Effects of Ammonium Chloride Fertilizer and its Application Stage on Cadmium Concentrations in Wheat (Triticum aestivum L.) Grain

Abstract

Chloride (Cl) in saline soil increases the cadmium (Cd) concentration in crops. Here, we conducted a field experiment to investigate changes in Cd concentrations in wheat grain after the application of the Cl-containing fertilizer ammonium chloride (NH₄Cl), with the aim of reducing its potential health risk. Effects of the application stage of NH₄Cl fertilizer and leaching treatment (i.e., heavy rainfall) were also investigated in field and pot experiments. Both field and pot experiments showed that the Cd concentration of wheat grain was higher with NH₄Cl fertilizer than with ammonium sulfate or urea fertilizers. Grain Cd concentration in wheat fertilized with NH₄Cl at the tillering–jointing and flowering stages in the field experiment was 0.223 mg kg^–1, which was about 1.5 times higher than that fertilized with urea. This finding is important because, in Japan, compound fertilizers containing NH₄Cl are commonly used in fields for wheat cultivation. NH₄Cl fertilizer application at the tillering–jointing and flowering stages had nearly equal effects on the Cd concentration in wheat grain. Basal dressing with NH₄Cl fertilizer increased Cd concentrations in wheat grain to a greater extent than topdressing (at thetillering–jointing and flowering stage applications) in a pot experiment that was protected from rain. Leaching treatment (assuming two lots of 100 mm rainfall) negated the effect of NH₄Cl fertilizer application on Cd concentration in wheat grain. We recommend the use of ammonium sulfate or urea preferentially as the nitrogen fertilizer because heavy rainfall rarely occurs during this period in Japan.     

Cd胁迫对菜用大豆生长与细胞保护酶系统的影响

以菜用大豆特选75毛豆为试验材料,研究Cd2+胁迫对菜用大豆生长与细胞保护酶系统的影响.结果表明:(1)与对照相比,Cd2+胁迫使供试菜用大豆出现不同程度的毒害症状,同时抑制地上部、地下部鲜重.(2)低浓度Cd2+胁迫激发细胞保护酶系统,SOD、POD和CAT活性随着Cd2+胁迫浓度的提高而上升,同时植株防护力度迅速增强;但保护酶系统的防护能力有限,胁迫浓度达到或超出保护酶的防护能力时,植株受害严重.(3)低浓度的Cd2+胁迫激发植株的细胞保护酶活性从而抑制MDA的产生,使MDA含量显著下降;而胁迫浓度较高时,细胞保护酶不足以抗衡Cd2+的毒害作用,MDA含量又快速上升.     

镉胁迫对罗汉果幼苗生理生化特性的影响

[目的]研究不同浓度Cd胁迫对罗汉果幼苗生理生化特性的影响。[方法]通过盆栽试验,测定不同浓度Cd处理的罗汉果幼苗细胞膜透性,MDA、脯氨酸和可溶性糖含量,以及SOD、POD、CAT活性等各项生理生化指标。[结果]随着Cd浓度升高,细胞膜透性逐渐增大;在相对低浓度Cd（10mg/kg）处理下MDA、脯氨酸和可溶性糖含量均少于对照,而后随着Cd浓度的升高而明显上升;在较低Cd浓度胁迫条件下,SOD、POD、CAT活性变化不明显,但随着Cd浓度的升高,SOD、POD、CAT活性逐渐升高,然后又降低。[结论]高浓度Cd胁迫加重了叶片氧化程度并对罗汉果生长具有一定的抑制作用;而SOD、POD、CAT活性的提高与维持是罗汉果耐Cd胁迫的物质基础之一。     

镉胁迫下2种杨树可溶性蛋白含量的变化研究

对速生杨107和速生杨118进行不同浓度镉处理,研究其对叶和根的可溶性蛋白含量的影响。结果表明,2种杨树叶片中可溶性蛋白含量随着镉浓度的增加而增加。处理20 d,镉处理组叶片中的可溶性蛋白含量明显增加(除了杨树118的50μmoL/L镉处理组)。在高浓度镉(500μmoL/L)条件下处理30 d,其含量急剧下降。在50μmoL/L镉处理条件下,2种杨树根的可溶性蛋白含量呈现持续上升的趋势。在100μmoL/L镉处理组中,速生杨107根的可溶性蛋白含量在前30 d呈上升趋势,速生杨118根的可溶性蛋白含量在整个处理期中一直较高。高浓度镉(500μmoL/L)处理20 d后2种杨树根部可溶性蛋白含量均急剧下降。     

外源物质对农作物镉毒害的缓解效应

镉在土壤中有稳定、积累和不易消除的特点,可通过食物链富集进入人体并危害人类健康,而食物摄入是人体积累镉的主要来源。施用外源物质是控制土壤重金属污染的有效手段。本文综述了土壤镉污染对农作物生长的影响和施用各类型外源物质缓解农作物镉胁迫的机理等方面的研究,并提出了农作物对土壤镉吸收的缓解措施。     

环境铅镉污染对动物健康影响的研究

 分析了白银矿区周围农田土壤、灌溉用水、牧草、农作物、粮食和动物全血、被毛及组织中12种矿物元素的含量，并检测了当地动物组织器官机能和结构的变化。结果表明，工厂在冶炼过程中已造成Pb、Cd、Cu、Zn对周围环境不同程度的污染，其含量极显著高于对照区（P <0.01），其中牧草中Pb、Cd的平均含量是对照区的9和680倍，粮食中为10和35倍，并通过食物链系统导致马和羊发生Pb-Cd联合中毒，呈现典型的低色素小红细胞性贫血和肝脏、肾脏及肺脏等实质器官结构和功能的损伤。同时，动物性食品中Pb、Cd蓄积直接威胁食用者的健康安全。提示动物体内Pb、Cd含量的分析可作为监测环境重金属污染的标识。     

不同镉浓度对寒地水稻根系活力和籽粒品质的影响

[目的]研究不同镉浓度对寒地水稻根系活力和籽粒品质的影响。[方法]采用盆栽试验方法,研究不同镉浓度对水稻不同生育期根系活力、成熟期水稻植株和籽粒中镉含量、籽粒品质的影响。[结果]随着镉浓度的增加,水稻根系明显下降,植株中镉含量增加,糙米中蛋白质含量降低。[结论]土壤镉污染降低水稻根系活力和稻米营养品质。     

混栽水生植物对稻田土壤和稻米镉含量的影响

[目的]研究稻田混栽水生植物对土壤和糙米镉含量的影响。[方法]以早稻和黑藻、水葱、菖蒲等3种水生植物为试验材料,研究了稻田混栽水生植物后对土壤和糙米镉含量的影响。[结果]混栽3种水生植物后,其土壤的全镉和有效镉含量与对照比较,均没有显著差异,但稻田混栽黑藻的土壤全镉含量显著高于混栽水葱和菖蒲;混栽黑藻和水葱后,糙米镉含量显著高于对照,混栽菖蒲的糙米镉含量与对照没有显著差异。[结论]该研究为探索稻田植物降镉技术的有效途径提供了参考。     

TMOPP四阶导数光谱计算分析法同时测定锌镉

本文用自合成的高灵敏显色剂meso—四—(对甲氧苯基)卟啉(TMOPP),通过四阶导数光谱CPA计算分析方法,对合成试样和植物标样中的Zn,Cd进行了同时测定。其相对误差均在±10%以内。     

土壤有机态Cd转(活)化的影响因子及其综合作用

为实现重金属污染土壤的修复 ,本文讨论了土壤有机态Cd转 (活 )化的影响因子及其综合作用。根据统计学的判别分析发现 :EM菌为其主导影响因子 ,而非以往形态转化研究中所说的pH ,其作用机制可能主要是生物降解 ;就影响因子的综合作用效果而言 ,在有机态Cd向活化态Cd转化中 ,有效的处理组合是随着土壤 pH的改变而变化的 :pH 6.5时 ,以EM菌 1%、C/N 2 0为最佳。pH 7.0时 ,以EM菌 1%、C/N =3 5为最宜。pH 7.5时 ,EM菌 3 %、C/N =3 5才最适 ;本研究条件下有机态Cd减少和活性态Cd增加的协同转化率为 11.5 %。本研究为重金属污染土壤的修复提供了重要的理论依据