者对镉污染调控效果均不明显。     

农作物对镉铅砷的吸收与运输——伤流及根系外渗分析

本文通过对镉、铅、砷处理土壤中黄瓜和玉米的伤流、外渗液、土壤及作物中的含量分析,研究了农作物对镉、铅、砷的吸收特征。结果表明:3种元素均存在通过共质体进入导管并向上运输的途径,镉、铅、砷在土壤-植物系统中的活性有明显差异,其中Cd>Pb,As的活性及毒性均较强。As明显抑制根系的活性,降低了伤流和蒸腾速率。本试验条件下Cd、Pb、As对根系透性均无显著影响,但外渗率却有As>Cd>Pb的结果。此外,3种元素对其它营养元素从根中的外渗也有不同程度的影响。     

外源铅镉在不同类型土壤中的转化形态及在烟株中分布研究

通过比较外源重金属铅和镉在红壤、紫色土、水稻土中的形态,以及在烟株不同部位的分布,研究了不同类型土壤环境下铅和镉的转化及活性。结果表明,外源铅和镉在3类土壤中的转化形态存在较大差异,并与其土壤的p H值不同密切相关;在弱酸性红壤和水稻土中,外源铅和镉活性形态主要为可交换态、铁锰结合态和有机结合态,在碱性紫色土中的活性形态主要是碳酸盐结合态;外源铅在3类土壤烟株中的分布均呈由下至上递减的趋势,以根部铅含量最高,上部烟叶中最低;外源镉在3类土壤烟株中都呈现上部叶>茎>根及中部叶>下部叶的的分布规律。     

根际效应下镉在土壤中的吸附与解吸

根际微区是联系植物与土壤之间的纽带,控制着重金属等污染物从土壤向植物的迁移.以黑土为研究对象,采用根际箱装置培养根际土壤,研究了不同强度玉米根际效应下,土壤对Cd的吸附与解吸.结果表明,相比于非根际土壤,根际土壤中的可溶性有机碳（DOC）含量显著增加,不同处理下根际土壤DOC含量与根系的干物质重量二者呈显著正相关（P＜0.001）;根际土壤pH显著提高.根际土壤对Cd的吸附量显著高于非根际土壤,且在较高的Cd浓度下这种差异表现的更明显,不同pH下土壤吸附试验表明,根际pH的升高是造成这种现象的主要原因.可以用Freundrich方程来描述Cd离子在根际效应下黑土中的吸附特征.根际土壤的解吸量显著低于非根际土壤,相关分析表明,平均的解吸百分数与根际土壤DOC含量呈显著负相关（P=0.011）,说明根系分泌的可溶性有机物质与Cd离子的络和作用,是导致根际土壤中Cd较难解吸的重要原因.