Cd、Pb和Zn在土壤 紫茎泽兰 泽兰实蝇系统中的生物富集效应研究

泽兰实蝇(Procecidochares utilis Stone)是目前入侵杂草紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Spreng)的一种重要天敌, 但在重金属污染的矿区泽兰实蝇对紫茎泽兰的植株寄生率明显降低。故利用同心圆采样法在云南兰坪金顶铅锌矿区5 km范围内采集土壤、紫茎泽兰及泽兰实蝇并测定重金属含量, 以研究重金属在土壤 紫茎泽兰茎 泽兰实蝇系统中的生物富集效应, 探讨重金属胁迫影响泽兰实蝇控制效果的机制。结果表明: 土壤 紫茎泽兰茎 泽兰实蝇系统中Pb、Zn和Cd含量随着距矿中心距离的增加而极显著下降, Cd、Pb和Zn在土壤 紫茎泽兰茎系统中的富集系数分别为0.205~0.614、0.058~0.079和0.222~0.398, 平均值分别为0.453、0.067和0.315, 在紫茎泽兰茎 泽兰实蝇系统中的富集系数分别为1.06~7.69、9.68~20.13和1.13~1.56, 平均值分别为2.47、12.83和1.42。Cd和Zn属于强聚集, Pb属于很强聚集的元素。本研究结果证明, Pb、Zn和Cd可以在土壤 紫茎泽兰茎 泽兰实蝇系统逐级传递富集, 并初步阐明了重金属Cd、Pb和Zn在土壤 紫茎泽兰 泽兰实蝇系统中的传递规律。这丰富了重金属污染的生态毒理学效应, 为进一步研究重金属胁迫影响泽兰实蝇控制效果的机制奠定了基础。     

大冶市农田土壤中镉的空间分布特征及污染评价

矿山开采和冶炼是造成土壤重金属Cd污染的主要原因,了解典型区域土壤中Cd的空间分布特征及其污染现状,可为区域土壤污染防治与安全利用提供重要信息。本研究针对湖北省大冶市所有农田采集92个表层土壤样品和3个土壤剖面,利用GIS方法对土壤重金属Cd空间分布特征及污染状况进行了研究。结果表明大冶市土壤中Cd的含量范围为0.6 ~ 4.6 mg/kg,平均值为1.41 mg/kg,Cd迁移深度可达 40 cm。区域内土壤Cd污染范围较广,空间变异较大,还地桥镇、罗桥街办、陈贵镇等地农田土壤Cd含量较高。地积累指数评价结果显示大冶市大部分农田土壤为轻度、中度污染程度,在合理调整种植结构等方式下仍可保障农田安全利用。     

Comparison of the adsorption of maize root mucilage and polygalacturonic acid on montmorillonite homoionic to divalent lead and cadmium

Summary Root mucilage material (RM) was isolated from maize plants grown in the field, and its affinity to montmorillonite (M) homoionic to Pb²⁺ and Cd²⁺ was compared with that of a commercial polygalacturonic acid (PGA). Adsorption isotherms of the commercial and natural materials on the two clay systems were compared in unbuffered systems at pH 3 and pH 6. Adsorption of PGA occurred only at pH 3, and was higher on M-Pb than on M-Cd. In contrast, the adsorption of RM was higher on M-Cd than on M-Pb. Total amounts of RM adsorbed at pH 3 were about 3 times lower on M-Cd and 20 times lower on M-Pb than the respective amounts of PGA adsorbed at the same pH. Polygalacturonic acid had a high content of relatively well dissociated (pKa = 3.5) carboxylic groups, and adsorbed on the clay surface at pH values lower than its pKa. At pH 6, the dissociation of the acid groups favoured its solubility, and the metal cations were then probably displaced by ion exchange. The lower affinity of RM to the clay materials was related to its average molecular weight, which was lower than that of PGA, and to its water solubility, which was higher than that of PGA. The low pH dependence of the adsorption of RM was related to its lower carboxylic acidity and higher content in hydroxyl and amino groups.     

不同品种和地区对稻米镉含量与品质的耦合影响

为了研究不同水稻品种在不同种植地区的稻米镉含量及其与品质的关系,以分别种植在湖南长沙和广东惠州的‘齐丰占’、‘湘直粳’、‘玉香油占’等46个不同遗传背景的水稻品种(系)为研究对象,采用原子吸光光谱法测定稻米镉含量和FOSS全自动流动注射仪测定米质各性状指标。结果表明:(1)不同基因型水稻品种的镉积累存在极显著水平的品种间差异,在长沙地区种植稻米平均镉含量大约是惠州地区的两倍。(2)不同水稻品种(系)在惠州地区种植的稻米品质明显优于长沙地区。(3)不同水稻品种(系)在长沙地区种植的精米镉含量与胶稠度、蛋白质含量间具显著相关性;而在惠州地区主要与糙米率、精米率呈显著水平的负相关;与其他米质性状的相关性均未达显著水平。惠州地区稻田环境更利于种植水稻,‘湘晚12选32’、‘湘晚籼12号’、‘湘晚6选31’等为低镉积累品种,可推广;‘佳福占’、‘9311选’、‘R云育90’等镉含量已超过国标,不可作为生产推广品种。     

植物中镉及其螯合物相关转运蛋白研究进展

镉是一种毒性极强的重金属污染物,土壤和大气中的镉通过植物根和叶的吸收在其体内积累。镉不仅影响植物的正常生理代谢过程,严重降低作物产量和品质,还可通过食物链的传递和富集危害人类身体健康。镉胁迫条件下植物会通过一系列的生理反应来减轻镉损伤,其中镉及其螯合物相关转运蛋白在植物抗镉毒害中起重要作用。金属转运蛋白是一类位于植物组织膜上的运输蛋白,其参与金属元素的吸收、转运和区隔过程。目前利用基因工程和现代分子生物学技术,已经鉴定出一系列镉及其螯合物相关转运蛋白,主要包括锌/铁转运蛋白（ZIP）、天然抗性相关巨噬细胞蛋白（NRAMP）、重金属ATP酶（HMA）、金属耐受蛋白（MTP）、阳离子交换体（CAX）、ATP结合盒转运蛋白（ABC）、黄色条纹转运蛋白（YSL）等家族。本文从植物细胞、亚细胞水平综述与镉吸收和转运相关的转运蛋白的分子生物学研究进展,为更好地了解镉在植物体内的差异积累原理、植物抗镉毒害机理和植物吸收转运镉的分子机制提供理论依据。     

秸秆还田对土壤-水稻系统中Cd迁移富集影响研究进展

我国是水稻种植大国,每年有大量的秸秆资源可被资源化利用,其中直接还田是秸秆资源化利用的常见方式之一,也是减少秸秆焚烧的有效途径。但随着我国稻田土壤重金属镉(Cd)污染的日益加剧,秸秆受到Cd污染的程度也在增加,导致水稻秸秆富集大量的重金属Cd,所以,水稻秸秆直接还田将会把秸秆中富集的Cd再次带入土壤环境;然而,秸秆腐解过程中产生大量的活性有机物,而这些有机物对土壤中重金属Cd活性的影响比较复杂。因此,如何评价水稻秸秆还田对土壤-水稻系统中Cd迁移富集的影响值得深入研究。本文介绍了目前水稻秸秆Cd污染的状况,重点总结了还田过程中对土壤理化性质,如土壤有机质、pH值以及土壤有效态Cd含量的影响。但秸秆还田在增产的同时可能会增加水稻吸收积累Cd的风险,最后提出了秸秆还田应考虑的实际问题以及未来秸秆安全利用的展望,为今后秸秆安全、资源化利用提供可参考的理论指导。     

镉对植物光合作用及氮代谢影响研究进展

镉是毒性最强的环境污染物之一。植物中积累的镉可通过食物链进入人体,给人类健康带来潜在危害。镉能抑制植物生长,能使植物形态、生理生化及结构发生改变。镉可减少净光合速率,损伤光合器官;使叶绿素含量下降;抑制气孔开放,从而影响植物的光合作用;镉通过改变植物硝酸还原酶(NR)、谷胺酰氨合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)以及谷氨酸脱氢酶(GDH)的活性,进一步影响植物氮代谢过程。光合作用及氮代谢在植物生长发育过程中起着十分重要的作用,综述了重金属镉对植物光合作用及氮代谢的影响,并对其机理进行了探讨。     

硅对水稻生长的影响及其缓解镉毒害机理研究进展

为研发高效硅肥和防治农田镉污染提供借鉴资料,本文综述了施加硅肥对水稻生长发育的影响,包括提高水稻产量和品质,增强抗倒伏、抗病虫害及干旱等逆境的能力,尤其是增强抗镉毒害等能力。并从生理学机制和土壤学机制两方面重点分析了施加硅肥对缓解镉毒害作用的可能机理。生理学机制方面:硅通过参与水稻的生理代谢活动,使水稻抗氧化系统酶的活性和清除自由基的能力增强;抑制镉的吸收及其在水稻体内的运输;硅与镉在水稻体内的螯合和区隔作用。土壤学机制方面:硅肥改变土壤理化性质,降低土壤中有效态镉的含量;硅镉吸附沉淀作用,减少水稻对镉吸收。最后针对硅肥的开发利用及技术推广提出展望。     

镉胁迫对烟草种子萌发和烟苗生长发育的影响

为探讨不同镉（Cd）胁迫对不同烟草品种种子萌发、幼苗生长的生理生态效应的影响,以吉烟9号、吉烟10号、延晒六号3个烟草品种为材料,研究了不同浓度的Cd溶液对烟草种子萌发以及烟苗生长发育的影响。结果表明,Cd胁迫下烟草种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、苗高均受到抑制;烟苗叶绿素含量降低,根冠比变小,生长受到抑制,CAT活性、SOD活性、可溶性糖含量随Cd浓度的增加呈先增后降的趋势,POD活性、MDA含量、Pro含量、Cd含量均随Cd浓度的增加而增加。可见Cd胁迫能不同程度地影响烟草种子萌发和烟苗生长发育,烟苗体内的抗氧化酶系统被破坏,多种酶活性不协调,生理生化过程紊乱,最终导致烟苗受害。     

小麦中重金属镉测定的分析与研究

石墨炉原子吸收光谱法由于灵敏度高,检出限低,自动化程度高,被广泛用于重金属元素的分析检测。利用干法灰化法对小麦样品进行前处理,石墨炉原子吸收光谱法检测,探讨仪器分析最佳试验条件。该方法检测结果表明,相对标准偏差为0.20%,加标回收率为82.0%～99.5%。