非连续时空统计条件下土壤中Cd有效态含量与全量的相关性分析

以全国重点区域土壤环境质量数据库为数据源,依据pH值、有机质含量、阳离子交换量筛选出时间、空间分布不连续的3组402个土壤样品,对土壤中Cd有效态含量与全量的相关性进行了统计分析。结果表明,在pH值5~6.5与有机质含量1%~2.5%、pH值5~6.5与有机质含量2.5%~4%、pH值7.5~8.5与有机质含量1%~2.5%和阳离子交换量均为15~30 cmol(+).kg-1的土壤条件下,土壤中的Cd有效态含量与全量之间均存在显著的相关性,其相关系数分别为0.937,0.652,0.372;以上3种土壤条件下均能在Cd有效态含量与全量之间建立起有意义的回归方程,分别为:Y=0.007+0.369X+0.164X2-0.043X3(R2=0.881,P<0.001);Y=0.01+0.619X1.630X2+2.585X3(R2=0.475,P<0.001);Y=0.335-5.941X+39.123X2-78.075X3(R2=0.244,P<0.001)。相对人工控制条件下的盆栽试验而言,由于各回归方程来自自然条件下的大样本田间统计,对农业生产更具指导意义。     

非连续时空统计条件下土壤中Cu有效态含量与全量的相关性分析

以全国重点区域土壤环境质量数据库为数据源,依据pH值、有机质含量、阳离子交换量筛选出时间、空间分布不连续的3组402个土壤样品,对土壤中Cu有效态含量与全量的相关性进行了统计分析。结果表明,在pH值5～6.5与有机质含量1%～2.5%、pH值5～6.5与有机质含量2.5%～4%、pH值7.5～8.5与有机质含量1%～2.5%的3种土壤条件下(阳离子交换量均为15～30cmol( ).kg-1),土壤中Cu的有效态含量与全量之间均存在显著的相关性,相关系数分别为0.681,0.694,0.617;3种土壤条件下均能在Cu有效态含量与全量之间建立起有意义的回归方程,分别为:y=8.409-0.558x 0.019x2(R2=0.492,P<0.001),y=e(2.902-29.884/x)(R2=0.518,P<0.001),y=9.011-1.206x 0.059x2-0.001x3(R2=0.535,P<0.001)。相对人工控制条件下的盆栽试验而言,上列回归方程来自自然条件下的大样本田间统计,对农业生产更具指导意义。     

非连续时空统计条件下土壤中Cu有效态含量与全量的相关性分析

以全国重点区域土壤环境质量数据库为数据源,依据pH值、有机质含量、阳离子交换量筛选出时间、空间分布不连续的3组402个土壤样品,对土壤中Cu有效态含量与全量的相关性进行了统计分析。结果表明,在pH值5～6.5与有机质含量1%～2.5%、pH值5～6.5与有机质含量2.5%～4%、pH值7.5～8.5与有机质含量1%～2.5%的3种土壤条件下(阳离子交换量均为15～30cmol(+).kg-1),土壤中Cu的有效态含量与全量之间均存在显著的相关性,相关系数分别为0.681,0.694,0.617;3种土壤条件下均能在Cu有效态含量与全量之间建立起有意义的回归方程,分别为:y=8.409-0.558x+0.019x2(R2=0.492,P<0.001),y=e(2.902-29.884/x)(R2=0.518,P<0.001),y=9.011-1.206x+0.059x2-0.001x3(R2=0.535,P<0.001)。相对人工控制条件下的盆栽试验而言,上列回归方程来自自然条件下的大样本田间统计,对农业生产更具指导意义。     

设施菜地土壤中速效磷是镉生物有效性的关键调控因子

通过田间实地调查与取样分析,运用简单相关、回归方程拟合和主成分分析等方法,研究了关中设施蔬菜种植区土壤中镉(Cd)的生物有效性及其与土壤速效磷含量(AP)、有机质含量(OM)和pH值等土壤基本理化性质的相关性,并研究了各基本理化因子对其的调控作用。结果表明:(1)研究区内设施菜地土壤中镉的有效态含量(DTPA浸提,CdA)与设施菜地土壤中速效磷含量、有机质含量和pH值均存在显著相关关系(P0.05),与土壤阳离子交换量、电导率不相关。(2)通过对土壤有效镉含量和与其呈显著相关关系的土壤基本理化性质指标分别进行回归方程拟合得出:y1[CdA]=0.501 5x1[AP]+0.010 6(R2=0.345 2,P0.01)、y2[CdA]=0.370 7x2[OM]+0.028 6(R2=0.139 0,P0.01)、y3[CdA]=-0.055 2x3[pH]+0.564 1(R2=0.050 9,P0.05),土壤中有效镉含量主要受以上三个因子的影响;通过多元回归方程拟合,土壤有效态镉含量的表达式为y4[CdA]=0.174 8+0.435 2x1[AP]+0.049 0lgx2[OM]-0.013 2x3[pH](R2=0.368 6,P0.01);主成分分析发现,土壤速效磷含量是设施菜地土壤中镉的生物有效性的关键调控因子。(3)研究区蔬菜果实中镉含量与土壤镉有效态含量的相关系数为0.464,高于其与土壤镉全量(CdT)的相关系数(0.387),从食品安全和健康风险控制的角度考虑,在设施菜地土壤污染风险评价中,认为以土壤镉有效态含量替代土壤镉全量可以更准确地表征土壤镉的安全风险。因此,设施蔬菜生产过程中,应严格控制土壤速效磷含量,以降低土壤有效镉含量,从而保证设施蔬菜产品的食品安全。     

土壤性质对烟叶中铅、镉含量的影响及预测模型研究

在湖南某植烟区采集代表性的土壤和烟叶样品112个,测定了土壤理化性质和样品的铅、镉含量,并通过相关性和回归分析来研究烟叶铅、镉含量与土壤因子关系。结果表明:研究区土壤Pb、Cd全量平均值为40.91、0.37 mg·kg~(-1),Pb、Cd有效态平均值分别为10.71、0.23 mg·kg~(-1),烟叶Pb、Cd含量分别为3.86、7.55 mg·kg~(-1);烟叶Pb、Cd的富集系数分别为0.094和19.84,对比富集系数可知,植烟区烟叶镉的健康风险要大于铅。相关性分析表明:烟叶中Pb与土壤Pb全量、Pb有效态含量呈正相关,与p H值呈负相关;烟叶Cd与土壤Cd全量、Cd有效态含量、有机质含量和氯离子量呈正相关,与p H值负相关。通过数据逐步回归得到的方程为lg Ytobac-Pb=0.806lg Xsoil Pb-0.314p H-0.020(R2=0.499)、lg Ytobac-Cd=0.877Xsoil Cd-0.302p H+0.465lg XOM+1.632(R2=0.561),回归方程对烟叶中Pb、Cd的预测达到极显著水平。     

矿区Cd污染稻田生物炭生态原位钝化及Cd形态转化

为探究生物炭对矿区Cd污染稻田土壤原位钝化生态修复效果,进行稻田土壤Cd污染修复试验,设置海泡石（BC1）、生物炭（BC2）、空白对照（BC3）3种处理。采用梯度扩散薄膜（DGT）技术研究水稻根际土壤Cd生物有效性,明确其对水稻根际土壤Cd生物有效性和土壤Cd形态转化的影响。结果表明：生物炭影响矿区Cd污染稻田水稻根际土壤Cd形态比率。生物炭改变稻田土壤中Cd形态,明显提高土壤中残渣态Cd含量占比,提高幅度达27.84%,利于其他形态Cd向更稳定的残渣态转变。生物炭改变矿区Cd污染稻田水稻根际土壤Cd生物有效性。与空白对照相比,生物炭使水稻收获期的根际土壤Cd生物有效性降低了40.90%,土壤中有效态Cd含量降低了9.53%;海泡石处理的土壤Cd生物有效性比生物炭处理的土壤Cd生物有效性降低了83.90%,海泡石处理的土壤有效态Cd含量比生物炭处理的土壤有效态Cd含量降低了7.73%。生物炭可提升矿区Cd污染稻田土壤质量。生物炭改善了水稻土壤质量;与空白对照相比,生物炭处理的土壤有机质提高了6.75%,土壤阳离子交换量升高了8.44%,土壤pH值提升了7.44%;与海泡石对照相比,生物炭处理的土壤有机质提高了2.95%,土壤阳离子交换量升高了9.22%,土壤pH值降低了13.33%。研究表明,生物炭原位钝化能有效降低矿区Cd污染稻田土壤Cd生物有效性,提升生态修复水平。     

红塔区农产品产地土壤中阳离子交换量与有机质含量和pH值的测定及相关性分析

对红塔区农产品产地20个点位土壤样品中阳离子交换量、有机质含量和pH值进行测定。结果表明,所测区域内土壤阳离子交换量在2.10～28.1 cmol·kg~(-1)、有机质含量在4.95～46.3 g·kg~(-1)、pH值在5.10～7.80,且土壤中阳离子交换量与有机质含量成正相关,与pH值呈负相关。了解和掌握三者的含量和关系,为农业生产提供科学指导。     

江苏沿海某设施农区土壤重金属累积特点及生态风险评价

为了揭示设施栽培土壤重金属累积特点及污染风险状况,为沿海设施农区土壤重金属污染的源头消减、生态阻控与风险防范提供科学依据,以近年来高效农业发展迅猛的江苏沿海某设施农地为研究对象,分析了种植方式和棚龄对土壤重金属Pb、Cr、Cd、As全量与有效态含量的影响,探讨了重金属有效态含量与理化性质的相关性,并对设施土壤重金属污染综合潜在生态风险进行了评价。结果表明:目前设施农区土壤环境质量状况整体良好,除重金属Pb含量超过温室蔬菜产地环境质量评价标准值(HJ/T333—2006)外,Cr、Cd和As含量均显著低于参考值;种植方式和棚龄不同程度地影响土壤重金属全量与有效态含量,设施土壤Pb、Cr、Cd全量与有效态含量均显著高于常规大田,且土壤Cd全量与有效态含量随棚龄增加呈现富集特点;土壤Pb、Cr、Cd有效态含量与粘粒含量、阳离子交换量和pH显著负相关,与有机质呈显著正相关,土壤有效态As含量仅与土壤pH显著正相关;目前研究区设施土壤重金属污染处于轻度综合潜在生态风险程度,综合潜在生态风险指数呈现出青椒大棚西瓜大棚韭菜大棚的趋势,且综合潜在生态风险指数随棚龄的增加而升高。     

盐碱地沙枣林不同生长期表层土壤化学性质

以重盐碱地上的沙枣林为样地,分析了沙枣4个生长期林地表层土壤的pH值、含盐量、有机质含量、速效钾含量及阳离子交换量的变化。结果表明,盐碱地栽植沙枣后,表土层的pH值、含盐量、有机质含量、速效钾含量及阳离子交换量等化学特性因沙枣生长发育时期的不同而不同。总体而言,生长发育期间（3—6月）土壤的pH值、含盐量不降反升;旺盛生长期（5月）、开花初期（6月初）对土壤养分消耗大,有机质含量、速效钾含量、阳离子交换量明显低于撂荒地;落叶盛期（10月中旬）土壤pH值、有机质含量与撂荒地差别不明显。盐碱地沙枣不同生长发育时期对表土层化学特性影响较大,春季能明显降低土壤pH值,秋季能大幅度降低土壤含盐量同时增加土壤有机质含量。     

洪泽湖南岸近30年来土壤酸化趋势分析（英文）

利用洪泽湖南岸的金湖、盱眙和洪泽3县的9个土壤监测点近30年土壤相关监测数据,分析土壤pH值、土壤全氮含量、有效磷含量、有机质含量及阳离子交换量等指标变化。结果表明,由于过量化肥的施用,30年来洪泽湖南岸地区土壤pH值普遍下降2左右,土壤中全氮含量增加了1倍以上,有效磷含量增加了2~5倍,农业生产导致的土壤酸化问题十分明显。低pH值导致该地区土壤阳离子流失严重,其阳离子交换量不足原来的50%,已对作物的矿质营养代谢带来危害,应在本地区重视钙肥、钾肥及其他微量元素肥料的投入使用。     

校园污水SBR系统对Cd2+胁迫的响应

鉴于校园污水常混有重金属,试验研究了SBR处理系统对Cd^2＋胁迫的响应．通过曲线模拟发现在COD去除模式和脱氮除磷模式下,Cd^2＋对SBR胁迫的临界浓度分别为4．00mg／L和0．14mg／L,说明与COD去除模式相比,脱氮除磷模式对Cd的胁迫更为敏感．在Cd临界浓度内,污水SBR处理系统中的污泥对Cd的平均富集系数仅为0．02816,且污泥中Cd的含量远远低于农用污泥中污染物控制标准GB4284-84（5mg／kg）,表明污水SBR中的污泥对Cd的富集风险不大．     

作物吸收Cd的影响因素分析及籽实Cd含量的预测

我国许多大的江河流域冲积平原土壤普遍存在重金属Cd异常,食用生长在其上的粮食是人体摄入Cd的一个主要途径。作物吸收Cd量受很多土壤因素的控制,为了确定影响作物籽实Cd含量的土壤理化指标,采用多元线性回归分析对采自江苏省南京、扬州和苏州郊区的水稻和小麦籽实及相对应的土壤样品进行了研究。结果表明,土壤总Cd含量和pH值是影响农作物籽实Cd含量的两个主要因子,虽然其他土壤理化性质指标对作物吸收Cd量也有一定的影响,但是影响程度均没有达到极显著水平,在忽略这些因子的情况下,水稻和小麦籽实的Cd含量、土壤总Cd含量和土壤pH值之间具有以下相关关系：log（水稻Cd）=-0．369—0．068pH＋0．153log（土壤Cd）;log（小麦Cd）=0．624—0．164pH＋0．421 log（土壤Cd）。这两个模型对水稻和小麦籽实Cd含量的预测能力均达到了极显著水平。     

用幼苗表示土壤Cd污染临界值的可行性研究

盆栽试验，以小麦、油菜、大豆为对象，研究用作物幼苗含Cd量替代成熟期可食部位含Cd量表示土壤污染临界值。结果表明，3种作物幼苗含Cd量均高于成熟期可食部位含Cd量，且均与土壤投Cd量、以及与各自成熟期作物可食部位含Cd量呈极显著正相关，表示苗Cd不仅可以指示土壤污染，还可以通过苗Cd与成熟期可食部位Cd的相关回归方程计算相当于达标临界值的苗Cd污染临界值。     

生物炭与不同肥料配施对镉胁迫下烟株生长的影响

以豫烟12号为供试材料,采用盆栽土培试验,探讨在重金属镉胁迫下,生物炭与不同肥料配施后,烟株根系活力、保护酶活性、烟叶中镉含量及烟叶生物量的变化。结果表明：生物炭的添加在一定程度上提高了根际土壤的pH值,添加生物炭的施肥处理土壤中的有效态镉含量和烟叶镉含量均在旺长期（60 d）后显著下降。成熟期（90 d）时,复合肥处理和有机肥+复合肥处理在添加生物炭后,土壤中的有效态镉含量分别降低了22.2%和7.14%,烟叶镉含量分别降低了61.3%和40.3%。生物炭与复合肥配施和生物炭与有机肥+复合肥配施的烟株根系活力分别较未添加生物炭的对应施肥处理提高了11.24和18.85 μg·g-1·h-1,烟叶生物量较未添加生物炭的施肥处理分别增加了67.6%和21.4%。胁迫环境下,两种施肥方式添加生物炭后显著降低了烟叶的MDA含量,减少了烟叶的膜质过氧化程度,烟叶的SOD,POD和CAT保护酶活性较未添加生物炭的施肥处理也有所增加,且以有机肥+复合肥添加生物炭的施肥处理对烟叶保护酶活性的提高较为显著。因此,在有机肥和复合肥配施的情况下添加生物炭可有效改善烟株的镉胁迫环境,降低烟叶中的镉含量。     

小麦籽粒镉元素含量全基因组关联分析及候选基因预测

以国内外207份小麦种质为材料,利用660K SNP芯片对其进行基因型检测,并结合不同环境下表型数据和最佳线性无偏预测值 (BLUP,Best linear unbiased prediction) 对小麦籽粒镉元素含量进行全基因组关联分析。结果表明：与小麦籽粒镉元素含量显著关联的SNP 310个,这些SNP分布于除3D和4D外的19条染色体上,单个SNP解释变异率为10.95%～14.66%。不同环境下检测到的关联SNP结果存在差异,其中在原阳地区检测到186个SNP,开封地区检测到71个SNP。基于BLUP值分析获得53个SNP。基于SNP物理位置,将距离较近的SNP进行整合,共获得有效QTL位点52个。同时发现了7个在多环境下表现稳定的SNP,并对其进行单标记效应分析。最后对基于获得的关联SNP进行了候选基因预测,共获得7个与小麦籽粒镉元素含量相关的候选基因,其中 TraesCS1B01G321700和TraesCS1B01G320200可能与镉元素调控相关基因转录有关,而TraesCS7B01G459000和TraesCS7B01G456900可能与镉元素的吸收和转运等代谢过程有关。还筛选出了对镉具有良好避性的部分小麦优异种质,如‘云麦51’‘郑麦379’‘白穗白’‘云麦53’‘双丰收’。     

镉处理对水稻镉安全材料的镉积累及转移特性的影响

采用土培试验,以前期筛选出的水稻Cd安全材料D62B为试验材料,普通材料Luhui17为对照材料,研究水稻Cd安全材料对Cd的转移特性以及不同叶位对Cd的积累差异。结果表明:在不同Cd处理浓度下,D62B生长受到了一定程度的抑制,且各器官生物量均随Cd处理浓度的增加而显著降低。在分蘖期、抽穗期和成熟期,当Cd处理浓度为8 mg·kg~(-1)时,D62B生物量分别较1mg·kg~(-1)Cd处理降低了43.74%、45.72%和40.24%。D62B地上部各器官Cd含量在不同生育期均显著低于Luhui17,且成熟期穗部Cd含量仅为Luhui17的44.52%~54.59%;D62B根系对Cd的滞留率在不同生育期均大于Luhui17,茎叶-穗的转移系数显著低于Luhui17。抽穗期,D62B上部3片功能叶(简称3片功能叶)的Cd含量在不同Cd处理下均显著低于普通材料Luhui17,其积累量则在4 mg·kg~(-1)和8 mg·kg~(-1)Cd处理浓度下显著低于Luhui17,分别为Luhui17的72.10%和78.00%,且倒2叶Cd积累量差异最大。据此认为,D62B根系对Cd较强的固持作用以及抽穗期3片功能叶低Cd积累量是其籽粒Cd含量较低的主要因素之一,这为后期水稻Cd低积累品种的培育及推广应用提供理论依据。     

不同改良剂对石灰性镉污染土壤的镉形态和小白菜镉吸收的影响

采用盆栽试验,分别在正常土壤(A)、低镉含量土壤(B)、高镉含量土壤(C)三种土壤上种植小白菜,研究4种改良剂(鸡粪、腐植酸、海泡石和生物炭)对小白菜生长、镉含量及土壤各形态含量的影响。结果表明,高施用量的鸡粪能显著提高小白菜的生物量,增加42.7%~79.8%。在B土壤中,除海泡石外,鸡粪、腐植酸和生物炭均增加小白菜地上部的镉含量;在C土壤中,4种改良剂对小白菜吸收镉均有促进作用。施入不同改良剂对土壤中镉形态的影响不同,在A土壤中镉主要以交换态和铁锰氧化态形式存在,在鸡粪和腐植酸处理下,土壤中镉主要以交换态和碳酸盐结合态形式存在,海泡石则增加了土壤中残渣态和有机态的比例。相关分析表明,小白菜镉含量与土壤中交换态镉、碳酸盐结合态镉、铁锰氧化态镉和有机态镉存在极显著正相关关系(P<0.01),与土壤总镉含量的相关性最好。     

三种有机物料组成性质及其对土壤Cd形态与水稻Cd含量的影响

为探讨有机物料对土壤Cd形态和水稻Cd含量的影响,于2017年5月至2017年9月在温室大棚进行水稻盆栽试验,在不同外源Cd浓度处理下,通过分析对照组(CK)及施加猪粪堆肥(PM)、腐殖土(HM)、污泥堆肥(CS)对水稻Cd含量的影响,探究有机物料活性组分差异与水稻Cd含量的关联性。结果表明:三种有机物料含氧官能团含量和极性大小顺序均为HMCSPM。施加三种有机物料都有利于缓解土壤Cd污染对水稻的生长毒害作用。外源Cd浓度为2 mg·kg~(-1)时,施用PM、HM和CS后的水稻籽粒Cd浓度较对照分别降低17.24%、32.41%和17.93%。且施用HM后,水稻籽粒Cd最高浓度为0.19 mg·kg~(-1),满足《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762—2017)要求。而在外源Cd浓度达到10 mg·kg~(-1)时,仅施加PM可使水稻籽粒Cd浓度降低,但仍不能达到食品安全标准要求。水稻籽粒Cd含量与土壤可交换态Cd及铁锰氧化物结合态Cd含量呈显著正相关关系,与水稻根Cd含量呈极显著正相关,含氧官能团丰富、极性大的HM降低土壤可交换态镉含量效果最好。有机物料主要通过改变土壤Cd赋存形态,降低水稻根系对土壤Cd的吸收富集,抑制Cd向籽粒转运,进而影响Cd在水稻体内含量。     

不同番茄品系吸收和积累镉能力的差异

[目的]研究不同番茄品系吸收和积累Cd能力的差异。[方法]采用水培和盆栽试验,研究不同Cd浓度胁迫下2种番茄品系不同组织器官(根、茎、叶)和果实Cd吸收量来筛选Cd低积累番茄品种。[结果]番茄是Cd敏感型的植物,外界Cd浓度的变化可引起体内Cd含量的变化,且呈正相关。不同Cd浓度胁迫条件下番茄各器官的Cd含量从大到小顺序为根、茎、叶、果实。[结论]低积累品种FB6中的Cd含量和变化幅度都低于高积累品种ZF6,可进一步用于番茄的无害化栽培。     

小麦耐受C_d胁迫的生理生化机制探讨

对比研究了6个耐Cd性不同的小麦品种对Cd的吸收、累积量、在细胞各组分的分布、几种酶活性及氨基酸含量的变化。结果表明，耐性小麦品种体内SOD、CAT及POD的活性可得以维持或提高，氨基酸合成加速，游离脯氨酸累积量增加，为其耐受Cd胁迫提供了物质基础。