根际环境中铅的形态转化

用根际箱试验研究了红壤植麦和植稻后根际中Pb的形态转化,讨论了与Cd复合处理对Pb形态的影响.结果表明,Pb在红壤根际、非根际的主要形态为酸解态+碳酸盐态、交换态和铁锰氧化物结合态.交换态Pb都是根际>非根际;不同Pb处理浓度和PbCd交互作用都对Pb的形态分布产生影响,小麦根际随加入Cd浓度增大,根际交换态Pb和铁锰氧化物结合态Pb下降;水稻根际交换态Pb与Cd复合处理浓度密切相关,5mgCd·kg^-1复合处理,根际交换态Pb的活化较单元素弱,10mgCd·kg^-1复合处理,根际交换态Pb的活化较单元素要强.     

绿洲土Cd、Pb、Zn、Ni复合污染下重金属的形态特征和生物有效性

通过模拟基于干旱区绿洲土壤Cd-Pb-Zn-Ni复合污染下的油菜盆栽试验,采用Tessier五步连续浸提法探究了重金属复合污染对油菜生长的影响及其各形态的转化归趋和生物有效性.结果显示,随着Cd-Pb-Zn-Ni复合胁迫水平的升高,油菜的干重先增加后减小,根系的生长由促进作用转变为抑制作用;对照土壤中4种重金属元素均以残渣态为主要赋存形态,可交换态的含量均很小;随着外源重金属的添加,油菜种植土壤中4种重金属元素的各形态含量随之增加,Cd、Pb、Zn的可交换态和Ni的碳酸盐结合态对外界胁迫响应强度最大,Cd、Pb、Zn、Ni的活性增加,且Cd、Pb的主要赋存形态迅速转变为碳酸盐结合态和铁锰氧化态,Zn的主要赋存形态由残渣态和碳酸盐结合态过渡到碳酸盐结合态和铁锰氧化态,Ni的主要赋存形态为碳酸盐结合态;Cd、Zn在茎叶中的含量大于根系,Pb、Ni反之,油菜能将Cd、Zn更多的运输至茎叶,Pb、Ni则主要积累在根系;油菜茎叶吸收Cd和油菜各部位吸收Zn的主要贡献形态为可交换态,根吸收Cd的主要贡献形态由可交换态转变为有机结合态,根吸收Pb和油菜各部位吸收Ni的主要贡献形态为碳酸盐结合态.     

镉与豆磺隆复合胁迫下小麦根－土界面镉形态的变化

通过根际箱试验,研究了Cd与豆磺隆复合胁迫下小麦根 土界面Cd形态变化的空间和时间效应.在空间上将根－土界面(0～5 mm)细化到1 mm,在时间上将取样时间分为14、21、28、35和42 d,并将小麦体吸收的Cd与根 土界面各形态Cd作相关分析,从而得出影响小麦体生长的Cd形态.结果表明,在小麦不同的生长时间内,可交换态Cd表现出的空间效应明显不同.在小麦生长的第14天,根－土界面可交换态Cd大体上由根中心区(6.186 mg·kg^-1)向根外区(6.482 mg·kg^-1)逐渐增加;从小麦生长第21天到42天,根-土界面可交换态Cd呈现出由根中心区到某一层升高,之后又由该层到土体下降的趋势.根-土界面各层碳酸盐和铁锰结合态Cd向可交换态Cd转化的趋势由根中心区向根外区逐渐减弱,而向残留态Cd转化的趋势逐渐加强,有机结合态Cd浓度变化在近根区较大.碳酸盐结合态Cd、铁锰结合态Cd、有机结合态Cd浓度随时间而逐渐下降;残留态Cd浓度则表现出明显的上升趋势.相关分析表明,近根层的可交换态Cd和有机结合态Cd是小麦能直接利用的两种Cd形态.豆磺隆对可交换态Cd含量变化以及碳酸盐和铁锰结合态Cd的转化有明显影响.     

Cd、Pb投加浓度对其在黑土中化学形态分布及油菜生长和吸收Cd、Pb的影响

采用室内模拟实验和连续形态分级方法研究了Cd、Pb投加浓度对其在黑土中化学形态分布及油菜生长和吸收Cd、Pb量的影响.结果表明:随Cd、Pb投加量的增加,土壤中Cd交换态含量增幅较大,Pb碳酸盐结合态、Fe-Mn氧化物结合态含量增幅较大;外源Cd在土壤中的存在形态以交换态和残留态为主,Pb的交换态比例相对较低,其存在形态主要为残留态;土壤Cd、Pb投加浓度较低时,促进了油菜的生长,投加浓度较高时,对油菜生长的抑制作用较为明显;地下部分Cd、Pb含量远高于地上部分,与Cd相比,Pb向地上部的迁移率相对较小;土壤中Cd、Pb各形态含量与油菜地下、地上部分吸收的Cd、Pb量均呈显著正相关,与干质量呈负相关;交换态Cd、Pb对油菜干质量影响最大,碳酸盐结合态对油菜吸收Cd、Pb的贡献最大.     

稻麦轮作下水稻土重金属形态特征及其生物有效性

在成都平原稻麦轮作下86个土样中重金属全量和各形态含量分析的基础上,采集分析相应点位上种植的主要粮食作物小麦和水稻籽粒的重金属含量,通过描述性统计分析、相关性分析及线性回归方程的模拟,研究了土壤中重金属的形态分布特征及其生物有效性。统计分析结果表明：土壤中Cr、Cu、Pb、Zn各形态含量的分配顺序为：残渣态〉有机物结合态〉铁锰氧化物结合态〉碳酸盐结合态〉可交换态,而Cd各形态含量的分配顺序为：铁锰氧化物结合态〉残渣态〉碳酸盐结合态〉有机物结合态〉可交换态。若以活性态（非残渣态含量）而论,Cd的活性最高,Cr的活性最低。除Cr外,各元素全量与各活性形态之间的关系较为密切。土壤中全Cd含量与4种活性形态Cd含量间的相关性均达极显著水平;Cu、Zn全量分别与其铁锰氧化物和有机物结合态含量,Pb全量分别与其可交换态和铁锰氧化物含量间的相关系数达显著或极显著水平。用卫生部颁布的食品中重金属限量卫生标准评价稻麦籽粒重金属累积情况,其结果表明,小麦籽粒（旱作）中的Cd、Cr、Cu、Pb分别超标14.71%、8.70%、6.50%和17.40%,而水稻籽粒（水作）仅有Pb和Cd含量超标10.90%和8.70%。不同形态重金属对水稻和小麦籽粒中重金属累积的影响效应不同，从多元线性回归方程的回归系数来看：稻一麦籽粒中Cd含量受到土壤中各活性形态Cd含量的影响。除铁锰氧化态Cd和有机物结合态Cd含量分别对小麦和水稻籽粒中Cd的累积表现出负效应外，其余均为正效应。可交换态Cu含量对稻-麦籽粒Cu累积的效应最大，其次受碳酸盐结合态Cu含量的影响。稻一麦籽粒Pb含量的累积受土壤各活性态Pb含量影响效应的差异不甚明显。稻-麦籽粒Zn含量与土壤各活性态Zn含量间无显著线性关系。     

中国部分省份农村室内灰尘铅污染特征

采集了中国8个省份122件农村室内灰尘样品,对其中铅的含量、赋存形态及生物可给性进行了研究.结果表明,8个省份农村室内灰尘铅平均含量为207.5 mg·kg-1,湖南(平均537.8 mg·kg-1)和云南(280.1 mg·kg-1)铅含量较高,陕西(96.0 mg·kg-1)和福建(80.1 mg·kg-1)相对较低.连续形态提取结果表明,农村室内灰尘铅主要以铁锰氧化物结合态形式存在(36.8%),其次为残渣态(17.7%)和碳酸盐结合态(16.7%),可交换态(14.3%)和有机质结合态(14.4%)铅所占总量比例相对较少.通过体外模拟实验提取的生物可给态铅占总铅的比例平均为52.8%,相关分析显示,生物可给态铅含量与铁锰氧化物结合态铅含量高度相关,表明铁锰氧化物结合态铅对生物可给态铅具有重要贡献.     

铜尾矿库区狗牙根根际土壤铜的形态变化

通过野外调查和室内分析,对安徽省铜陵市铜尾矿库区狗牙根根际土壤Cu的形态进行了研究．结果表明,尾矿库区狗牙根根际与非根际土壤Cu大部分为矿物态Cu,交换态Cu含量偏低．与非根际土壤相比,狗牙根根际土壤pH值下降,有机质含量显著增加．随着狗牙根的生长,根际土壤有机结合态Cu和交换态Cu含量显著增加,其占土壤总Cu量的比例分别增加7．89％和超过5％,碳酸盐结合态Cu和铁锰氧化物结合态Cu含量则有所下降．狗牙根生长促进了根际土壤Cu形态的转化,提高了Cu在土壤中的迁移能力,加之狗牙根的吸收作用,其根际土壤Cu含量显著降低．     

有机物料对滨海盐渍土重金属根际效应的影响Ⅰ.土壤内源Zn形态分布

研究了排水条件下施用腐熟有机物料、种稻改良滨海盐渍土内源Ｚｎ形态分布．结果表明,单淹水使土中各形态Ｚｎ一定程度上向生物有效性较低的Ｚｎ形态转化,有效态Ｚｎ降低．土壤盐分量不同,明显影响无定形氧化铁结合态、紧结有机态以及硅酸盐矿物态Ｚｎ变化．种稻不施有机物料,根际交换态和硅酸盐矿物态Ｚｎ亏缺;碳酸盐结合态、氧化锰结合态和无定形氧化铁结合态Ｚｎ富集．根际Ｚｎ形态转化强度大于非根际,其有效态Ｚｎ量接近临界值并高于非根际．有机物料利于根际内外土壤中硅酸盐矿物态Ｚｎ的转化,低盐土壤根际更强烈．随有机物料用量增加,促使根际硅酸盐矿物态、碳酸盐结合态及氧化锰结合态Ｚｎ向交换态、紧结有机态和无定形氧化铁结合态Ｚｎ转化,低盐土壤较明显．     

有机物料对滨海盐渍土重金属根际效应的影响 Ⅰ.土壤内源Zn形态分布

研究了排水条件下施用腐熟有机物料、种稻改良滨海盐渍土内源Zn形态分布。结果表明,单淹水使土中各形态Zn一定程度上向生物有效性较低的Zn形态转化,有效态Zn降低。土壤盐分量不同,明显影响无定形氧化铁结合态、紧结有机态以及硅酸盐矿物态Zn变化。种稻不施有机物料,根际交换态和硅酸盐矿物态Zn亏缺;碳酸盐结合态、氧化锰结合态和无定形氧化铁结合态Zn富集。根际Zn形态转化强度大于非根际,其有效态Zn量接近临界值并高于非根际。有机物料利于根际内外土壤中硅酸盐矿物态Zn的转化,低盐土壤根际更强烈。随有机物料用量增加,促使根际硅酸盐矿物态、碳酸盐结合态及氧化锰结合态Zn向交换态、紧结有机态和无定形氧化铁结合态Zn转化,低盐土壤较明显。     

河北主要土壤中Cd、Pb形态与油菜有效性的关系

当今土壤重金属污染日趋严重而表征土壤污染程度 的指标不够完善、相关性亦较差。为此,采用网室盆栽试验,研究了河北平原主要土壤类型潮土和潮褐土上Cd、Pb的化学形态特征及其与油菜植株干物重、油菜吸收重金属含量的关系。结果表明Cd对油菜的毒害作用大于Pb。总量及各形态Cd、Pb含量与油菜可食部分干物重呈负相关,对油菜干物重影响最大的是交换态Cd、Pb。而对油菜吸收Cd、Pb贡献最大的形态是碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态。深入研究重金属形成与植物有效性间的关系,可为进一步揭示重金属的生物有效性,为更准确评价土壤重金属污染程度提供理论依据,具有重要的理论意义和实际应用价值。     

毛竹根际与非根际土壤重金属、理化性质及酶活性特征

于2014年2月至2015年1月在浙江省衢州市铅锌矿附近毛竹林地采集土样,对土壤重金属含量、pH以及土壤酶活性等的动态变化特征进行了研究。结果表明:根际土与非根际土的p H在1a中变化均不明显,且变化范围都处在4.50—4.85之间;非根际土的土壤含水率大于根际土,两者的变化幅度较大,最低值均出现在6月和10月;根际土中Zn和Cd的有效态含量远高于非根际土,而Pb的有效态含量则表现出非根际土大于根际土的特点;过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶和脱氢酶在根际土中的活性明显高于非根际土;从土壤重金属有效态与土壤酶活性相关性来看,根际土中,除有效态Pb与过氧化氢酶呈显著负相关外,其余重金属元素有效态与土壤酶活性相关性均没有显著相关性,而在非根际土壤中,有效态Cd与过氧化氢酶呈极显著负相关,与脲酶呈显著负相关,Zn和Cd则与土壤酶活性之间没有显著相关性。综合研究结果表明,毛竹根际土壤质量总体上明显优于非根际土,这为毛竹今后作为植物修复的材料提供了一定的理论依据。     

玉米幼苗根际土壤微生物活性对芘污染的响应

用根际袋法土培试验研究了玉米幼苗根际与非根际土壤微生物量碳、微生物熵、代谢熵和土壤酶活性对不同芘污染水平(50、200、800mg·kg-1,记为T1、T2、T3)的响应差异。结果表明,较低浓度芘可适当的刺激玉米幼苗的生长,而较高浓度芘则抑制幼苗生长,其抑制作用随芘处理浓度的提高而增强;芘对玉米根系的影响要大于对茎叶的影响。玉米幼苗能够明显促进土壤中芘的去除。根际和非根际土壤中芘的去除率分别为56.67%-76.18%和32.64%-70.44%,根际土壤中芘的平均去除率比非根际土壤高16.06%。同处理中根际土壤芘含量显著低于非根际土壤,随着芘处理浓度的提高其差异更加显著。根际土壤微生物量碳、微生物熵、多酚氧化酶活性、脱氢酶活性和磷酸酶活性均高于非根际土壤,代谢熵低于非根际土壤,且其差异随芘处理浓度的提高而增大。在不同芘污染水平下,微生物量碳、微生物熵和脱氢酶活性根际和非根际土壤为T1T2T3,代谢熵为T3T2T1;多酚氧化酶活性根际土壤为T2T1T3,非根际土壤为T1T2T3;磷酸酶活性根际土壤为T3T1T2,非根际土壤为T1T2T3。土壤中残余芘含量与土壤微生物量碳、微生物熵、多酚氧化酶、脱氢酶和磷酸酶活性呈显著负相关,与代谢熵呈显著正相关。     

Contents of pollutant and nutrient elements in rice and wheat grown on the neighboring fields

Because of recent agricultural policy to suppress rice production, a rather rare situation occurred in one prefecture in Japan that rice and winter wheat were grown in fields neighboring each other, rice being grown from May to October, and wheat from November to June of the next year. Grains of such rice and wheat were analyzed for cadmium (Cd) and lead (Pb) by atomic absorption spectrometry, and eight nutrient minerals by inductively coupled plasma emission spectrometry. Concentrations of nutrient minerals were higher in wheat grains than in unpolished rice grains (without husk), and similar trends were observed also for Cd and Pb. Flour obtained by milling of the wheat grains had significantly less Cd and nutrient minerals than the mother grains, and such reduction was also observed by treatment of unpolished rice to polished grain. Pb concentration was also reduced by the polishing of rice. Pb in wheat flour appeared to be higher than that in whole grain. Comparisons between the final edible forms of the two cereals showed that K and cu were higher in polished rice than in wheat flour and that such may also be the case for Cd, whereas the reverse was the case for Ca and Fe, and possibly for Pb.     

施硒对水稻土壤硒有效性的影响

硒在华南稻区酸性土壤中极易被固定使其有效性较低.本研究旨在通过盆栽试验,探明施用硒肥对水稻根际和非根际土壤硒有效性的影响.结果表明: 施硒能提高水稻产量,增加籽粒硒含量;水稻根际土壤中水溶态硒、交换态硒、铁锰氧化物结合态硒、有机物-硫化物结合态硒和残渣态硒含量均低于非根际土壤.各施硒处理之间,根际和非根际土壤中硒的迁移系数没有显著差异;施硒对根和叶片之间硒的迁移系数也没有显著影响,但是施硒提高了叶片和籽粒之间硒的迁移系数.施用0.5 mg·kg^-1硒增加了水稻根系有机酸的分泌,而施用1.0、5.0 mg·kg^-1硒则降低了有机酸的分泌.根系有机酸的分泌对根际土壤pH值影响不大,根际土壤pH值反而高于非根际土壤,但施硒显著降低了根际土壤pH值.随着施硒水平的提高,根际土壤黏土矿物(高岭石)的红外吸收光谱不断增强.施入土壤中的硒多转化为水稻难以吸收利用的形态,且不易向根际移动.根系分泌的有机酸也并不是通过影响土壤pH值来提高土壤硒的有效性.     

粤东铅锌尾矿三种优势植物对重金属的吸收和富集特性研究

为探讨铅锌矿废弃地优势植物在重金属污染土壤植物修复中的应用潜力,利用野外采样分析法,从粤东梅县丙村铅锌尾矿区采集其三种优势植物类芦、黄荆、盐肤木的根、茎、叶和土壤样品,测定和分析Pb、Zn、Cu、Cd四种重金属含量.结果表明:该矿区土壤污染严重,Pb、Zn、Cd含量远超土壤环境质量的三级标准,Cu超出二级标准;根际土壤和非根际土壤重金属含量均为Pb＞Zn＞Cu＞Cd,但根际土壤的重金属含量显著低于非根际土壤;这三种植物对Pb、Zn、Cu的转移系数大于1.0,对Cu的富集系数最高,Pb最小,但对四种重金属的富集系数均小于1.0,均未达到超富集植物临界含量标准.三种植物为该矿区的优势植物,说明它们对土壤的重金属污染有很强的耐性,虽然并非典型的超富集植物,但对污染土壤仍有较好的修复效果.     

The rhizosphere microflora of wheat grown under controlled conditions II. Influence of the stage of growth of the plant,soil fertility and leaf treatment with urea on the rhizosphere soil microflora

Summary The rhizosphere effect of seminal roots of seedlings and of nodal roots of tillering plants of spring wheat ‘Kaspar’ was investigated under controlled conditions. The total number of micro-organisms recorded in the rhizosphere soil were significantly higher than for the non-rooted soil when investigated with the soil dilution plate method, but lower when fluorescence microscopy was used. Additions of inorganic fertilizer (NPK) decreased their numbers especially in rhizosphere soil of seminal roots and in non-rhizosphere soil, but did not change the ratio between bacteria and actinomycetes (B/A). In the rhizosphere soil the B/A ratio was higher than in the non-rhizosphere soil. An effect of urea leaf treatment was found with the dilution-plate method only in the rhizosphere soil of nodal roots, 3 to 7 days after the first treatment. Increased numbers of actinomycetes were found in this period in NPK fertilized soil, whereas increased numbers of bacteria were found at both fertility levels.     

套作棉根际与非根际土壤酶活性和养分的变化

在棉麦两熟双高产条件下研究了棉花根际与非根际土壤酶活性和养分含量的变化.结果表明,套作棉土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶及过氧化氢酶活性随生育进程的变化趋势与单作棉表现一致,但整个生育期套作棉根际与非根际土壤各种酶活性均明显高于单作棉.套作棉根际与非根际土壤养分含量在麦棉共生期低于单作棉或差异较小,而在麦收后则显著高于单作棉.套作棉土壤养分含量随生育进程的变化趋势与单作棉大体相同,但一些养分的吸收高峰晚于单作棉.无论套作棉还是单作棉,根际土壤酶活性和养分含量高于非根际.土壤各养分含量与土壤脲酶、蔗糖酶和蛋白酶活性呈显著(P=0.0,n=32)或极显著(P=0.01,n=32)相关,与土壤过氧化氢酶活性相关不显著.     

脲酶抑制剂/硝化抑制剂对植稻土壤中尿素N行为的影响

采用自制根盒试验,主要研究了脲酶抑制剂氢醌（HQ）,硝化抑制剂双氰胺（DCD）及二者组合对离水稻根际不同距离处NH4^--N和NO3^-N分布的影响,结果表明,DCD及其与HQ组合均能显著促进稻株地上部分生长,始终显著降低水稻根际与近根际土中NH4^ -N含量直至施肥后60d,施肥后20d时,DCD及其与HQ组合可使非根际土中NH4^ -N含量显著增加,随后,却出现相反现象,施肥后20d时,距根际不同距离的土壤中,配施DCD或DCD＋HQ处理均能显著降低NO3^-N含量,随后,近根际和非根际仍保持上述现象直至施肥后40d;同未施DCD处理相比,根际土壤却较早出现NO3^--N含量高峰,正好与水稻N营养需求时期相一致,因此,DCD及其与HQ组合可减少水稻根际环境下尿素N损失潜势,通过不种稻土壤和距根际3cm处的土壤中尿素无机氮形态分布的差异,充分显示了研究水稻根际土壤氮素转化及相关抑制剂对其影响时,以取离根际3cm外的土壤作为非根际明显优于不种稻土壤。     

不同镉水平下小麦对镉及矿质养分吸收和积累的品种间差异

土壤Cd污染不仅影响作物的生长发育和产量形成,也对食物安全产生了潜在威胁,本试验以苗期生长特性有明显差异的2个小麦品种为供试材料,设置0、0．03、0．1、0．3和1．0mg.kg^-1Cd等5种处理水平,研究不同Cd水平下两品种的生长和Cd及矿质养分吸收,结果表明,低浓度Cd（0.03mg.kg^-1)对两品种的生长和干物质积累有明显的促进作用,而高浓度Cd（＞0.3mg.kg^-1)则显著抑制生长,且受抑制程度与品种有关,甘谷534的耐性相对较强;地上部和根系的Cd含量,Cd处理水平与品种之间存在着显著的互作,低Cd水平下（＜0.1mg.kg^-1),甘谷534的Cd含量较高,而高Cd水平下,则以鄂81513的Cd含量较高;Cd处理显著影响矿质养分的吸收,鄂81513在0.1mg.kg^-1Cd水平下5种大量元素含量明显低于对照,而甘谷534变化相对较小,这与两品种生长和分蘖对Cd处理的反应表现一致。     

Assessment of heavy metal contamination of rice grains (Oryza sativa) and soil from Ada field,Enugu, Nigeria: Estimating the human healtrisk

The concentrations of heavy metals in rice grains and soils from Ada cultivated fields were investigated. Rice and soil samples were digested and the heavy metal concentrations determined using atomic absorption spectrophotometer. The results showed the following concentrations of metals (mg/kg): soil—Pb (4.64 ± 2.18), Cd (0.83 ± 0.83), Zn (20.26 ± 18.60), Mn (68.90 ± 19.91), Ni (3.46 ± 2.42), and Cr (21.41 ± 14.6); rice—Pb (3.99 ± 1.43), Cd (1.10 ± 0.53), Zn (65.37 ± 58.09), Mn (37.81 ± 5.82), Ni (3.12 ± 1.49), and Cr (10.87 ± 6.47). The Canadian, Nigerian and Chinese maximum allowable concentration for cadmium in soil were exceeded by 15%, 30%, and 85% of the soil samples, respectively. Heavy metals in all the rice samples evaluated were found to be above the World Health Organization (WHO) maximum permissible limit for lead, cadmium, and chromium. Strong positive and significant correlations were observed between some metal pairs in soil and rice indicating the similarity in origin. The estimated daily intakes of Pb and Cd from rice grown on the fields were higher than the safety levels established by WHO and the Joint FAO/WHO Expert Committee Food Additive, respectively. Hazard quotients and total hazard index for Pb and Cd were greater than 1. This indicates that consumption of rice from these fields will likely induce adverse health effects arising largely from Pb and Cd exposure.