土施超富集植物秸秆对荠菜生长及镉积累的影响

[目的]研究超富集植物秸秆对富集植物重金属积累的化感作用,为镉污染土壤的植物修复研究提供参考。[方法]通过在镉污染土壤中施用镉超富集植物〔(红果黄鹌菜Youngia erythrocarpa)、三叶鬼针草(Bidens pilosa)、少花龙葵(Solanum americanum)和豨莶(Siegesbeckia orientalis)〕秸秆,研究了4种镉超富集植物秸秆施入土壤对镉富集植物荠菜生长及镉积累的影响。[结果]4种镉超富集植物秸秆施入土壤均提高了荠菜地上部分生物量、总生物量和抗性系数,同时提高了荠菜叶片SPAD值(绿色度)。土施红果黄鹌菜秸秆提高了荠菜根系、茎、叶片及地上部分的镉含量,分别比各自对照高11.81%,102.07%,12.00%和54.95%,同时也提高了土样有效态镉含量,其余3种处理均低于各自对照。土施红果黄鹌菜秸秆的荠菜地上部分和整株的镉积累量均高于对照,分别为42.11和54.74μg/株,比各自对照高83.09%和54.11%,而其余3种处理的镉积累量均低于对照。[结论]土施红果黄鹌菜能够提高荠菜对土壤镉的积累,有利于提高荠菜对镉污染土壤的修复效果。     

耐性植物秸秆覆盖对荠菜生长及镉积累的影响

[目的]研究秸秆覆盖对富集植物重金属积累的影响,筛选能促进荠菜生长和镉积累的镉耐性植物.[方法]通过盆栽试验研究镉污染条件下,覆盖4种镉耐性植物(扬子毛茛、通泉草、邻近风轮菜和车前)秸秆对荠菜生长及镉积累的影响。[结果]覆盖扬子毛茛、通泉草、邻近风轮菜和车前秸秆后,荠菜的地上部分生物量、总生物量和叶片叶绿素含量值均低于未覆盖处理。覆盖扬子毛茛、通泉草、邻近风轮菜和车前秸秆的荠菜总生物量则较未覆盖分别降低了34.04%,49.85%,40.27%和18.39%。只有覆盖邻近风轮菜秸秆提高了荠菜根系镉含量,而覆盖扬子毛茛和通泉草秸秆则提高了荠菜地上部分镉含量(较未覆盖分别提高了18.61%和12.87%)。然而,覆盖4种耐性植物的荠菜根系、地上部分及整株镉积累量均低于未覆盖。[结论]在盆栽条件下,覆盖镉耐性植物(扬子毛茛、通泉草、邻近风轮菜和车前)秸秆不能提高荠菜对镉污染土壤的修复能力。     

土壤覆盖耐性植物秸秆对树番茄幼苗生长及镉积累的影响

通过盆栽试验,研究了在镉污染条件下,土壤覆盖镉耐性植物(马唐、邻近风轮菜、车前、扬子毛茛)秸秆对树番茄幼苗生长及镉积累的影响。结果表明:与未覆盖相比,土壤覆盖四种耐性植物秸秆均提高了树番茄根系、茎杆、叶片、地上部分及整株生物量,也提高了树番茄光合色素含量和抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性。土壤覆盖马唐、邻近风轮菜和扬子毛茛秸秆提高了树番茄地上部分的镉含量,分别比未覆盖提高了80.74%、58.09%和28.31%,只有土壤覆盖车前秸秆的树番茄地上部分镉含量低于未覆盖(较未覆盖降低了12.25%)。此外,土壤覆盖马唐、邻近风轮菜和扬子毛茛秸秆提高了树番茄的镉转运系数,但车前秸秆降低了其转运系数。因此,土壤覆盖车前秸秆能够促进树番茄幼苗的生长,降低其地上部分镉含量,有利于镉污染果园中树番茄的正常生长及安全生产。     

5个蓖麻品种对土壤中镉富集的差异

为了评价能源作物蓖麻对污染农田中重金属镉(Cd)的富集修复能力,本研究以5个蓖麻品种为试验材料,通过大田试验对比了不同蓖麻品种在Cd污染农田中的生长情况、对Cd的富集和转运能力以及对Cd污染土壤的修复能力.结果 表明,5个蓖麻品种在Cd污染农田中生长良好,其中滇蓖2号的株高、茎粗及单株产量显著高于其他品种,分别为440...     

不同富集植物与小麦间作对镉吸收转运的影响

为探究不同富集植物与小麦间作对镉（Cd）吸收转运的影响,分析单间作种植模式下植物的Cd吸收转运差异,设置了小麦分别与龙葵、苋菜、黑麦草的单间作盆栽试验。结果表明,相对于单作小麦,与龙葵、苋菜间作的小麦地上部Cd含量分别显著增加1.35、1.34倍,根部分别显著增加46.3%、25.9%,与黑麦草间作的小麦地上部Cd含量显著增加1.30倍;另外,与龙葵间作的小麦地上部Cd累积量增加1.13倍,与苋菜和黑麦草间作的小麦各部分Cd累积量显著降低。     

喷施脱落酸对镉富集植物繁缕生长及其镉积累的影响

盆栽试验研究了镉胁迫条件下喷施脱落酸(ABA)对富集植物繁缕(Stellaria media)生长及镉积累的影响。结果表明,喷施ABA提高了繁缕生物量及光合色素含量。随ABA喷施浓度的增加,繁缕的生物量及光合色素含量呈增加的趋势,但繁缕的镉含量、镉积累量、抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性、可溶性蛋白含量及可溶性糖含量呈先增后降的趋势,最大值出现在ABA浓度为15 mg L-1,此时,繁缕根系、地上部分及整株镉积累量均达到最大值,分别为94.54、235.93和330.47μg plant-1,较各自对照分别增加了19.07%(P0.05)、49.45%(P0.05)和39.28%(P0.05)。喷施ABA能够促进繁缕的生长,提高繁缕对镉的富集能力,以15 mg L-1的ABA浓度为最佳。     

花卉植物硫华菊的镉积累特性研究

为从花卉中筛选镉超富集植物用于镉污染土壤的修复,采用土壤高浓度镉污染法从5种花卉植物中筛选出具有镉富集植物基本特征的花卉植物硫华菊,并通过盆栽试验和小区试验,进一步研究硫华菊的镉积累特性。结果表明:随土壤镉浓度的增加,硫华菊的生物量、光合色素含量及可溶性蛋白含量均呈先增后降的趋势,SOD活性、POD活性呈增加的趋势,但CAT活性则呈降低的趋势。镉在硫华菊各个器官中的分布大小顺序为:根系茎秆地上部分叶片。硫华菊根系、茎秆、叶片及地上部镉含量随土壤镉浓度的增加呈增加的趋势,且在土壤镉浓度大于10mg/kg时,硫华菊地上部分镉含量均超过镉超富集植物临界值(100mg/kg)。不同浓度镉处理的硫华菊地上部分镉富集系数(BCF)均大于1,但转运系数(TF)均小于1。硫华菊根系、茎秆、叶片及地上部分镉积累量随土壤镉浓度的增加均呈先增后降的趋势,地上部分镉积累量最大值为479.34μg/株(土壤镉浓度为100mg/kg)。小区试验研究表明,在土壤镉浓度为2.04~2.89mg/kg时,硫华菊地上部分镉积累量为4.54~5.60mg/m~2。因此,硫华菊是一种镉富集植物,且修复能力较强,可有效地修复镉污染土壤。     

外源赤霉素对富集植物繁缕生长及镉积累的影响

为了强化镉富集植物繁缕对镉污染土壤的修复效率,采用盆栽试验,研究了喷施不同浓度赤霉素(GA_3)对繁缕生长及镉积累的影响。结果表明,繁缕的生物量随GA_3浓度的增加而增加,但光合色素含量、抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、镉含量及镉积累量均呈先增后降的趋势。在GA_3浓度为10 mg L~(-1)时,繁缕地上部分及整株镉积累量均达到最大值,分别为244.86、348.97μg plant~(-1),较各自对照分别增加了31.20%(P0.05)和25.51%(P0.05)。因此,采用繁缕修复镉污染土壤时,以10 mg L~(-1)的GA_3提高繁缕的修复效率最佳,可作为植物修复的强化措施。     

镉胁迫下不同生态型富集植物混种樱桃幼苗对土壤酶活性的影响

[目的]研究镉胁迫条件下,两种生态型(矿山和农田)富集植物与樱桃幼苗混种对土壤酶活性的影响,为镉污染区樱桃科学生产提供参考。[方法]将甜心樱桃和那翁樱桃幼苗分别与两种生态型的镉富集植物小飞蓬、龙葵、马唐混种,测定土壤过氧化氢酶、土壤脲酶和土壤蔗糖酶活性。[结果]甜心樱桃混种矿山生态型马唐的土壤过氧化氢酶和土壤脲酶活性均最高,分别较甜心樱桃单种提高了41.07%和57.53%。那翁樱桃混种农田生态型小飞蓬的土壤过氧化氢酶活性最高,混种矿山生态型马唐的土壤脲酶活性最高。樱桃幼苗混种两种生态型富集植物后,只有甜心樱桃混种农田生态型小飞蓬、那翁樱桃混种矿山生态型马唐、那翁樱桃混种农田生态型马唐提高了土壤蔗糖酶活性。[结论]镉胁迫条件下,与樱桃混种以提高土壤酶活性的首选材料是矿山生态型马唐,其次为农田生态型小飞蓬。     

氮对超积累植物东南景天生长和镉积累的影响

通过水培试验,研究了氮素水平对超积累植物东南景天植株生长和镉吸收积累的影响。结果表明,在一定范围内供氮（4.0-16.0 mm ol/L）能明显促进东南景天的生长,随着氮素水平的升高,地上部和根系的生物量也提高,在供氮水平为16.0 mm ol/L时达到最大值,而当供氮水平≥32.0 mm ol/L时,东南景天的生长受到严重的抑制,其地上部和根系的生物量开始下降,各项根系形态的指标（包括根系长度、根系表面积、根系直径、根系体积）均有所降低。氮对东南景天体内镉积累有一定的促进作用,随着氮素用量的增加,体内镉含量逐渐升高,与生物量不同,镉含量在氮水平32.0 mm ol/L条件下达到最大。研究结果表明,适当提高营养液氮素水平,有利于东南景天的生长和镉吸收,为进一步利用东南景天修复镉污染土壤,提高修复效率提供科学依据。     

秸秆还田对镉污染农田土壤中镉生物有效性的影响

通过温室盆栽试验和土壤培养试验,研究了重金属镉污染水稻土和人为模拟镉污染土壤上不同种类和不同量的作物秸秆还田后,土壤中可提取态镉的动态变化规律以及对白菜生长和吸收重金属镉的影响。结果表明,秸秆还田显著提高了2种镉污染土壤的pH值。镉污染水稻土上还田玉米和菜豆秸秆显著提高了土壤中醋酸铵提取态镉和DTPA提取态镉含量,秸秆还田后2周时醋酸铵提取态镉含量增加了17%~33%,随时间延长,土壤中可提取态镉增加变的不明显。模拟镉污染土壤上还田玉米和菜豆秸秆对土壤中醋酸铵提取态镉和DTPA提取态镉含量影响不明显。镉污染水稻土上秸秆还田量2%时显著降低了白菜体内镉含量,还田菜豆秸秆和玉米秸秆白菜体内镉含量分别降低了18%和27%。还田玉米秸秆影响了白菜生长,降低了白菜的产量;模拟镉污染土壤上还田菜豆秸秆对白菜生长和镉含量影响不明显,但还田2%玉米秸秆降低了白菜生物量,增加了白菜镉含量。     

油菜秸秆生物质炭对紫色土有机碳矿化和累积效应的影响

采用室内模拟培养试验,以油菜秸秆为对比,分析油菜秸秆生物质炭的施用对紫色土有机碳矿化的影响。在培养试验中,设置0.25%,0.5%和1%3个不同秸秆/土壤质量比的油菜秸秆还田培养处理,依次标记为J_1,J_2和J_3;同时,设置3个不同油菜秸秆生物质炭添加量的培养处理,其生物质炭添加量分别为J_1,J_2和J_3处理中添加的等量油菜秸秆在600℃下制成的生物质炭量,依次标记为S_1,S_2和S_3,所有处理置于25℃下避光培养56d。在培养期内,各处理中土壤有机碳(SOC)矿化速率随时间的变化符合乘幂函数。添加生物质炭处理的SOC累积矿化量、矿化强度和易分解有机碳占总有机碳含量的比例(Ca/CSOC)显著低于与其对应的油菜秸秆处理(P0.05),表明油菜秸秆经过热解制成生物质炭后可显著提高其在土壤中的稳定性。各添加生物质炭处理的SOC累积矿化量、矿化强度、Ca/CSOC和难分解有机碳占总有机碳含量的比例(Cs/CSOC)与对照(无外源碳添加)之间无显著性差异,添加生物质炭几乎不影响紫色土有机碳的分解。另外,S_1处理中外源碳的表观残留率显著高于其它培养处理,而S_2和S_3处理中外源碳的表观残留率则显著低于与其对应的油菜秸秆处理(J_2和J_3)(P0.05)。这表明在低量油菜秸秆还田时,将其制成生物质炭还田比直接还田更利于紫色土有机碳的积累。     

稻草覆盖和聚丙烯酰胺对坡地红壤水蚀的阻控作用

通过室内土槽模拟和田间径流小区观测,研究不同条件下稻草覆盖、聚丙烯酰胺(PAM)表施及其组合措施对坡地红壤水蚀的影响。稻草覆盖、PAM表施明显提高了土壤入渗率,降低了产流率,推迟了稳定入渗、初始产流和稳定产流时间的到来,从而增加降雨入渗,减少产流,并明显提高了旱季0-45cm深度的土壤含水量。3种措施之间的入渗量和产流量差异与雨强正相关,与初始含水量负相关;稻草覆盖减沙的效果在大雨强、中高初始含水量更明显,而PAM表施在小雨强、中低初始含水量更好;组合措施增加入渗、减流、减沙的效果好于单一措施。结果表明,稻草覆盖和PAM表施对坡地红壤水蚀具有较好的阻控作用。     

土壤耕作方式对双季稻产量构成与穗镉积累的影响

为比较研究不同土壤耕作方式(翻耕、旋耕、免耕)对南方双季稻区水稻产量构成与稻穗镉积累分配特性的影响,探讨镉污染稻田双季稻最优土壤耕作方式,2015—2017年,以陵两优211与威优46为早、晚稻供试品种,在湖南省湘潭县易俗河镇中度镉污染稻田(全镉含量0.86 mg/kg)开展定位试验,比较研究了双季免耕、双季翻耕、双季旋耕、早旋晚免、早翻晚免5种土壤耕作方式下土壤有效镉含量、双季稻的产量构成与穗镉积累分配情况。结果表明:(1)双季稻产量以双季翻耕处理最高,早翻晚免处理次之,双季旋耕与早旋晚免处理再次之,双季免耕处理最低;翻耕处理产量最高的原因在于其有效穗数与每穗粒数较高。(2)齐穗期至成熟期,穗镉含量一般呈增长趋势;第1年早晚稻齐穗期穗镉含量以免耕处理最高,但免耕能明显降低水稻齐穗至成熟期穗镉含量的增长速率;早晚稻成熟期穗镉含量一般以翻耕处理较高,免耕与旋耕处理较低,免耕与旋耕处理有差异但在不同年份与季别间表现不尽相同。(3)成熟期稻穗各部位镉含量趋势表现为枝梗谷壳糙米;第1年糙米镉含量以免耕处理较高,但第2,3年呈现免耕处理低于翻耕与旋耕处理的趋势。(4)第1年早、晚稻穗镉累积量均以旋耕处理较低,但第2,3年均以免耕处理较低。(5)较其他处理而言,双季免耕明显提高了土壤有效镉含量,双季旋耕则降低了土壤有效镉含量。3年定位试验表明,土壤耕作方式对镉污染稻田土壤有效镉含量、双季稻产量构成与稻穗镉积累分配有明显影响,从保证双季稻产量、降低稻米镉含量与轻简省工的角度出发,早翻晚免是中度镉污染双季稻田的最优土壤耕作方式。