鬼针草(Bidens pilosa L.)对镉污染农田的修复潜力

为探究富集植物鬼针草对镉(Cd)污染农田土壤的修复潜力,通过野外调查,原土盆栽试验和田间试验,测定鬼针草及其根系土壤Cd含量,计算鬼针草的富集系数和去除率。结果表明,野外调查中不同铅锌矿区生长的鬼针草叶片中Cd含量最大值为53.3 mg/kg。盆栽试验中,低浓度Cd土壤处理(T1),鬼针草地上部Cd的富集系数为4.70,转运系数1.59,大于1。高浓度Cd土壤处理(T2 13.4 mg/kg),其地上部Cd积累量达到43.1 mg/kg,其地上部Cd富集系数为3.51。鬼针草对Cd表现出稳定的积累特性。田间试验小区中,土壤Cd含量均值为2.66 mg/kg,鬼针草中地上部Cd含量均值为10.9 mg/kg,富集系数为4.16,使用鬼针草修复Cd污染土壤每公顷地种植一茬鬼针草的去除率为4.3%—6.2%。使用富集植物鬼针草修复农田Cd污染具有较好的工程应用前景。     

Cd污染地草坪草中Cd分布特征及化学形态的研究

对种植在沈阳西郊Cd污染地上草坪草中Cd的分布及化学形态进行了分析研究。结果表明,Cd主要分布于草的根系中,而且在不同草种中的分布特征存在较大差异。有些草对土壤中的Cd无明显的富集作用,具有抗Cd能力;而有些草对Cd有较强的富集能力,通过研究不同溶剂对不同草种的浸提效能,探明了草中Cd以酸溶态为最多,约占总量的63.3%;水溶态和有机态Cd均很少,在迁移转化过程中酸溶态Cd具有较大活性,水溶态Cd随时间和温度的变化而呈一定的规律性,有机态Cd随介质极性的增强而活性加大。     

沈阳西郊镉污染地改造中优选草坪草的聚类分析

本文对种植在沈阳西郊镉污染农田的18种草坪草进行了聚类分析,从而为农业生态工程中优选抗镉能力强和富集能力强的草坪草品种提供数量化依据。     

Cd、Cr(VI)单一及复合污染对菹草叶绿素含量和抗氧化酶系统的影响

主要研究了 Cd、Cr( VI)单一及复合污染对菹草叶绿素含量和抗氧化酶系统的影响 ,研究结果表明 :随 Cd、Cr( VI)胁迫浓度的增加 ,菹草总叶绿素含量下降 ,单一 Cd处理 SOD活性下降 ,POD和 CAT活性表现出先升后降的趋势 ,Cd、Cr( VI)复合污染的效应明显大于单一污染的效应。     

镉在土壤-香根草系统中的迁移及转化特征

以无植物组处理为对照,采用盆栽试验方式探讨不同Cd浓度胁迫条件下香根草根际土壤中重金属Cd的积累、迁移及转化特征。土壤Cd处理设4个浓度梯度,分别为0、2、20、80 mg/kg土壤干重。结果表明:(1)香根草可以显著降低土壤中生物有效态Cd和总Cd含量。(2)香根草各部分Cd积累量随处理浓度的增加和处理时间的延长而增加,90 d时80 mg/kg处理组地上部分和根的Cd积累量分别高达180.42 mg/kg和241.54 mg/kg。(3)各浓度Cd处理下,富集系数随着Cd处理浓度的增加而显著降低,随处理时间的延长而升高。(4)香根草地上部分Cd含量小于根部,各处理转移系数均小于1。随着处理时间的延长,中低浓度处理组的转移系数稍有降低,高浓度处理组的转移系数则显著上升。(5)种植香根草使其根际土中残渣态的Cd转化为生物有效态Cd,提高Cd清除效率。研究结果表明,香根草能够有效地吸收土壤中的Cd,降低土壤中总Cd含量,提高土壤安全性,可作为Cd污染地区植物修复的备选物种。     

草坪草育种研究进展 (综述)

介绍草坪草传统育种和转基因育种的历史与现状,概述草坪转基因育种的操作过程,对植物特别是草坪草转基因过程中存在的一些问题如基因丢失,基因沉默,基因流引起的转基因安全性等进行评述。     

巨大芽孢杆菌对伴矿景天修复镉污染农田土壤的强化作用

伴矿景天(Sedum plumbizincicola)是一种Cd/Zn超积累植物,常用于Cd污染土壤的植物修复。巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)是一种溶磷型细菌,既可以促进植物生长,也可以提高土壤重金属生物有效性,对重金属污染土壤植物修复具有强化作用。本研究采用盆栽试验方法,分析了巨大芽孢杆菌不同接种量(10～60 mL)对伴矿景天修复Cd污染农田土壤效率的影响。结果表明: 在Cd污染农田土壤中接种巨大芽孢杆菌可以提高土壤中Cd的活性,土壤有效态Cd含量较对照(CK)增加15.0%～45.0%。与CK相比,巨大芽孢杆菌提高了伴矿景天地上和地下部的生物量,增幅分别为8.7%～66.7%和13.6%～81.8%,并显著增加了伴矿景天地上部的Cd含量,增幅在29.2%～60.4%。在种植伴矿景天并接种巨大芽孢杆菌条件下,土壤Cd去除率在26.7%～42.9%。这说明接种巨大芽孢杆菌可以促进伴矿景天的生长,增加其Cd含量,从而提高Cd污染农田土壤的修复效率。     

Cd、Cr（Ⅵ）单一及复合污染对菹草叶绿素含量和抗气体酶系统的影响

主要研究了Cd、Cr(Ⅵ）单一及复合污染对菹草叶绿素含量和抗氧化酶系统的影响,研究结果表明：随Cd、Cr(Ⅵ）腔迫浓度的增加,菹草总叶绿素含量下降,单一Cd处理SOD活性下降,POD和CAT活性表现出先升后降的趋势,Cd、Cr(Ⅵ）复合污染的效应明显大于单一污染的效应。     

缢蛏(Sinonovacula constricta)对海水中镉富集规律的研究

论文利用微波消解-石墨炉原子吸收法,研究在不同Cd²⁺浓度(0.005 mg·L^-1、0.025 mg·L^-1、0.05 mg·L^-1、0.1 mg·L^-1)暴露下缢蛏对水体Cd²⁺的富集规律。结果表明,缢蛏对重金属Cd²⁺有一定的富集能力,其软体组织对Cd²⁺的富集量、富集速率随暴露剂量增加而升高,并在168 h的暴露时间内,体内Cd含量及其富集倍数(BCM)与暴露时间呈显著的正相关关系(P<0.01);缢蛏不同组织对Cd的富集能力(富集量、富集速率、富集倍数)存在显著差异,其消化腺、鳃和肌肉组织对Cd富集能力的大小表现为:消化腺>鳃>肌肉。与其他贝类对Cd的富集情况相比,缢蛏不是Cd的强净积累者。     

不同品种(系)牧草镉修复能力综合评价

该研究选用3种高丹草、2种苏丹草、2种杂交狼尾草、一年生黑麦草和多年生黑麦草共9个牧草品系，采用盆栽试验，设置0(CK)、10(Cd10)、20 mg/kg(Cd20)镉胁迫处理，考察不同品系的生长指标、镉含量和富集指标，运用极差化法和主成分分析建立综合评价模型，通过计算各牧草在模型中的综合得分，筛选出最适宜实地修复的牧草，探究不同品种和不同品系牧草的镉修复能力差异，建立Cd污染土壤植物修复能力评价体系，发掘兼顾富集量和后处理的镉污染土壤植物修复资源。结果表明：(1)镉胁迫会不同程度降低牧草的株高和生物量，其中江苏苏丹草在Cd10和Cd20中的耐胁迫能力均较强；(2)在Cd10和Cd20处理下，一年生和多年生黑麦草均具有较高的地上部和地下部Cd含量，高丹草的3个品系在Cd含量和Cd积累量两方面存在较大差异；(3)在Cd10和Cd20处理下，高丹草和黑麦草的富集指标表现优异，且富集指标在高丹草品系间存在较大差异；(4)2个镉质量分数处理下综合评价得分最高的均是一年生黑麦草，其次为高丹草。研究表明，参试牧草对镉胁迫均有较强的耐受性，但耐受能力和富集能力在品系间存在明显差异，并以高丹草品系间差异最大；一年生黑麦草能耐受20 mg/kg以下镉胁迫，且生物量较小，对镉有较强的浓缩效应，可作为镉污染土壤实地修复的可靠材料；综合评价模型可作为镉污染修复植物资源筛选的可靠方法。     

镉胁迫下小麦根系分泌物的变化

通过水培和砂培两种方法 ,研究了镉胁迫下小麦 ( Triticum aestivm L.)根系分泌物变化。通过研究镉对小麦根系分泌氨基酸和糖 ,根系分泌其它一些次生代谢物质等的影响 ,以及根系分泌物对蔬菜种子萌发的影响 ,探讨镉胁迫下植物根系的生理生态效应。研究结果表明 :镉胁迫下 ,小麦根系分泌物无论在量上还是质上都有变化。镉胁迫下根系分泌的电解质、糖类、氨基酸以及其它一些次生代谢物质都有所变化 ,但变化情况有差异。电解质外渗率、糖类随 Cd2 + 浓度升高而增加 ,在低浓度 Cd2 + 作用下 ( 0 .5 mg/ L) ,随处理浓度的升高 ,氨基酸分泌量增加 ;当处理浓度高于相应浓度时 ,氨基酸分泌量随浓度升高而减少。随 Cd2 + 浓度升高 ,次生代谢物分泌种类减少。这说明小麦通过改变根分泌作用而缓解镉危害。由于根系分泌次生代谢物的活动比较复杂 ,因而根系的分泌作用有待于进一步研究。根系分泌物中可能含有某些物质抑制萝卜、白菜种子萌发 ,这是涉及到植物他感作用的问题 ,值得并有待于进一步研究。初步分析小麦根系在不同的环境中对镉胁迫的响应方式 ,为以后根分泌物的深入研究提供了一定的思路 ,也为镉污染区农作物的合理栽培提供新的参考资料。     

土壤中镉对丛枝菌根真菌Glomus mosseae生长的效应

采用分室培养法,在同一宿主植物生长的土壤中设含有0、5、25、50mg/kg4个不同浓度重金属镉的菌丝生长室(用30μm尼龙网与根系隔开)以期建立在宿主植物生长状况完全相同的条件下研究环境因素对AM真菌直接影响的新方法,并在此基础上探讨不同浓度的重金属镉对丛枝菌根真菌Glomus mosseae(BEG167)生长的直接影响。结果表明,与不施加镉的处理相比,土壤中施加低浓度镉(5mg/kg)刺激了G.mosseae的生长,其菌丝总长度最大;高浓度镉(大于25mg/kg)抑制了G.mosseae的生长,其菌丝总长度较小。AM真菌的代谢活性与土壤镉浓度的关系也表现出与菌丝生物量相同的规律。以上结果表明:G.mosseae在镉污染环境中有应激反应的特征,即:当G.mosseae受到轻微毒害时,为了适应其生存条件的改变而不断增加其代谢活性和生长量来降低镉的毒害。此外,本方法用于研究宿主植物生长状况相同的条件下,重金属毒害或其他环境因素对AM真菌生长代谢的直接影响是可行的。     

N、P、K肥对香根草修复土壤镉、锌污染效率的影响

通过盆栽试验研究在30 mg/kg镉(Cd)污染土壤条件下N[CO(NH2)2:100、200、300 mg/kg土]、P(P2O5:50、100、200 mg/kg土)和K(KCl:100、200、300 mg/kg土)处理对香根草修复土壤Cd和锌(Zn)污染效率的影响。结果表明:3种N处理能促进香根草地上部生长,而且显著提高地上部特别是叶的Cd和Zn含量,导致其修复效率成倍显著增加;200 mg/kg K处理显著提高Zn修复效率,但300 mg/kg K和50、200 mg/kg P处理却显著降低Cd、Zn修复效率。因此,为改善香根草对较贫瘠土壤中Cd、Zn污染的修复效率,应对香根草适施N肥,并控制或者不施P、K肥为佳。     

长期重金属胁迫对农田土壤微生物生物量、活性和种群的影响

调查了沈阳张士灌区长期污水灌溉造成的原位农田土壤重金属污染状况,从土壤微生物生物量、微生物活性和微生物种群数量的角度评价了长期重金属污染对农田土壤生态系统的影响.结果表明,张士灌区土壤存在严重的Cd污染,土壤Cd含量达1.75～3.89 mg·kg ^-1,部分区域还伴有Cu、Zn复合污染.在目前污染程度下,土壤微生物生物量碳(C_mic)、微生物商(qM)、土壤脱氢酶活性以及自生固氮菌数量随土壤重金属含量增加呈下降趋势,代谢商(qCO₂)随土壤重金属含量增加显著升高,而底物诱导呼吸强度(SIR)、纤维素酶活性以及细菌、放线菌和真菌数量无明显变化.相关性分析表明,土壤Cd含量变化是影响微生物参数变化的主要因素,在微生物参数中微生物商和代谢商对重金属污染最敏感.     

碱性肥料对稻田土壤和稻米镉含量的影响

以碱性复合肥为材料,在湖南郴州松柏村进行大田小区试验,研究了碱性复合肥及其与微生物菌剂配合施用对稻田土壤和稻米镉含量的影响.结果表明: 水稻分蘖期、灌浆期和收获期碱性肥料处理的土壤有效镉含量较常规肥料处理分别降低8.3%、6.7%和16.4%.收获期碱性肥料处理土壤有效镉含量较插秧前降低了7.2%,而常规肥料处理却增加了11.0%.配施微生物菌剂使土壤有效镉增加了1.2%～23.3%.与常规肥料处理相比,碱性肥料处理根系、茎鞘、叶片、籽粒、稻米镉含量显著降低,分别降低了54.9%、56.6%、41.8%、62.7%、67.6%.与微生物菌剂配施时,碱性肥料处理稻米镉含量却增加63.2%.表明施用碱性肥料可显著降低土壤中镉的有效性及水稻各器官和稻米镉含量,而碱性肥料与微生物菌剂配施则削弱了其对稻米镉含量的降低效果.     

Impact of Soil Heavy Metal Pollution on Food Safety in China

Food safety is a major concern for the Chinese public. This study collected 465 published papers on heavy metal pollution rates (the ratio of the samples exceeding the Grade II limits for Chinese soils, the Soil Environmental Quality Standard-1995) in farmland soil throughout China. The results showed that Cd had the highest pollution rate of 7.75%, followed by Hg, Cu, Ni and Zn, Pb and Cr had the lowest pollution rates at lower than 1%. The total pollution rate in Chinese farmland soil was 10.18%, mainly from Cd, Hg, Cu, and Ni. The human activities of mining and smelting, industry, irrigation by sewage, urban development, and fertilizer application released certain amounts of heavy metals into soil, which resulted in the farmland soil being polluted. Considering the spatial variations of grain production, about 13.86% of grain production was affected due to the heavy metal pollution in farmland soil. These results many provide valuable information for agricultural soil management and protection in China.     

桑-蚕系统中镉的吸收、累积与迁移

对桑－蚕系统中镉的吸收,累积与迁移行为研究结果表明：（１）桑树对土壤镉污染有一定的耐性,桑树镉累积量和相对累积率与土壤镉浓度的关系可分别用回归方程Ｔａ＝ａ＋ｂｌｏｇ（Ｓｃ）和ｌｏｇ（Ｒａ）＝ａ＋ｂｌｏｇ（Ｓｃ）描述。（２）随着土壤镉浓度的增加,镉在桑树根部的分布率明显增加,地上部分的分布率有所降低,运转到叶片的比率明显降低。（３）蚕体,蚕砂和蚕茧的镉含量,镉累积量,随着桑叶镉含量的增加而增加。     

铜川煤矿区重金属污染对土壤微生物群落代谢和酶活性的影响

研究了陕西省铜川煤矿矿区的重金属污染状况以及不同程度的重金属污染对土壤微生物代谢、微生物群落功能以及土壤酶活性的影响.结果表明： 铜川矿区土壤中重金属Cu、Zn、Cd、Pb全量及有效量均显著高于非矿区土壤,其中Cd污染最为严重.采用Biolog方法结合主成分分析和聚类分析发现,随着污染程度的增加,不同土壤微生物群落间的代谢特征发生显著变化,而且这种变化主要体现在糖类和氨基酸类碳源的利用差异.在轻度、中度污染情况下,土壤微生物群落对碳源的利用表现出激活效应;而在重度污染的情况下,土壤微生物群落对碳源的利用表现出抑制效应.随着污染程度的增加,脲酶、蛋白酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶的活性均呈现降低的趋势,矿区土壤脲酶、蛋白酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性分别是非矿区土壤中相应酶活性的50.5%～65.1%、19.1%～57.1%、87.2%～97.5%、77.3%～86.0%;蔗糖酶和纤维素酶在中等污染程度以下的土壤中表现为激活效应,而在重度污染的土壤中表现为抑制效应.     

冀西北高原植被生产力与退耕对策

依据冀西北高原的气候与土壤条件,进行了区域内不同类型农田农林草现实生产力状况的比较研究．结果表明,就不同植被而言,不论是草甸栗钙土还是砂质栗钙土,农田和草地与林地相比具有明显的生物产量优势,而农田和人工草地之间的生物产量差异相对较小．就不同农田类型而言,草甸栗钙土植被生产力明显高于砂质栗钙土．在明确不同植被现实生产力间差异的基础上,提出了要首先实施砂质栗钙土农田的退耕,退耕地只能还草,不能还林,退耕后必须进行植被生产结构的战略性调整等兼顾保护生态环境与发展农村经济的退耕对策．