不同污染程度农田土壤重金属修复技术研究

随着农田土壤重金属污染的日益严重,农作物品质和产量不断下降,并对人类的健康产生了巨大的危害。但不同地区的污染状况存在很大的差异。针对不同污染程度的农田采取不同的修复措施,不仅能够提高修复效率,还能节约成本。文章综述了重金属不同污染程度农田的有效治理方法,中轻度污染农田主要采取植物阻控-植物富集移除、土壤钝化-植物阻控、农艺措施强化等防治措施;重度污染农田主要采取植物阻控-高效钝化、植物富集-其他高效技术、物理修复等修复措施。现在对于不同重金属污染程度修复技术的研究还存在不足,今后还需系统地针对不同程度的重金属污染研究出具体可行的修复技术。     

低镉铅污染土壤黑麦草与蒜苗套种与单种吸收重金属镉铅的比较

研究利用作物（低富集特性作物）促进富集植物对重金属吸收的可行性与效果,旨在为农用耕地的重金属镉铅污染修复提供一定的参考。实验选择大蒜与黑麦草进行套种,设计了黑麦草单种和与大蒜套种2种种植模式,对不同模式下黑麦草地上部分中镉铅含量进行了测定。结果表明,大蒜套种富集植物黑麦草有效地降低黑麦草对重金属镉的吸收,降低率为23.92%,但较强地提高黑麦草对重金属铅的吸收,增加率为133.15%。本实验中,黑麦草单独种植时具有最大的地上部分镉富集系数(0.75);黑麦草套种大蒜时其具有最大的地上部分富集系数(0.54)。从研究的结果看一定的套种方式能有效地提高富集植物对某些重金属的吸收,该研究为农用耕地的重金属污染修复提供了一定的参考。     

土壤重金属污染及植物修复技术研究进展

近几十年来,随着全球人口的快速膨胀,工业化进程的不断迈进,工业废水大量排放,致使大量的重金属排放到土壤环境中,给人们的健康带来了极大的危害。由于植物修复重金属污染花费低,适应性广、无二次污染等优点,近年来受到了众多学者的广泛研究关注。概括归纳了土壤重金属污染现状与特点及土壤重金属植物修复技术的类型,总结了超富集植物的研究进展,分析指出了近年来超富集植物在修复过程当中所存在的局限性,并对植物修复未来的发展趋势做出了展望。     

油菜在植物修复重金属污染土壤中的应用进展

土壤中的重金属污染会影响农产品及食品安全,因而重金属污染土壤修复引起各级政府高度重视。植物修复因成本低、不影响农业生产,因而在当前应用较多。油菜是南方地区第二大作物,其种植简单、主要利用冬闲田,且有一定经济价值,因而近年来作为修复植物应用较多。本研究阐述了油菜作为修复植物的独特优势：不与水稻争地、种植面积大、不影响食用等;不同基因型油菜对重金属的响应、对重金属的耐受机制、相关的基因和重金属胁迫下的生理生化特性变化等进展;使用钝化剂、联合修复及添加外源物质等增强修复效果的各种措施。以期为植物修复产业发展及油菜的多用途利用提供参考。     

湿地超富集植物对重金属矿山生态修复的比较分析

重金属矿山地区由于重金属含量较高,严重影响矿山生态环境。为了开发降低重金属矿山土壤污染的方法,本研究旨在揭示湿地超富集植物对重金属矿山生态修复的影响。本研究以龙葵(Solanum nigrum)和大叶井口边草(Pteris nervosa)为试验植物,用采自陕西省府谷县已停止开采的矿山中的土壤对其进行单作和间作盆栽培养,并分析相关实验数据。试验结果显示,种植30 d后,单作和间作种植湿地超富集植物明显降低了土壤中铬元素、铅元素、铜元素以及镉元素的含量,间作对重金属吸收能力最好(P<0.05)。种植30 d后,单作和间作种植湿地超富集植物均显著提高了植物多样性指数,间作对植物多样性指数的提升效果最明显(P<0.05)。本研究结果表明湿地超富集植物在重金属矿山生态修复中具有积极影响,可有效降低地区土壤的重金属含量,同时改善地区的物种多样性。     

重金属污染土壤几种生物修复方式比较

土壤重金属污染是全球普遍存在的问题,生物修复因其环境友好且成本效益高而得到广泛关注。但不同生物修复技术有其优势和局限性,充分了解每种修复技术的特点,才能更经济、有效地对污染土壤进行修复。本研究阐述对比了目前的土壤重金属生物修复方法,包括植物修复（植物挥发、植物固定和植物提取）、转基因植物提取、螯合辅助植物修复、微生物辅助植物修复等技术的机制、优势、局限性和适用性等方面的差异。综述提出有效的生物修复技术需要土壤化学、植物生物学、遗传学、微生物学和环境工程等多学科的有机结合。根据污染土壤的特点,结合具有相应改良特性的转基因植物,是实现污染土壤大面积修复的有效方法。同时,农艺措施对天然超级积累植物的生物量和重金属提取能力的刺激作用还需要进一步挖掘。植物修复可以与其他几种传统修复技术有效结合,利用转基因技术建立土壤+植物+微生物的组合是未来修复技术发展的最佳途径。     

土壤重金属污染植物修复研究动态

土壤重金属污染已成为严重的环境问题之一。简要介绍了植物修复的机理以及超积累植物的定义,就植物修复技术研究进展作一综述,为进一步利用植物修复技术治理土壤重金属污染研究提供依据,并指出目前植物修复尚未解决的问题及植物土壤重金属污染未来发展趋势。     

重金属污染土壤的植物修复技术研究

植物修复重金属污染土壤已经成为当今科学家研究的热点问题。国内研究者已发表众多重金属污染土壤修复技术的文献综述,但单纯对重金属污染土壤的植物修复技术、特别是植物收获后的处置技术的系统综合的文献综述少之又少。为此,系统阐述了植物修复技术的内涵、组成部分、优缺点、超富集植物的概念、研究概况和修复植物收获后的处置技术,指出植物采矿技术可能成为科学家们下一步研究的重点,并对植物修复技术发展未来进行了展望。     

重金属污染土壤修复及其对作物效应

为了探讨不同的淋洗剂修复重金属污染的土壤效果,笔者研究利用水、石灰水、EDTA溶液、水+石灰水（即先用水淋洗后,再用石灰水淋洗）、水+石灰水+EDTA溶液（即先用水淋洗后,再用石灰水淋洗,最后用EDTA溶液淋洗）等5种淋洗方法处理尾矿重金属严重污染的土壤。结果表明：水、石灰水以及EDTA溶液等均能提取污染土壤中的重金属,其中EDTA提取的能力最强,水其次,而石灰水最弱;水稻、玉米、大豆和南瓜等4种作物在不经过修复的污染土壤上不能正常发芽生长,而在修复后的土壤上都能正常发芽,但水处理和EDTA溶液处理的土壤,种子发芽后很快死亡,而其他处理的作为仍可继续生长;石灰水或水+石灰水处理的土壤,作物生物量较高;在污染土壤上生长的作物均能吸收重金属,其中大豆和水稻吸收能力较强。这些结果表明,可以利用石灰来修复重金属尾矿污染的土壤,在修复的土壤上生长的大豆和水稻重金属含量较高,在作物布局上要尽量避免种植这2种作物。     

中、轻度重金属污染农田的特征及治理

文章从环境保护部和国土资源部发布的《全国土壤污染状况调查公报》入手,指出中国耕地的重金属污染情况严重,但大部分受污染耕地都还处于中度或轻度污染程度。笔者概括归纳了与重度污染农田相比,中轻度污染农田的3个特点：仍然承载着农业生产的功能;危害性比较隐蔽;危害性常常被低估。文章结合当前的重金属污染修复技术,综述了低累积作物品种筛选的基础、取得的成果;常用的无机型、有机型、微生物型钝化剂及使用效果。提出针对中轻度重金属污染农田的2个治理策略：种植低累积、耐重金属的农作物品种;原位钝化,降低重金属的有效性。最后,笔者提出今后在中轻度重金属污染农田修复领域的一些发展方向。     

重金属污染土壤中Cd、Cr、Pb元素向水稻的迁移累积研究

为了探明水稻各组织器官的重金属含量对土壤重金属浓度的依赖性,评价重金属中重度污染土壤植株水稻的安全风险,通过对不同浓度的Cd、Cr、Pb 3种重金属水稻盆栽试验,研究中、重度污染土壤培养条件下重金属在水稻植株中分布以及籽粒中迁移累积特性。研究结果显示,随着土壤重金属含量增加,水稻植株富集重金属呈上升趋势,但是土壤重金属浓度增加,水稻对重金属的富集系数下降。在中、重度污染的Cd、Cr、Pb 3种重金属土壤种植的水稻植物高度和生物学产量并没有显著差异,从植株生长上看重金属污染危害有一定的隐蔽性。3种重金属在水稻植株中迁移能力的大小依次为：Cd>Cr>Pb,在水稻植株不同器官重金属富集能力依次为根系>茎秆>叶>籽粒。水稻糙米的糊粉层重金属含量显著高于胚乳中的重金属含量,水稻糙米在加工成精米后Cd含量平均降低19%,Cr含量平均降低56.8%,Pb含量平均下降29.8%,这表明稻米通过加工后重金属污染风险降低,可规避一定的食用风险。     

Bt转基因水稻“克螟稻”杂交后代二化螟抗性研究初报

利用室内叶片快速鉴定法结合田间抗性调查, 研究了粳型Bt转基因水稻“克螟稻”与籼、 粳稻杂交后代对二化螟(Chilo suppressalis)的抗性。 结果显示, 在与籼稻和粳稻的杂交后代(F1、 F2和BC1)中, 都出现了对二化螟表现高抗的植株。 用离体叶片法测定, 4个组合120株杂种F1和88株GUS阳性(GUS+)BC1株与30株克螟稻亲本相似,     

中国水稻重金属镉与铅污染GAP栽培控制关键点分析

本文综述了我国重金属污染以及水稻重金属镉（Cd）与铅（Pb）污染现状,并对农田重金属污染来源、水稻对重金属Cd与Pb的反应与吸收分配特性等进行了分析。在此分析的基础上,结合良好农业规范（Good Agricultural Practice,GAP）在我国农业上的应用和发展,从水稻种植基地的选择与维护、田间栽培管理技术、稻米的储藏运输与加工等方面分析提出了我国水稻GAP栽培控制重金属Cd与Pb污染的关键点,为我国水稻GAP的发展提供一定的参考。     

Competition of Barnyardgrass with Rice Varieties

A field study was conducted to examine the competition of barnyardgrass with various rice varieties and its effect on propanil effectiveness. Six rice varieties, Ispaniki A', Strymonas and Roxani (Japonica type) and Rea, Skybonnet and Blue belle (Indica type), were grown in a silty loam soil, in 1994 and 1995. The varieties had different 1000 seed weights, which varied from 24 to 40 g. The herbicide propanil was applied at the four-leaf stage of barnyardgrass on half the plot area. Japonica type varieties emerged earlier and had lower numbers of barnyardgrass plants compared to Indica varieties. The time of seedling emergence was significantly and negatively correlated with the seed weight and positively with the number of barnyardgrass plants. The delayed establishment of Indica type varieties favoured rapid barnyardgrass growth at the early stages and resulted in lower effectiveness of propanil, compared to Japonica type varieties. Thus, in controlling barnyardgrass in rice fields it is necessary to take into account the variety grown in order to reduce production costs and the pollution risk to the environment.     

铅镉复合污染对土壤和水稻叶片生理生化特性的影响

采用盆栽试验,研究了不同程度的铅镉复合污染对水稻叶片生理生化特性的影响。结果表明,铅镉污染导致土壤pH显著降低;玉香油占(Y)在低浓度污染下有机质显著下降,然后随着重金属污染程度升高。天优998（T）在低浓度污染下有机质变化不明显,然后显著降低;除了玉香油占在分蘖期低浓度下SPAD有显著增加,铅镉胁迫显著降低了叶片SPAD值,天优998分蘖期在高浓度下SPAD值显著下降,孕穗期SPAD随重金属污染程度增加而显著增加,灌浆结实期SPAD随重金属污染程度增加而显著降低;水稻叶片抗氧化酶活性在低度铅镉胁迫下活性增加,高度胁迫下活性下降,POD对铅镉胁迫比SOD具有较强的敏感性;MDA含量与铅镉污染程度成正相关。     

重金属低积累作物在农田修复中的研究与应用

随着农田重金属污染的日益严重,土壤重金属污染修复技术受到广泛关注。作物吸收积累重金属不仅在种间差异显著,在种内差异也十分显著,这为重金属低积累品种的培育和筛选提供了可能。本文综述了重金属低积累作物品种筛选的原则和要求、作物积累重金属的种间和种内差异、作物低积累重金属的机制以及低积累品种在农田重金属污染修复中的应用等研究进展,并提出今后相关研究重点。     

连年规模稻鸭共养对稻田土壤性状、稻米产量及品质的影响

为探讨连年规模化稻鸭共养对稻田土壤性状、水稻产量及品质的影响,设置连续10年（2010—2019年）大田规模化稻鸭共养和常规水稻高产栽培的2组处理,调查研究了稻田土壤养分含量、水稻产量结构、稻米品质、重金属含量以及农药残留等指标,进行对比试验。结果表明：与常规水稻种植相比,多年稻鸭共养后土壤容重降低5.65%,0~10 cm耕层土壤中有机质、全氮、速效磷和速效钾含量分别增加了8.71%、14.29%、9.68%和8.34%,提升了稻田土壤肥力;稻鸭共养的水稻穗粒数、结实率和千粒重分别提高了11.3%、2.9%和3.2%,有利于形成大穗,但有效穗减少使水稻产量降低16.4%;稻鸭田稻米的糙米率和精米率分别提高了4.8%和3.6%,垩白粒率和垩白度显著下降,蛋白质含量提高7.5%,直链淀粉含量和胶稠度与常规田差异不显著,总体来说稻米品质得到了改善;稻鸭田土壤重金属元素含量及稻米中重金属元素含量、农药残留均符合绿色标准。因此,连年稻鸭共养能够改善土壤性状,提高土壤肥力,提升稻米品质,但有效穗的减少使水稻产量显著降低。     

花粉特异性核糖核酸酶基因诱导籼稻雄性不育及其遗传研究

以水稻愈伤组织和悬浮细胞系作为基因枪转化的外植体,把水稻花粉特异性基因PS1启动子与barnase构成的嵌合基因导入籼稻,获得籼稻五个品种Basmati 1、青油占、胜优2号,明恢63,新山占29的转基因植株.试验以两个质粒PS1- barnase和pILTAB227共转化的方法,以潮霉素B作为筛选因子,选择抗性愈伤及再生植株.获得的barnase转基因植株的育性比未转化的对照明显降低,表现为部分不育和完全不育.除barnase阳性转化株平均株高比对照有所降低外,营养器官发育正常,雌性可育.完全不育的植株花粉粒畸形,不能被I-KI溶液染色,但它们与正常植株杂交能够获得杂交种子.转基因植株的Sonthern杂交分析表明,bamase基因普遍为多拷贝整合.对转基因植株白交及与非转化株测交后代以点杂交分析bamase转基因的遗传行为,发现转基因的遗传符合1～3个插入位点的孟德尔遗传模式.     

转C4光合基因水稻及其在育种中的应用

按光合作用途径可将植物分为C3植物、C4植物和CAM植物,由于C4植物在高光强、高温和高氧分压的条件下,比C3植物具有较高的光合效率,作物生理和育种学家就试图用C4光合途径改造C3作物,以提高主要农作物如稻、麦和大豆等光合生产力,但通过常规杂交的方法难以奏效。近年来,随着分子生物学的兴起和植物转基因技术的快速发展,许多与C4光合作用途径相关的关键酶PEPC、NADP-苹果酸(NADP—ME)和PPDK等一系列基因已从玉米、高粱和苋菜等C4植物中被克隆,对这些基因启动子序列分离、重组、转化及表达的研究,发现它们可以在C3植物中驱动外源基因并进行组织特异性表达,而且一系列C4型光合基因导入C3植物的成功报道。特别是获得高表达的转C4光合基因水稻,表现光合能力和种子产量显著提高,而且在光逆境的条件下,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性提高,从而有效地清除活性氧分子,表现耐光抑制(氧化)等。目前利用转C4光合基因水稻的育种研究也取得了重要进展,培育出携带C4光合基因的高光效水稻株系,在遗传上证明了常规育种和生物技术结合可以将转C4光合基因水稻中高表达的C4光合基因遗传给后代,获得高光效的超级稻,最后提出了本研究中尚需深入研究的问题。     

基于气象及土壤因素对连云港地区水稻区划的研究

连云港地区属于江苏省水稻区划的典型中熟中粳稻作区。此文主要从气象和土壤角度对该地区水稻生态环境,特别是降水、土壤盐分、土壤养份和质量、重金属污染等情况进行研究和分析,结果表明：（1）水分对水稻生长影响不大。（2）部分地区耕作层盐分较高,不利于水稻的生长和发育。（3）与20年前土壤普查相比,土壤质量发生了较大的变化。（4）土壤砷、镉、铬、铅和汞的单项污染指数P<1,污染分担率排序为：砷（36.07%）>铅（27.89%）>铬（14.54%）>镉（10.39%）>汞（8.52%）>铜（2.59%）,土壤主要以砷、铅污染为主。基于此,该地区水稻可进一步细分为四个亚区,这也为沿海稻区及相似地区水稻区划提供参考。