土壤Pb Cd污染的植物效应（I）——Pb污染对水稻生长和Pb含量的影响

采用盆栽试验方法,研究了3种不同类型的人为污染土,即草甸棕壤(辽宁)、红壤(湖北)、灰色石灰土(广西)中不同Pb的含量(添加量为0,125,250,500,1000,2000mgPb·kg-1,Pb(OAc)2·3H2O)对水稻生长和吸收Pb的影响.结果表明,除了湖北红壤中2 000mgPb·kg-1处理使稻草干物重与对照相比减产约20%外,其余处理对稻草和稻谷产量均无明显影响.水稻吸收的Pb与土壤中的添加Pb、总量Pb(实测值)和DTPA可提取Pb含量之间均有着极显著的相关性,并由此计算了Pb的表观临界含量,其中湖北土对Pb的污染十分敏感(表观临界含量为79 mgPb·kg-1).     

土壤PbCd污染的植物效应Ⅱ——Cd污染对水稻生长和Cd含量的影响

采用盆栽试验方法,研究了3种不同类型的人为污染土,即草甸棕壤(辽宁)、红壤(湖北)、灰色石灰土(广西)中不同Cd的含量对水稻生长和吸收Cd的影响。结果表明,除了辽宁土壤中10mgCd·kg-1处理使稻谷产量与对照相比减产约17%外,其余处理对稻草和稻谷产量均无明显影响。水稻吸收的Cd与土壤中的总量Cd(实测值)和DTPA可提取Cd含量之间均有着极显著的相关性,并由此计算了Cd的表观临界含量,其中湖北土壤对Cd的污染十分敏感(表观临界含量为0.22mgCd·kg-1)。     

土壤Cd污染对青菜和蕹菜生长及Cd含量的影响

通过温室盆栽试验,研究了草甸棕壤、红壤和灰色石灰土的人为Cd污染对青菜和蕹菜生物量和Cd含量的影响。结果表明,红壤加入Cd浓度为0.5、1.0、3.0、5.0mg·kg-1时,青菜地上部分的生物量与对照相比分别降低了13%、15%、25%和91%;蕹菜地上部分的生物量在添加Cd浓度为0.5、1.0、3.0mg·kg-1时与对照相比分别增加了21%、64%和81%,而添加浓度为5.0和10.0mg·kg-1时则分别降低了63%和86%;生长于草甸棕壤和灰色石灰土中的蕹菜地上部分的生物量随土壤Cd浓度的增加无显著差异。在土壤添加Cd浓度相同的条件下,青菜和蕹菜地上部分的Cd含量在3种土壤中的顺序为:灰色石灰土<草甸棕壤<红壤。在试验条件下,以国家食品卫生标准为依据、以青菜为指示植物计算得到的3种土壤Cd的表观临界含量分别为:以总Cd计算:草甸棕壤为0.33mg·kg-1,红壤为0.066mg·kg-1,灰色石灰土为0.70mg·kg-1;以DTPA提取态Cd计算:草甸棕壤为0.13mg·kg-1,红壤为0.012mg·kg-1,灰色石灰土为0.33mg·kg-1。     

硅酸钠对重金属污染土壤性质和水稻吸收Cd Pb Zn的影响

通过盆栽试验研究了Cd-Pb-Zn复合污染土壤(pH6.02,DTPA-Cd、DTPA-Pb和DTPA-Zn含量分别为3.70、650.6、147.9mg·kg-1)中施用硅酸钠对水稻吸收Cd、Pb和Zn的影响。结果表明,硅酸钠明显提高了分蘖期和成熟期土壤pH值,土壤DTPA-Pb分别降低40.34%~43.26%(分蘖期)、10.99%~18.14%(成熟期),土壤DTPA-Zn分别降低43.91%~58.92%(分蘖期)、4.16%~28.41%(成熟期),分蘖期土壤DTPA-Cd也显著降低,但成熟期土壤有效Cd反高于对照。硅酸钠使糙米Pb、Zn含量分别降低了20%~83%和6%~13%,但使糙米Cd含量增加了16%~145%。转移系数的测定表明,施用硅酸钠使分蘖期从根到茎、成熟期从茎到糙米、叶到糙米Pb的转移系数最多分别降低67%、70%和80%;使分蘖期从根到茎,成熟期从根到茎、叶到糙米Zn的转移系数最多分别降低60%、54.90%和59.38%;但使分蘖期从茎到叶、成熟期从茎到糙米、叶到糙米Cd的转移系数最多分别增加54.14%、64.29%和90.24%。以上结果表明,硅酸钠降低了土壤Pb、Zn的有效性和Pb从根到茎(分蘖期)、从茎和叶到糙米(成熟期)的转移及Zn从根到茎(分蘖期)、从根到茎成熟期和从叶到糙米(成熟期)的转移,但提高了成熟期土壤Cd的有效性,促进了Cd从茎到叶(分蘖期)、从茎和叶到糙米(成熟期)的转移。     

赤泥对重金属污染稻田土壤Pb、Zn和Cd的修复效应研究(英文)

[目的]研究赤泥对矿区重金属污染稻田土壤中Pb、Zn和Cd的修复效应,阐明其对重金属污染土壤的修复机理及肥效机制。[方法]通过土壤培养试验,研究了赤泥对土壤pH值和电导率(EC)的影响,探讨了其对土壤Pb、Zn和Cd重金属的修复效应。[结果]赤泥能显著降低土壤中交换态Pb、Zn和Cd含量,当赤泥用量为4%(W/W)时,培养30、60和90d后,交换态Pb含量分别比不施赤泥的对照处理下降了39.25%、41.38%和50.19%;交换态Zn含量分别比对照下降了49.26%、57.32%和47.16%;交换态Cd含量分别比对照处理下降了19.53%、24.06%和25.70%。施用赤泥对土壤5种形态Pb、Zn和Cd所占总Pb、Zn和Cd的比重有明显影响,不同赤泥处理均降低了土壤中交换态Pb、Zn和Cd占总Pb、Zn和Cd的比重,且该3种重金属各自所占比重均随赤泥施用量的增加而下降。[结论]该研究为赤泥在稻田土壤上的合理施用以及其减少稻田土壤重金属污染的研究提供参考依据。     

赤泥对重金属污染稻田土壤Pb、Zn和Cd的修复效应研究

[目的]研究赤泥对矿区重金属污染稻田土壤中Pb、Zn和Cd的修复效应,阐明其对重金属污染土壤的修复机理及肥效机制。[方法]通过土壤培养试验,研究了赤泥对土壤pH值和电导率(EC)的影响,探讨了其对土壤Pb、Zn和Cd重金属的修复效应。[结果]赤泥能显著降低土壤中交换态Pb、Zn和Cd含量,当赤泥用量为4%(W/W)时,培养30、60和90 d后,交换态Pb含量分别比不施赤泥的对照处理下降了39.25%、41.38%和50.19%;交换态Zn含量分别比对照下降了49.26%、57.32%和47.16%;交换态Cd含量分别比对照处理下降了19.53%、24.06%和25.70%。施用赤泥对土壤5种形态Pb、Zn和Cd所占总Pb、Zn和Cd的比重有明显影响,不同赤泥处理均降低了土壤中交换态Pb、Zn和Cd占总Pb、Zn和Cd的比重,且该3种重金属各自所占比重均随赤泥施用量的增加而下降。[结论]该研究为赤泥在稻田土壤上的合理施用以及其减少稻田土壤重金属污染的研究提供参考依据。     

铜镍铅砷对水稻复合污染的研究

通过盆栽试验研究了吉林省砂壤冲积型水稻土中Cu ,Ni,Pb,As复合污染对水稻生长效应的影响。结果表明 :As对水稻的毒害作用最大。对产量而言 ,4种元素之间表现为协同作用 ,均使水稻减产 ,毒性顺序为 :As Cu >Pb >Ni。各元素在水稻各器官中的含量 ,Cu表现为 :根 茎≈糙米 ;Ni,As,Pb则表现为 :根 茎叶 >糙米。经过一个生长期 ,4种元素在水稻体内的迁移能力总体为 :As>Cu>Ni>Pb。     

土壤—水稻体系中铅锌砷含量与水稻分蘖的关系

本文研究了黄筋泥田，青紫泥田，红砂田和小粉田中铅锌砷含量与水稻分蘖的关系，结果表明：（１）土壤中铅锌砷含量在较低浓度时，分别对水稻分蘖有促进作用，并有一个峰值，在较高浓度时，则对水稻分蘖有抑制作用；（２）土壤中铅锌砷的单元和三元复合污染对水稻分蘖的影响有较大差别；（３）水稻体内铅锌砷含量与水稻分蘖也有较密切的关系。     

三种不同类型土壤上水稻对Cu、Pb和Cd单一及复合污染的响应

水稻对重金属有较强的吸收能力,本文采用温室盆栽试验研究了Cu、Pb和Cd在中国土壤环境质量标准Ⅲ级水平(Pb:400mg kg-1;Cd:1.0 mg kg-1;Cu:100 mg kg-1)时于3种不同类型土壤上对水稻生长和吸收Cu、Pb及Cd的影响.结果表明,在红壤上,Cu处理显著降低了稻谷产量,Pb和Cd本身对稻谷产量影响不大,但Pb显著增加了Cu的毒性;Cu或Cd的共存对Pb在稻米中含量的影响较小,但其含量也均超过国家食品卫生标准(0.4 mg kg-1);在Cu-Cd、Pb-Cd和Cu-Pb-Cd处理中,稻米Cd含量较Cd单独存在时分别增加了135%、84%和126%.在红壤性水稻土上,仅有Pb和Cu-Pb-Cd处理与对照相比降低了稻谷产量;Cu-Pb-Cd处理稻米中Pb或Cd含量较Pb或Cd单独存在时分别增加了141%和360%;Pb或Cu分别与Cd共存时,对稻米Cd含量影响不显著.在乌栅土上,各处理对稻谷产量影响均不大,且多数表现为增加.Cu、Pb和Cd对水稻的毒性是红壤＞红壤性水稻土＞乌栅土.稻米中Cu、Pb和Cd含量与土壤NH4OAc提取态Cu、Pb和Cd含量之间均达到极显著线性相关.     

铅与镉对棉花和水稻萌发及生长的影响

为探明重金属在不同作物体内的积累及对作物的毒害作用,以培两优２８８水稻,转Ｂｔ基因棉、湘杂棉２号和湘棉１５号为材料,确定了铅、镉对棉花、水稻种子萌发及幼苗生长的影响,结果表明,当水中铅质量浓度≥１０００ｍｇ／Ｌ,或镉质量浓度≥２０ｍｇ／Ｌ时,严重影响棉花,水稻种子萌发,芽长受到抑制。镉质量浓度为１０ｍｇ／Ｌ时,对棉花、水稻了萌发的影响则较小,当土壤中铅质量浓度≥１０００ｍｇ／ｋｇ,或镉质量浓度≥２     

土壤调理剂对农田土壤和水稻镉和铅的影响

为了解土壤调理剂在降低土壤中重金属镉和铅的活性,减少重金属镉和铅在水稻体内的吸收和积累等方面的作用,2021年7月至10月间,我们在晚稻采用土壤调理剂“镉康”及“酸易克”进行田间试验,并对施用前后土壤、谷粒和秸秆中镉、铅含量进行分析对比。结果表明,在酸性水稻土中,施用土壤调理剂“镉康”在一定程度上能提高水稻产量;两种土壤调理剂都能显著地抑制谷粒对镉元素的吸收,降低镉在土壤中的积累,增加镉在谷杆内的吸收;土壤调理剂“酸易克”可降低土壤中重金属镉和铅的活性,减少重金属镉和铅在水稻体内的吸收和积累方面较土壤调理剂“镉康”明显。     

土壤改良剂对污染土壤及栽培蕹菜Pb、Cd含量的影响

为了研究受酸性尾矿渣冲刷造成的低浓度Pb、Cd污染土壤的钝化效果,筛选出降低土壤及蕹菜体中有效态Pb、Cd含量的改良剂。通过盆栽试验研究了尾矿污染土壤中施用石灰、钙镁磷肥、泥炭、活性炭和聚丙烯酸钠5种改良剂对蕹菜(water spinach)的生长发育、Pb、Cd含量特性的影响,分析了施用改良剂后土壤pH值和有效态Pb、Cd含量的变化。研究表明,复合改良剂的施用不仅可以明显提高蕹菜地上部鲜质量,还可以降低蕹菜中铅、镉的含量。施加1%生石灰后的土壤pH值的均值为5.95,明显高于未修复的土壤,结合蕹菜鲜质量及其体内Pb、Cd的含量,施用1%生石灰、0.2%钙镁磷肥、6%泥炭、0.4%活性炭和0.1%聚丙烯酸钠后改良矿区污染土壤的效果最好。总体上讲,施用改良剂对轻微Pb-Cd污染的酸性农田土壤有修复作用,能够确保蕹菜的种植安全性。     

吊兰对土壤Cd、Pb形态与土壤酶活性的影响

为探讨观赏植物吊兰(Chlorophytum comosum)对Cd、Pb污染土壤的修复效果,通过盆栽试验,研究了吊兰对Cd、Pb胁迫下土壤酶活性和重金属形态分布的影响。结果表明,过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶以及磷酸酶活性均表现为实验组空白组,且实验组随着吊兰培养时间的增加,4种酶活性呈先增加后减小趋势。吊兰栽培120d时,Cd处理组和Pb处理组4种土壤酶的最大活性分别达到:1.936U/g、263.170U/g、36.881U/g、57.992U/100g和3.544U/g、302.000U/g、155.502U/g、65.451U/100g。空白组与实验组变化趋势相似。和空白组相比,重金属Cd、Pb残渣态在实验组中显著下降;Cd碳酸盐结合态在实验组中显著增大。通过双变量相关性分析发现,土壤重金属残渣态与可交换态含量的变化量,对土壤酶活性的影响较大,其他形态的变化虽然也有影响,但没有统计学意义(P0.05)。研究结果表明,吊兰生长能够有效改善土壤环境,降低土壤Pb、Cd污染程度,有利于Pb、Cd污染土壤的修复,在重金属Cd、Pb污染修复方面有广阔的应用前景。     

土壤－水稻体系中铅锌砷含量与水稻分蘖的关系

本文研究了黄筋泥田、青紫泥田、红砂田和小粉田中铅锌砷含量与水稻分蘖的关系。结果表明：①土壤中铅锌砷含量在较低浓度时，分别对水稻分蘖有促进作用，并有一个峰值，在较高浓度时，则对水稻分蘖有抑制作用；②土壤中铅锌砷的单元和三元复合污染对水稻分蘖的影响有较大差别；③水稻体内铅锌砷含量与水稻分蘖也有较密切的关系。     

石灰修复重金属污染土壤及其对水稻效应

[目的]探讨石灰对实际污染土壤的修复效果,为重金属污染土壤的治理提供科学依据。[方法]研究不同浓度石灰水溶液(0.025%和0.050%)淋洗受铅锌矿尾矿严重污染的水稻土对水稻的影响。[结果]石灰水溶液可以将土壤中的Cu、Zn和Pb等重金属淋洗出来,淋洗次数越多,土壤中重金属含量越低。土壤中Pb的含量降幅最大,其次是Zn,最低为Cu。低浓度石灰溶液(0.025%)淋洗6次以上、高浓度(0.05%)淋洗5次以上对去除土壤中的Pb、Cu、Zn重金属效果明显。水稻能在经石灰淋洗过的土壤上生长,发芽率和生物量随着淋洗次数的增多而增加,但石灰水溶液浓度过高或淋洗次数过多则降低水稻发芽率和生物量,还导致植株Pb含量升高。[结论]利用石灰修复铅锌尾矿污染的农田土壤是可行的,但石灰用量要适当。     

粗甲壳素对Pb污染土壤植物修复的影响

通过盆栽试验,在Pb污染的土壤中施加螯合剂——甲壳素,检验了粗甲壳素对Pb污染土壤修复的影响。结果表明,粗甲壳素能促进土壤中的Pb向苜蓿地上部分转移,而苜蓿地下部分含Pb量与地上部分含Pb量的变化趋势是一致的,只是苜蓿地下部分合Pb量远大于地上部分,说明粗甲壳素能促进植株吸附土壤中的Pb,但是Pb主要站存于植株的地下部分,从而发现粗甲壳素对Pb污染土壤植物修复有一定的促进作用。     

不同生育期施加超细磷矿粉对水稻吸收和转运Pb、Cd的影响

为了探究水稻不同生育期施加超细磷矿粉(100 nm)对Pb-Cd污染土壤Pb、Cd吸收和转运的影响,采用盆栽试验,研究了插秧前、分蘖期和扬花期施加不同用量的超细磷矿粉对水稻稻谷产量,植株Pb、Cd的吸收转运及对土壤中Pb、Cd形态的影响。结果表明,不同生育期施加超细磷矿粉的水稻稻谷产量增加了9.70%～26.60%,显著高于对照和普通磷矿粉处理。水稻根、茎叶、稻壳和稻米中Pb、Cd含量均随超细磷矿粉用量的增加而降低。插秧前施加超细磷矿粉稻米中Pb含量显著低于对照(75.7%～79.1%)和普通磷矿粉处理(73.5%～77.3%),降低效果好于分蘖期(51.4%～69.1%)和扬花期(51.9%～61.5%);而扬花期施加稻米中Cd含量显著低于对照处理(44.3%～71.9%)和普通磷矿粉处理(44.1%～71.8%),降低效果好于插秧前(32.7%～45.8%)和分蘖期(28.2%～39.9%)。施加超细磷矿粉后稻米中Pb、Cd含量大部分低于国家食品的限量卫生标准GB 2762—2017(≤0.2 mg·kg-1)。扬花期施加超细磷矿粉降低土壤交换态Cd的效果(16.8%～33.4%)好于插秧前(18.0%～27.8%)和分蘖期(11.8%～27.9%),插秧前施加超细磷矿粉降低土壤交换态Pb的效果(143.8%～193.3%)好于分蘖期(103.2%～183.4%)和扬花期(56.0%～160.6%)。土壤中交换态Cd、Pb含量与稻米中Cd、Pb含量呈显著正相关,相关系数分别达0.856和0.946。水稻Cd、Pb的吸收系数和初级转运系数均随超细磷矿粉用量的增加而降低,与对照差异显著。因此,超细磷矿粉可通过钝化土壤中交换态Pb、Cd,降低水稻对Pb、Cd的吸收转运,并提高稻谷产量。建议超细磷矿粉用量为2 g·kg-1土,单独Pb污染或Cd污染的土壤可分别在种植前或生长旺期施用,而复合污染的土壤在种植前施用综合效果较佳且操作方便。     

沼液对水稻生长产量及其重金属含量的影响

沼气发酵残余液(沼液)是一种典型的优质有机物料,目前我国每年产生2亿多吨的沼液,农业生产中寻求沼液的资源化利用,对避免环境二次污染和实现畜禽养殖业的生态可持续发展具有重大的现实意义和社会意义.在田间小区试验条件下,以粳稻'亚优红一号'(Oryza saliva L)为试材,就沼液作为肥源代替化学肥料施用对其营养生长、稻谷产量及稻米中重金属含量的影响作了初步探讨.结果表明,沼液作基肥,追肥施复合肥获得的水稻产量最高,达55.9 g·plant~(-1).虽然与当地习惯施肥(基肥和追肥施复合肥)相比稻谷产量没有明显差异,但是基肥用沼液代替化学肥料,显著降低了水稻生产成本.同时,沼液作基肥,追施复合肥明显促进了水稻分蘖和生长,虽然稻米中Cu、Cd含量没有显著变化,但强化了稻米Fe、Zn营养,显著降低了Pb含量,明显提升了稻米营养品质.可是,试验结果也显示,沼液完全代替化学肥料施用对水稻生长及其产量形成是不利的.