不同锌肥对土壤镉有效性及小麦镉吸收转运的影响

为探究施用锌肥对污染土壤中小麦Cd吸收转运的影响,采用盆栽试验,研究了两种锌肥(常规锌肥、缓释锌肥)及其不同用量(13、26、66 mg·kg^-1)对根际土壤Cd、Zn有效性和小麦Cd、Zn吸收转运的影响。结果表明：施用两种锌肥均可显著增加土壤有效态Zn含量,但施用缓释锌肥在小麦孕穗期、灌浆期和成熟期对土壤有效态Zn的贡献显著高于常规锌肥,且不同生育期小麦根部和地上部Zn含量高于相应浓度常规锌肥处理。在拔节期,施用常规和缓释锌肥均能有效降低小麦根部Cd含量,Cd含量分别比对照(未施锌肥)降低了23%～33%和3%～48%,且中、高浓度锌肥同时显著降低了根部-地上部Cd转移系数。常规和缓释锌肥对灌浆期和成熟期小麦地上部Cd含量的降幅分别为21%～54%和13%～43%。虽然高浓度缓释锌肥在小麦拔节期、孕穗期和灌浆期显著增加了土壤有效态Cd含量,但却显著降低了小麦灌浆期和成熟期根部-地上部Cd转移系数。施用高浓度常规锌肥也能显著降低小麦成熟期根部-地上部Cd转移系数。所有处理中,仅施用高浓度常规和缓释锌肥显著降低了小麦籽粒中Cd含量,降幅分别为19%和29%。相关性分...     

叶面喷施锌锰肥对小麦镉积累和转运的影响

通过大田试验研究了叶面喷施锌锰肥(配合有机硅增效剂)对小麦镉积累和转运的影响.结果表明:①叶面喷施锌锰肥(配合有机硅增效剂)小麦产量有增加趋势.②叶面喷施锌锰肥(配合有机硅增效剂)能增加小麦地上部分锌锰含量,降低小麦籽粒中镉的含量("川麦104"降低9.38％;"川育25"降低13.1％).③叶面喷施锌锰肥(配合有机硅...     

水分管理配施锰肥对牡蛎壳粉调控水稻镉吸收的影响

为研究水分管理配施锰肥对牡蛎壳粉调控水稻Cd吸收转运的效果,采用盆栽试验,在两种水分管理（持续淹水、干湿交替）条件下,分析了水稻抽穗前后牡蛎壳粉配施不同用量硫酸锰肥（0、50、100 mg·kg^-1）对根际土壤Cd、Mn形态及含量和水稻Cd、Mn含量分布以及水稻根系Cd吸收转运OsNramp5基因表达的影响。结果表明：单施牡蛎壳粉（OS处理）在两种水分条件下均显著降低了土壤有效态Cd和有效态Mn含量,在持续淹水条件下对糙米Cd含量没有显著影响,但在干湿交替条件下显著降低了糙米中Cd含量。在持续淹水条件下,与OS处理相比,牡蛎壳粉配施锰肥（OSMn处理）可使土壤有效态Mn含量显著增加5.4%~10.9%;OSMn处理根OsNramp5相对表达量上调85.6%~105.9%,促进了水稻对Cd的吸收;OSMn50处理铁膜、根和秸秆中Cd含量分别增加了46.9%、52.9%、33.7%,但秸秆-糙米中Cd的转移系数降低了47.8%,糙米中Cd含量降低了30.0%,随着Mn肥添加量增加,OSMn100处理铁膜-根、秸秆-糙米中Cd的转移量分别增加了35.3%、23.9%,糙米中Cd含量增加了25.2%。在干湿交替条件下,随着Mn肥添加量增加,OSMn处理土壤有效态Mn、土壤无定形和游离态Mn氧化物含量显著增加,而土壤有效态Cd含量逐渐降低;与OS处理相比,OSMn50处理根OsNramp5的相对表达量增加了256.8%~322.8%,显著增加了水稻不同部位Mn含量,但对糙米和根中Cd含量没有显著影响;OSMn100处理秸秆-糙米中Cd的转移系数增加了38.9%,水稻糙米中Cd含量增加了15.3%。研究表明,在持续淹水条件下,牡蛎壳粉配施50 mg·kg^-1Mn肥可进一步降低水稻糙米中Cd含量,但过量配施Mn肥会促进水稻籽粒中Cd的累积,与干湿交替相比,牡蛎壳粉配施Mn肥在持续淹水条件下能更有效地降低糙米Cd累积。     

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...     

镉胁迫对苗期小麦镉吸收及其根际细菌群落的影响

为探究镉(Cd)胁迫对苗期小麦Cd吸收以及根际细菌群落的影响,以小麦豫保1号为供试植物,设置Cd含量为2.0 mg·kg^-1进行盆栽试验,测定小麦干质量、Cd吸收总量、根际土壤pH值、有效Cd含量并计算小麦富集系数和转运系数,分析根际土壤细菌多样性和群落特征。结果表明,与对照相比,Cd胁迫下小麦地上部、地下部干质量均显著降低。小麦地上部、地下部Cd含量和吸收总量较对照均显著提高。Cd胁迫下小麦地上部和地下部富集系数均降低,转运系数升高,其中地下部富集系数显著降低。Cd胁迫下土壤有效Cd含量显著升高,而pH值降低。通过测序发现,Cd胁迫提高了土壤中细菌群落多样性,改变了群落结构。在属水平相对丰度前30的菌属中,脱硫微菌属(Desulfomicrobium)、Acidibacter、链球菌属(Streptococcus)等在Cd胁迫下相对丰度较对照显著增大。Stenotrophobacter等在对照中相对丰度较Cd胁迫处理显著增大,鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)等在对照中相对丰度较Cd胁迫处理也有所增加。     

土壤镉污染对小麦生长及镉吸收的影响

为明确小麦对镉的吸收状况,以扬麦13号为材料,采用盆栽试验,分析了不同外源镉污染水平（0、5、10、20 mg·kg^-1和50mg·kg^-1）对小麦生长状况、光合生理指标、磷含量及镉吸收的影响,并使用目标危险系数（THQ）法预估了食用该小麦籽粒对人体健康产生的风险。结果表明,低浓度的外源镉（<10 mg·kg^-1）未显著影响小麦的生长速率、各部位生物量、光合生理指标和小麦各部位的磷含量。但当外源镉浓度增大时,小麦生长速率受到抑制。当外源镉浓度>20 mg·kg^-1时,小麦生物量、蒸腾速率及磷含量显著降低。小麦各部位的镉含量及籽粒中镉的THQ值都随镉污染水平的增大而增加,各污染水平下THQ值均大于1,且儿童的THQ值大于成人。研究结果显示,虽然中、低浓度的外源镉不会对小麦生长造成显著的影响,但在该环境中生长的小麦籽粒中的镉含量仍然会对人体造成明显的不利影响,表明仅依靠镉对小麦的生长影响不足以说明镉对小麦及人体的危害,必须综合各个指标来讨论。     

水分状况对水稻镉砷吸收转运的影响

为探明不同水分状况下(淹水深度和潜水位高度)水稻对镉(Cd)、砷(As)吸收转运差异,采用盆栽试验,以湿润管理为对照,研究了3、6、9 cm的淹水深度和-3、-6、-9 cm潜水位高度下水稻对Cd、As吸收转运的影响。与湿润管理(CK)相比,淹水对水稻产量无显著影响,但低潜水位下的水稻产量比CK下降了21.06%~28.44%;淹水显著降低了水稻米、茎叶、根的Cd含量,但促进了根As的积累,淹水的稻米Cd含量比CK下降了61.11%~69.43%;而低潜水位处理则显著增加了水稻对Cd的吸收,但显著抑制了对As的积累,低潜水位处理的稻米Cd含量比CK增加了4.08~4.48倍,而稻米As含量比CK降低了79.20%~81.96%。Cd、As在土壤-水稻系统的迁移转运过程中,不同水分状态下水稻对Cd、As的积累主要取决于土壤至根系的迁移转运环节,且米As含量还受As在根系、茎叶、稻米中转运分配的调节。不同淹水深度或不同潜水位高度对水稻米、茎叶、根的Cd含量或As含量影响皆不明显,水稻对Cd、As的吸收主要受限于淹水的状态;相关分析结果表明,不同水分管理模式下,水稻对Cd和As的吸收积累呈极显著负相关。因此,在Cd、As污染土壤的水分管理过程中,应结合土壤Cd、As污染程度制定适当的水分管理策略。     

小麦施用锌、锰肥的效果研究

开展了小麦施用锌、锰微肥试验。结果表明:锌、锰微肥对促进小麦年前分蘖,提高小麦成穗及增加穗数数,千粒重都有明显的作用,进而提高了小麦的产量,并能增强小麦的抗逆能力,这是小麦增产的一项重要措施建议进行大面积推广。     

叶面喷施Zn、Mn及有机硅助剂对小麦吸收镉的影响

本试验在大田条件下,研究了叶面喷施锌、锰及有机硅助剂对小麦籽粒镉含量的影响。结果表明:(1)有机硅助剂配合Zn、Mn喷施,小麦有一定的增产趋势。(2)有机硅助剂配合Zn、Mn喷施可增加小麦籽粒内的Zn、Mn含量,同时降低籽粒内的Cd含量,其中有机硅助剂配合Zn、Mn同时喷施的降Cd效果较好,"川麦104"籽粒Cd降低29.6%,"川育25"籽粒Cd降低26.5%。     

锌、铁缺失对苎麻吸收及转运重金属镉的影响

通过连续两季盆栽试验,研究锌、铁对2个苎麻品种中苎一号和湘苎三号吸收及转运重金属镉的影响。结果表明,2个苎麻品种在镉胁迫(5 mg·kg-1)下表现不同。锌、铁能促进苎麻的生长,无锌、铁供应时,镉胁迫下的2个苎麻品种与对照相比,株高下降10.24%~21.64%,茎叶干重下降1.02%~6%,根干重下降2.04%~12.24%。苎麻各部位镉含量大小依次是根茎叶。锌、铁显著影响苎麻镉含量,锌、铁缺失促使苎麻吸收更多的镉。无锌和无铁供应显著增加了苎麻体内镉积累量,无锌供应时镉积累量达最大值。锌、铁对苎麻转运镉产生抑制效应,与对照相比,无锌和无铁供应时苎麻根-叶和根-茎的转运系数增加了4%~24%,锌、铁缺失加剧镉从苎麻地下部向地上部转运。     

镁、锰、活性炭和石灰及其交互作用对小麦镉吸收的影响

采用盆栽试验,研究了在镉污染土壤上施用石灰、硫酸镁、硫酸锰和活性炭不同用量以及交互作用对小麦生长和吸收重金属镉的影响。研究结果表明,在试验条件下施用适量的硫酸镁、硫酸锰或与石灰配合能明显提高小麦籽粒产量,单施石灰或与活性炭配合施用降低了小麦籽粒产量;与对照(CK)相比, 所有处理秸秆产量均下降。施用硫酸镁能显著降低小麦籽粒和秸秆中Cd浓度,且随用量的增加而增大。低量硫酸锰能有效降低小麦籽粒和秸秆中Cd浓度,高量反而增加小麦对Cd的吸收。石灰、活性炭单独施用或配合施用都能明显减少小麦对Cd的吸收,但籽/杆中Cd比却随石灰用量的增加呈明显的上升趋势。叶面喷施硫酸镁对降低小麦吸收镉的效果与土施相当,但叶面喷施硫酸锰却比土施硫酸锰显著降低了小麦籽粒中的镉浓度与吸收量。硫酸镁与硫酸锰,或石灰、硫酸镁和硫酸锰3种物质配合施用,对小麦籽粒镉浓度和吸收量的降低表现出明显的正交互作用,对抑制小麦体内镉从秸秆向籽粒的转移具有显著效果。     

施锰微肥对镉污染土壤中玉米生长及镉吸收分配的影响

为定量研究锰(Mn)对镉(Cd)污染土壤的修复效果,以低(5 mg·kg~(-1))和高(10 mg·kg~(-1))Cd污染棕壤为供试土壤,通过盆栽培养试验,研究施加不同浓度的MnSO4(20、200、2 000 mg·kg~(-1))对土壤Cd形态、玉米生长和体内Cd吸收、Cd亚细胞分布的影响。结果表明:施Mn可以显著改变土壤中Cd的赋存形态,与对照(未施加Mn)相比,土壤可交换态Cd含量降低了4.75%～30.81%,且随着Cd浓度的增加,可交换态Cd降低比例逐渐增大。适量的Mn(20、200 mg·kg~(-1))可以促进玉米根系的生长,提高玉米各部位生物量,增产11.42%～17.51%,但过量的Mn(2 000 mg·kg~(-1))则会对玉米产生一定的毒害作用,导致减产。Mn降低了土壤中Cd的生物有效性,从而抑制玉米对Cd的吸收,籽粒Cd含量在低Cd污染土壤中降低了46.15%～53.85%,在高Cd污染土壤中降低了38.37%～52.33%。同时Mn增加了细胞壁对Cd的沉积和液泡区隔化作用,促进Cd在根部的固持,从而降低其向地上部转运。研究表明,Mn的施加对低Cd污染土壤的钝化效果优于高Cd污染土壤,适量的Mn更有助于玉米的生长发育以及降低玉米体内的Cd含量。     

喷施硫酸锰和硫酸锌对小麦籽粒镉锰锌生物可给性的影响

为探明喷施叶面肥对小麦镉（Cd）污染健康风险的影响,通过大田试验,采用体外模拟消化方法,研究喷施不同浓度MnSO₄和ZnSO₄对小麦籽粒中Cd、锰（Mn）和锌（Zn）的含量及生物可给性的影响,计算人体对小麦Cd、Mn和Zn的摄入量,评价喷施Mn肥和Zn肥对降低人体Cd摄入、提高Mn和Zn吸收的作用。结果表明：喷施MnSO₄和ZnSO₄可显著降低小麦籽粒的Cd含量,最大降低率可达47.45%;喷施MnSO₄显著提高小麦Mn含量;喷施中高浓度的ZnSO₄显著提高小麦Zn含量。小麦Cd、Mn和Zn在胃阶段的生物可给性明显高于小肠阶段;高浓度ZnSO₄处理显著降低小麦Cd在胃阶段的生物可给性,提高Zn在胃阶段的生物可给性;高浓度MnSO₄处理使小肠阶段小麦Mn和Zn的生物可给性显著升高。食用Cd污染的小麦有Cd摄入量过高的健康风险,而ZnSO₄、高浓度MnSO₄以及中高浓度锰锌肥复配处理可显著降低人体食用小麦摄入Cd的量,最大降低率达42.86%;喷施MnSO₄显著提高小麦Mn的膳食摄入量;食用喷施MnSO₄和ZnSO₄处理的小麦可满足膳食Zn摄入的需要,其中喷施高浓度MnSO₄处理效果更好。研究表明,喷施高浓度MnSO₄可显著降低小麦Cd含量和人体Cd摄入量,显著提高小麦Mn含量以及Mn和Zn的生物可给性,从而显著提高人体Mn和Zn的摄入量。     

生物炭施用对棕壤重金属镉赋存形态及油菜吸收镉的影响

以受镉(Cd)单一污染的棕壤为供试土壤,分别添加不同用量(0、1%、3%和5%)的稻壳生物炭进行土壤培养试验,通过测定不同形态重金属Cd含量及土壤pH的变化,研究生物炭施用对棕壤中Cd赋存形态的影响;将培养后的土壤继续进行盆栽油菜的种植,测定不同时期油菜地上部及地下部的Cd含量,并计算其根富集系数及地上部转运系数,旨在探明生物炭的施用对油菜吸收Cd的影响。结果表明,随生物炭施用量的增加,活性较强的交换态Cd的含量显著降低,而活性较弱的有机结合态和残渣态Cd的含量显著增加(P0.05);3%、5%的生物炭施用量提高了土壤pH,可交换态Cd与土壤pH存在极显著负相关关系(P0.01),有机结合态、铁锰氧化物结合态和残渣态Cd与土壤pH存在显著正相关关系(P0.05)。与对照相比,不同生物炭施用量(1%、3%和5%)处理的油菜地上部Cd含量分别降低了18.86%、64.22%、68.40%,地下部Cd含量分别降低了11.03%、57.93%、60.62%;油菜全生育期根富集系数减小值在0.01~1.26范围内,地上部转运系数减小值在0.22~0.32范围内,其中以生物炭施加量为5%的处理效果最佳。     

叶面喷施阻控剂对常淹水稻田水稻吸收转运镉的影响

为探明叶面喷施阻控剂对常淹水镉（Cd）污染稻田水稻吸收转运Cd的影响,采用田间试验,研究CK（无喷施）、ZK1（锰和锌）、ZK2（壳聚糖硒和二氧化硅溶胶）、ZK3（水溶性硅）、ZK4（螯合铁）和ZK5（二氧化硅溶胶）6个处理对水稻吸收转运Cd的影响。结果表明,常淹水条件下,与CK相比：ZK1、ZK2、ZK4处理下,水稻产量显著（P<0.05）提高,增幅在13.08%~44.19%;ZK1~ZK5处理均能显著（P<0.05）提高灌浆期时水稻叶片的相对叶绿素含量,增幅在13.18%~24.42%;ZK1~ZK4处理均能显著（P<0.05）降低糙米中Cd的富集系数,降幅在42.31%~57.69%;ZK1~ZK5处理均能显著（P<0.05）降低Cd从叶到糙米和茎到糙米的转运系数,降幅分别在26.63%~71.28%和26.93%~65.87%;ZK1、ZK2、ZK3处理均能显著（P<0.05）降低糙米中的Cd含量,降幅分别为55.88%、20.59%、17.65%。由此可知,常淹水条件下,叶面喷施含有锰和锌成分的阻控剂,或是含有壳聚糖硒和二氧化硅溶胶成分的阻控剂不但有利于提高水稻产量,还能有效降低糙米中的Cd含量。     

不同小麦品种灌浆期生长和镉积累的差异研究

为了解不同小麦品种灌浆期在镉污染农田中的生长情况和重金属镉积累的差异,本研究以30个小麦品种为材料,探明其在镉污染农田上的生长情况以及镉积累情况。结果表明,30个小麦品种在镉污染条件下能正常生长。不同小麦品种在灌浆期其株高、地上部和根部的生物量均存在着显著的差异,变化范围分别为48.87～77.47 cm、0.89～1.92 g·plant~(-1)、0.05～0.22 g·plant~(-1)。此外,不同小麦品种之间各部位吸收、积累镉的能力也存在明显差异。地上部和根部镉含量的变化范围分别为0.07～0.26、0.37～1.57mg·kg~(-1)。灌浆期镉在小麦体内的分配规律总体上为根地上部。地上部和根部镉积累量的变化范围分别为0.12～0.38、0.04～0.24μg·plant~(-1)。不同小麦品种各部位转运镉的能力存在明显差异,变化范围分别为0.08～0.47,其中淮麦23、冀麦738、宁麦17具有最低的根-地上部转运系数。成熟期的数据表明,淮麦23、冀麦738、宁麦17籽粒中镉的含量均远低于0.1 mg·kg~(-1)DW的国家限量标准,并具有很低的根-地上部转运系数,符合镉低积累小麦的标准。本文初步确定淮麦23、冀麦738、宁麦17作为低转运小麦品种的候选者,为低积累小麦品种的筛选提供科学依据。     

低镉高产春小麦品种筛选及富集转运特征分析

筛选具有低Cd积累且高产特性的春小麦（Triticum aestivum L.）品种,可使春小麦在轻度Cd污染农田得到安全生产利用。本研究以21个春小麦品种（编号X1~X21）为研究对象,于2020年和2021年连续2年开展大田试验,通过籽粒Cd含量和产量聚类分析,筛选具有低Cd高产特性的春小麦品种,并分析不同类型春小麦产量、Cd富集、转运系数差异。结果表明,X4、X6~X8、X10、X16~X21等11个品种具有低Cd高产特性,且标靶危害系数均小于1,X14为Cd高积累且低产品种,这两种类型分别占供试品种的52.38%和4.76%;综合2年试验结果,低产中Cd类型春小麦品种茎的富集系数较高产低Cd类型春小麦品种高0.4倍,低产高Cd类型春小麦品种根、茎、叶、颖壳到籽粒的Cd转运系数较高产低Cd类型春小麦品种分别显著高2.5、2.2、1.8、2.2倍。研究表明,丰强6号、丰强11号等11个高产低Cd春小麦品种可在Cd污染农田推广种植。