微生物对土壤Ｃｄ Ｐｂ和Ｚｎ生物有效性的影响研究

采用土壤盆栽模拟试验方法,研究了接种不同微生物对重金属富集植物--印度芥菜修复土壤中Cd、Pb、Zn的作用效果.结果表明,接入菌株JA27、JC55、JC40不仅显著促进植物的生长,提高印度芥菜的生物量,降低了土壤pH,并且对土壤Cd、Pb、Zn产生活化作用,使土壤Cd、Pb、Zn有效态含量显著增加,增强印度芥菜对土壤Cd、Pb、Zn吸收量,显著提高了富集植物的修复效果.以上3个处理使印度芥菜地上部Cd、Pb、Zn吸收量分别提高了117%～137%、37%～62%、9%～15.1%.接种JB37对土壤Cd、Pb、Zn产生钝化作用,并且抑制印度芥菜对土壤Cd、Pb、Zn的吸收.JB37处理印度芥菜地上部Pb、Zn吸收量分别降低了72.5%、27%,对Cd吸收量无显著影响.     

修复镉污染土壤的油菜品种的筛选及吸收累积特征研究--高积累镉油菜对土壤中难溶态镉的活化及吸收研究(Ⅱ)

以水培试验筛选出高吸收累积镉油菜品种川油Ⅱ-10、白芥、绵阳蛮油菜和印度芥菜为材料,对油菜和印度芥菜的根际土壤和非根际土壤性质进行比较得出,根际土壤的DTPA—Cd显高于非根际土壤．油菜和印度芥菜均可活化吸收土壤中难溶态的镉．土壤中加入碳酸镉对油菜和印度芥菜乍长没有明显影响．油菜和印度芥菜地上部吸收镉量明显高于根部。     

生物炭施用对小麦和玉米幼苗根际和非根际土壤中Pb、As和Cd生物有效性的影响研究

用理化性质不同的废纸、木屑、脱水污泥等原材料在600℃限氧条件下热裂解分别制备了3种生物炭,继而利用根袋法盆栽实验研究了这3种生物炭的施用对生长于矿区重金属污染土壤中的小麦和玉米幼苗的根际和非根际土壤中有效态有害元素以及幼苗根系有害元素富集的影响。结果表明,施用这3种生物炭的小麦和玉米幼苗根际与非根际土壤中CaCl2提取态、EDTA提取态和稀HCl提取态As、Cd和Pb含量均低于未施用生物炭的对照处理组,并且随着生物炭施用量从0.5%增加到5%,3种提取态As、Cd和Pb含量降低更为明显,但生物炭处理对非根际土壤中提取态As、Cd和Pb的降低总体比根际土壤明显。施用3种理化性质不同生物炭的土壤中有效态As、Cd和Pb含量与有效态提取剂(CaCl2、EDTA和稀HCl)和被提元素种类(As、Cd和Pb)相关,但未表现出一致性的规律。小麦和玉米幼苗根际和非根际土壤中CaCl2提取的水溶态As、Cd和Pb无显著差异,而部分EDTA及稀HCl提取的可交换态、碳酸盐结合态有害元素、铁锰氧化物和有机结合态As、Cd和Pb存在显著差异。小麦和玉米幼苗根系As、Cd和Pb的富集量均低于未施用生物炭的对照处理组,并且随着生物炭施用量从0.5%增加到5%,提取态As、Cd和Pb的含量降低更为明显。因而,施用生物炭有助于降低有害元素的植物富集风险。     

生物有机肥和生物炭对Cd和Pb污染稻田土壤修复的研究

在田间试验条件下,研究施用生物有机肥和生物炭对稻田Cd 和Pb 污染的钝化修复效果。研究结果表明:施用生物有机肥和生物炭处理可以提高土壤pH值以及土壤养分含量,并显著降低土壤有效态Cd 和Pb 的含量,且土壤pH 值与土壤有效态Cd 和Pb 的含量呈极显著负相关;生物有机肥和生物炭处理还可以降低水稻体内Cd 和Pb 的含量,其中水稻糙米Cd 降幅达到了22.00%和18.34%,水稻糙米Pb 含量的降幅也达到了33.46%和12.31%,且水稻糙米Cd 和Pb 的含量与土壤有效态Cd 和Pb 的含量呈显著正相关。综合各处理对土壤pH 值、土壤养分含量、土壤有效态Cd 和Pb 的含量以及水稻Cd和Pb 的影响,可以看出生物有机肥和生物炭处理对于Cd 和Pb 污染稻田土壤有较好的修复效果。     

氮肥对油菜在不同土壤中吸收积累Cd的影响

以三种不同程度Cd污染土壤为材料,通过盆栽试验研究NH₄Cl和（NH₄）₂SO₄两种氮肥对土壤Cd有效性及油菜吸收、转运Cd的影响,评价油菜对Cd的生物累积量,以期为油菜修复Cd污染土壤的优化施肥措施提供理论支撑。结果表明：施加NH₄Cl和（NH₄）₂SO₄均显著降低了土壤的pH,（NH₄）₂SO₄处理土壤pH低于施加NH₄Cl处理的土壤,施肥处理下生长期非根际土pH低于根际土,成熟期非根际土pH高于根际土。施加（NH₄）₂SO₄和NH₄Cl均使土壤中有效态Cd含量增加。（NH₄）₂SO₄处理有效态Cd的浓度高于NH₄Cl处理。油菜成熟期土壤中有效态Cd的浓度低于生长期,生长期和成熟期整体表现出根际土中Cd的总量高于非根际土。施加（NH₄）₂SO₄和NH₄Cl均增加油菜各部位Cd的含量,提高油菜的富集系数和转运系数,油菜从根到叶对Cd的转运系数最高。研究表明油菜作为Cd污染土壤的修复植物有一定安全保障。     

超积累植物与非超积累植物吸收累积重金属的差异性研究

为研究土壤重金属复合污染下超积累植物的吸收累积特征,采用温室盆栽方法,对超积累植物印度芥菜和龙葵与非超积累植物萝卜和玉米进行比较研究.结果表明,4种植物根、茎、叶的生物量随土壤重金属浓度的增加而逐渐减少,而Cd和Pb的累积量却逐渐增加.超积累植物对Cd的吸收累积为:叶>茎>根,富集系数(BF)和转运系数(TF)大于1;而非超积累植物为:根>叶>茎;4种植物根部Pb含量最大,BF和TF小于1.说明超积累植物对Cd、Pb的富集和转运能力大于非超积累植物.4种植物各部位对重金属的吸收累积量存在显著差异(P<0.05),相关性分析表明其根部和地上部重金属含量与其毒性系数显著相关,但超积累植物对Cd、Pb复合污染土壤的净化率大干非超积累植物,印度芥菜是最理想的植物修复材料.     

硫铁矿区污染土壤镉铅高富集蓖麻品种筛选

蓖麻（Ricinus communis L.）是一种有价值的能源作物,筛选适合在硫铁矿区严格管控类耕地上种植的Cd、Pb高富集蓖麻品种,可以合理地利用污染农田且能生产生物能源。选取18个蓖麻品种,通过大田试验,研究Cd、Pb胁迫下蓖麻的生物量及产量、根际土壤Cd、Pb含量及不同蓖麻品种Cd、Pb的提取量、富集与转运差异、根际土壤重金属有效态等。结果表明,不同蓖麻品种的全株生物量及果实的产量之间差异明显;重金属Cd、Pb在蓖麻不同组织的分布情况均为根>茎>叶>壳>籽粒,18个品种蓖麻Cd的富集系数均大于1,Pb的富集系数均小于1,同一个品种茎叶Cd的转运系数均高于果实Cd转运系数,茎叶Pb的转运系数除BM-6外,均高于果实Pb的转运系数; Cd的最大提取量为42.67 mg·株^-1,Pb的最大提取量为1 482.22mg·株^-1;根际土壤有效态Cd、Pb含量均高于背景值,有效态Cd含量为1.25~2.82 mg·kg^-1,有效态Pb含量为72.20~108.79 mg·kg^-1;通过聚类分析,品种BM-6、BM-7、BM-11、BM-13、BM-15和BM-18为蓖麻Cd、Pb高富集的品种。根据蓖麻生物量和产量,植株Cd、Pb含量及提取量,富集及转运系数,根际土壤有效态及酶活性等指标进行综合评价,认为BM-2、BM-6、BM-7、BM-15和BM-18共5个品种可作为Cd、Pb高富集蓖麻品种在严格管控类耕地上推广种植,其中效果最好的品种是BM-18。     

基于三七质量安全的土壤Cd和Pb风险阈值

为保障三七（Panax notoginseng）绿色种植和质量安全,探讨中国三七安全生产的土壤风险阈值。分析土壤理化性质、土壤Cd（镉）、Pb（铅）含量和有效态、三七主根Cd、Pb含量,通过线性相关分析三七主根Cd、Pb与土壤理化性质及土壤Cd、Pb总量与有效态之间的关系。利用回归模型建立土壤Cd、Pb总量有效态与三七主根Cd、Pb的回归方程,反推土壤有效态Cd、Pb阈值。结果表明,三七种植区土壤Cd、Pb样品超标率分别是83.64%和16.36%,土壤Cd污染严重,土壤Pb处于清洁水平。三七主根Pb含量未超标,Cd含量超标率为29.09%。土壤pH与三七主根Pb呈显著负相关,三七主根Cd含量与土壤Cd含量和土壤有效态Cd含量分别呈显著和极显著正相关;三七主根Pb与土壤Pb含量和土壤有效态Pb均呈极显著正相关。基于三七主根Cd、Pb限量标准推导出土壤有效态Cd阈值为0.27 mg/kg,土壤有效态Pb阈值为70.66 mg/kg。     

积累Cd油菜吸收Cd潜力及其根分泌物对土壤Cd的活化

采用水培和土培试验研究了积累Cd油菜溪口花籽的吸收Cd潜力及根分泌物对土壤Cd的活化效果。结果表明,积累Cd油菜溪口花籽和印度芥菜在营养液Cd浓度为1.0和1.5mg·L-1时的耐Cd毒能力相当。积累Cd油菜溪口花籽的吸Cd潜力高于印度芥菜。积累Cd油菜和印度芥菜在加Cd营养液培养条件下的根分泌物对土壤Cd均有一定的活化作用。积累Cd油菜在营养液中Cd浓度为1.0mg·L-1时收集的根分泌物与0.5mmol·L-1柠檬酸对土壤Cd的提取能力相当。与印度芥菜相比,积累Cd油菜根分泌物对土壤Cd的提取能力更高。浇入根分泌物对积累Cd油菜溪口花籽和印度芥菜体内Cd的存在形态没有显著的影响。     

安徽沿淮粮产区小麦与根系土重金属含量特征及影响因素

【目的】为地方耕地质量保护、小麦安全生产及农业种植结构调整提供依据。【方法】通过系统采集小麦籽实与根系土样品,分析根系土中重金属含量特征、赋存形态与小麦籽实重金属富集特征。【结果】小麦籽实与根系土中重金属含量低于食品与土壤中污染物含量的安全限值。根系土中As、Pb以残渣态为主,Hg以腐殖酸态、残渣态及强有机结合态为主。土壤中铁锰氧化态与残渣态Pb、腐殖酸态与残渣态Hg、残渣态As及铁锰氧化态Cd均与其全量呈正相关。离子交换态Pb、强有机结合态Hg及腐殖酸态As均与土壤pH值呈负相关。离子交换态As、碳酸盐结合态Cd均与土壤pH值呈正相关。全量Pb、Cd及Hg、腐殖酸态As与Hg均与土壤有机质呈正相关。小麦籽实对不同重金属的富集能力差异显著,其中以富集Zn的能力最强。小麦籽实中Zn含量受土壤Zn全量制约明显,Cd含量明显受土壤pH值与有效态Cd控制,Hg、Cr受土壤有机质是影响显著。【结论】研究区土壤和小麦籽实中重金属含量低于土壤与食品中污染物含量的安全限值。土壤中As、Pb以残渣态为主,Hg以腐殖酸态、残渣态及强有机态为主。土壤中各形态重金属含量明显受土壤pH值、有机质及其全量制约。小麦籽实从土壤中吸收富集不同重金属的能力差异显著,其中以富集Zn的能力最强,Zn的吸收富集强度明显受土壤Zn全量控制。     

印度芥菜对土壤中难溶态铅的吸收与活化

[目的]研究了印度芥菜对石灰性土壤中难溶态铅的吸收、活化和积累规律。[方法]采用盆栽试验,研究了印度芥菜对石灰性土壤中难溶态Pb吸收的影响和对石灰性Pb污染土壤的修复效率。[结果]印度芥菜能够吸收石灰性土壤中难溶态铅并正常生长。印度芥菜吸收的铅80%以上累积在根部,根际与非根际土壤中DTPA提取的铅含量差异不显著。在该试验条件下,印度芥菜对土壤中铅的净化率为0.01~0.02%。[结论]印度芥菜对模拟石灰性污染土壤中难溶态Pb的净化效果不理想。     

不同镉浓度下绿穗苋根际环境特征与镉形态分布

为了解镉(Cd)富集植物根际环境对镉的活化和耐受作用,通过土壤盆栽试验,研究了Cd胁迫下绿穗苋根际环境特征变化和镉形态分布。研究表明:绿穗苋根际pH低于非根际,并随Cd浓度升高总体呈下降趋势;根据DOC含量高于非根际,且随着Cd浓度的增加呈逐渐上升趋势。随着Cd浓度的升高,绿穗苋根际土壤交换态Cd所占比例上升,铁锰氧化物结合态Cd所占比例先升高后降低,碳酸盐结合态Cd、有机结合态Cd和残渣态Cd所占比例均逐渐降低。各处理根际土壤过氧化氢酶、脲酶和磷酸酶活性均高于非根际,根际土壤脲酶和磷酸酶活性均随处理浓度升高呈先升高后降低的趋势,过氧化氢酶活性随处理浓度升高持续下降。结果表明,Cd胁迫下绿穗苋根际pH和DOC的变化对Cd活化具有重要作用,根际土壤酶活性特征表明其对Cd毒性有一定的缓解作用。     

4种园林绿化植物根际对土壤养分的富集效应

为探讨城市不同绿化植物根际和非根际土壤养分状况,采集了不同绿化植物(大叶女贞、广玉兰、木芙蓉和夹竹桃)根际和非根际土,测定根际和非根际土壤中p H值、有机碳含量、氮素含量、磷素含量、钾素含量和微生物数量(微生物总数、细菌数量、真菌数量和放线菌数量),研究城市绿化植物根际对土壤养分的富集效应。研究结果表明:不同种植物通过根系调节p H的能力不同,植物根际和非根际土壤p H值表现出显著差异(P0.05)。不同绿化植物根际与非根际土壤养分含量(有机碳、全氮、速效氮、速效磷、全钾、速效钾的含量以及微生物总数、细菌数量、真菌数量和放线菌数量)均表现为:大叶女贞广玉兰木芙蓉夹竹桃,并且根际土壤养分含量均显著高于非根际土壤,表现出显著的富集作用;土壤全磷含量在根际与非根际土壤中差异不显著(P0.05),表现出显著的亏损作用。相关性分析表明:土壤有机碳和全氮对土壤养分含量影响较大,而p H与土壤养分含量基本呈显著或极显著的负相关关系,全磷对于土壤养分含量基本没有影响。通过以上研究说明不同绿化植物土壤养分含量在根际存在一定的富集,它们通过降低根际p H值可以提高根际养分含量,而放线菌数目对植物根际微小的变化响应更为灵敏,根际土壤养分良好的富集也是绿化植物赖以生长的基础。     

道真玄参对土壤重金属元素的吸收与富集

通过对玄参(Scrophularia ningpoensis Hemsl.)根际和非根际土壤、不同部位重金属Cr、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb含量进行检测,分析了玄参茎、叶、块根、芽对根际土壤重金属的吸收与富集作用。结果表明,玄参根际和非根际土壤中Cd、Hg平均含量均高于限量值要求,土壤表现出一定程度的Cd和Hg污染,而玄参各部位未检测到Hg;茎、叶中Cd平均含量高于限量值,块根、芽中Cd含量低于限量值。玄参不同部位对重金属元素富集能力表现:Cr为茎叶芽块根,Cu为芽叶茎块根,Zn为叶块根茎芽,As为叶茎芽=块根,Cd、Pb为叶茎芽块根。     

不同品种印度芥菜对潮褐土Cd·Pb·Zn富集能力的比较研究

[目的]研究了7个品种印度芥菜对土壤Cd、Pb、Zn富集能力的差异和规律。[方法]采用盆栽模拟试验,以印度芥菜为试材,采用Cd、Pb、Zn 3因素、5处理水平回归正交设计方案。[结果]在土壤Cd、Pb、Zn复合污染处理条件下,7个品种地上部对Cd的富集量达2.7351.23 mg/kg,地下部对Cd的富集量达7.32101.33 mg/kg,地上部、地下部Cd含量最大值均为品种Ⅵ。地上部对Pb的富集量达16.8775.03 mg/kg,地下部对Pb的富集量达28.85613.36 mg/kg,地上部、地下部Pb含量最大值均为品种Ⅱ。地上部对Zn的富集量达153.537 346.59 mg/kg,地下部对Zn的富集量达348.91954.29 mg/kg,地上部、地下部Zn含量最大值均为品种Ⅱ。[结论]3种重金属转移活动能力大小为Zn〉Cd〉Pb。7个品种印度芥菜对重金属富集能力大小为Cd〉Zn〉Pb。品种Ⅶ在植物修复上具有最大的潜力。     

氮肥形态和螯合剂对印度芥菜和高积累镉油菜吸收镉的影响

用Cd污染的土壤做盆栽试验，研究了氮肥形态和螯合剂对印度芥菜和高积累Cd油菜吸收Cd的影响。结果表明，生长后期浇入EDTA可增加植株地上部的吸Cd量和对土壤的净化率，而浇入柠檬酸的作用相反。在施氮量相同的条件下，施用不同形态氮肥对印度芥菜和油菜川油Ⅱ-10地上部和根吸Cd量有显著影响，施用硫酸铵的处理印度芥菜和高积累Cd油菜吸Cd量高于施用硝酸铵和硝酸钙的处理。     

低温改性粉煤灰对土壤镉的钝化修复研究

粉煤灰(FA)通过低温碱改性制备中间体(IP)和沸石(ZE)。利用扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)、X射线荧光分析(XRF)、比表面积(BET)、零点电荷(pHzpc)等对FA、IP和ZE 3种钝化剂进行表征,通过盆栽试验研究不同投加梯度下3种钝化剂对土壤pH和有效态镉(Cd)含量、印度芥菜(Brassica juncea)生物量及各部位Cd含量的影响,探究3种钝化剂对土壤Cd的钝化机理。结果表明:3种钝化剂均能显著降低土壤中有效态Cd含量和印度芥菜地上部Cd含量,1.5%添加用量IP和ZE可使有效态Cd含量降低48.35%和46.19%、印度芥菜地上部Cd含量降低37.51%和41.06%。施入1.5%的IP和ZE使土壤pH显著提高0.59和0.62个单位、印度芥菜生物量提高20%。由此可见,IP和ZE均可有效降低污染土壤中有效态Cd含量并促进作物生长。从经济角度考虑,IP的制备对FA的长期利用更有一定的经济价值。     

干旱区绿洲受污染土壤中Cd和Pb在油菜中的累积与迁移

运用Tessier五步连续提取法研究干旱区绿洲受污染土壤中重金属Cd、Pb在油菜中的积累与迁移。结果表明,①原状土中Cd主要以碳酸盐结合态为主,Pb主要以残留态为主,随着外源性Cd投加量的增加,交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态含量增大,有机结合态、残留态含量随投加量的增加有所减少,且残留态呈锐减趋势,各形态Pb含量均随投加量的增加而升高,碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态Pb的含量增幅较大。②随着外源性Cd、Pb投加量的增加,油菜根和叶中累积的Cd、Pb含量随之增加。用土壤中各形态Cd、Pb的含量与油菜叶和根部累积的Cd、Pb含量做逐步回归分析,发现土壤中的碳酸盐结合态Cd、Pb与油菜叶和根部累积的Cd、Pb含量呈极显著相关。表明碳酸盐结合态对油菜各器官Cd、Pb的累积有最大贡献。③油菜叶和根部Cd的富集系数均大于1,Pb的富集系数均小于1。Cd的富集系数大于Pb,表明油菜吸收Cd的能力大于Pb,其毒害作用也相应大于Pb;Cd的富集系数叶部均大于根部,表明Cd在油菜中的迁移性较强;Pb叶部的富集系数小于根部,表明Pb主要在油菜根部累积,迁移性较差。     

生物炭对水稻根际微域土壤Cd生物有效性及水稻Cd含量的影响

采用根际箱培养的方式,研究了在Cd污染土壤中施用生物炭对根际和非根际土壤pH值、Cd生物有效性及Cd在水稻植株不同部位累积量的影响。结果表明:土壤pH值随着输入生物炭比例增加有上升趋势。在不同用量生物炭添加下,根际和非根际土壤Cd有效态含量均有下降,其中,根际土壤在中用量(50 g·kg~(-1))生物炭处理下降幅最大,达13.9%;非根际第一、二层土壤在高用量(100 g·kg~(-1))生物炭处理下达显著差异(P0.05),分别下降了27.4%和22.9%,而第三层土壤Cd有效态含量在中用量(50 g·kg~(-1))处理下效果最明显,下降了29.2%。施加生物炭均降低水稻各部位Cd含量,且与对照相比,水稻根和糙米中Cd的含量在中用量(50g·kg~(-1))生物炭处理下达显著性差异(P0.05),分别下降了49.8%和81.2%;茎叶和稻壳分别在高用量(100 g·kg~(-1))和中用量(50 g·kg~(-1))处理下降幅最大,分别下降了28.2%和47.1%。由此可见,在Cd污染土壤中添加一定量的生物炭能提高土壤的pH值,降低土壤中Cd的生物有效性并抑制水稻对Cd的吸收。     

产生物膜芽胞杆菌阻控叶菜吸收镉、铅及其修复菜地土壤的作用

[目的]本文旨在利用产生物膜芽胞杆菌减少叶菜重金属积累,探索其修复蔬菜土壤的机制。[方法]以江苏省南京市六合区农田土壤为供试土壤,采用室内培养模拟试验,通过测定菌株Bacillus velezensis B9和B25在叶菜根部的定殖和对根际土壤理化性质的影响,测定接种Bacillus velezensis B9和B25处理后小白菜(Brassica chinensis)和长叶莴苣(Lactuca sativa var.longifolia)的鲜质量、Cd和Pb含量、根际土壤多糖含量、脲酶活性和产生物膜细菌比例以及细菌定殖。[结果]与接种灭菌悬液处理相比,小白菜B9L和B25L处理(分别接种B9和B25菌悬液)地上部干质量分别显著增加54%和41%,B25L处理长叶莴苣地上部干质量显著增加74%;B9L和B25L处理显著降低2种蔬菜地上部和根中的Cd、Pb含量,其中B9L处理小白菜地上部Cd和Pb含量分别显著降低24%和33%,B25L处理长叶莴苣地上部Cd和Pb含量分别显著降低33%和35%。菌株B9和B25均在2种蔬菜根部定殖形成生物膜,接种B9和B25菌株显著提高根际土壤生物膜生成菌比例、土壤多糖含量和土壤脲酶活性,显著提高根际土壤pH值,最终降低了土壤有效态Cd、Pb含量。[结论]产生物膜芽胞杆菌B.velezensis B9和B25可以阻控蔬菜吸收Cd、Pb,在蔬菜根部定殖产生生物膜,提高根际土壤多糖含量和脲酶活性,具有修复Cd、Pb污染土壤、实现蔬菜安全生产的潜力。