有机酸对Pb、Cd的土壤化学行为和植株效应的影响

有机酸对Pb、Cd的络合作用将其对土壤吸附Pb、Cd的影响和植株效应差异的研究表明,柠檬酸、草酸与Pb、Cd络合能力的大小与重金属本身的性质有关,络合作用影响土壤对Pb、Cd的吸附量,柠檬酸降低土壤对Pb、Cd的吸附,草酸则增加土壤对Pb、Cd的吸附.水培试验表明,柠檬酸可减轻Pb对小麦、水稻幼苗的毒害.柠檬酸对Cd的植株外观毒性效应影响不显著,但能促使植株茎叶、根中Cd含量下降.Pb和Cd复合处理条件下,Cd存在促使水稻植株对Pb吸收量增加,Pb存在抑制水稻植株对Cd的吸收.     

植被恢复对退化红壤表层土壤颗粒中有机碳和Pd、Cd分布的影响

采用原状土壤水稳性团聚体分离方法提取不同粒径的土壤颗粒,测定其有机碳及重金属元素Pb、Cd的含量,研究了退化红壤在植被恢复下表层（0-10cm和10－20cm)土壤颗粒中有机碳与重金属分而及其关系。这些土壤颗粒中有机碳和重金属元素Pb、Cd的含量范围分别于7.5-15g/kg,11-20mg/kg和20-70μg/kg,,且粒组间有显著差异。尽管所测组分的含量以＜0.002mm粒事最高,但2－0.25mm的粒组占其总量的50％左右,其次约20％存在于0.25-0.02mm粒组中,以土壤粒组中分量而言,有机碳和所测的重金属元素间有密切的依存关系。与荒地相比,植被恢复措施降低了各土层2－0.25mm粒组中Pb的含量和分量,但提高了0－10cm土层Cd的含量和分量。在所研究的几种处理中,玉米－包菜处理显著地促进了有机碳和重金属在各颗粒粒组中的均衡分布。因此,退化红壤植被恢复改变了土壤颗粒中有机碳和重金属的分布,因而可能影响着土壤环境中有机碳和重金属的形态及其活性。对于这些措施下土壤环境中有机碳和重金属的生物有效性机制尚需进一步研究。     

有机酸对菜地土壤磷素活化的影响

实验室模拟研究两种有机酸(柠檬酸、草酸)对菜地土壤磷素活化的影响。结果表明:有机酸对菜地土壤磷的活化效果较明显,且随有机酸浓度的增加,土壤磷活化效果越显著。两种有机酸的活化效果为草酸>柠檬酸。有机酸对磷的活化效果与土壤Olsen- P含量、有机质含量呈显著正相关关系。土壤中有效磷的释放随着有机酸浸提时间的延长而逐渐增加。     

黄土高原典型脆弱区生态安全多尺度评价

区域生态安全目前受到广泛重视,生态脆弱区的生态安全评价及驱动因子研究尤为重要.以黄土高原生态脆弱区为研究对象,从市域和县域两个尺度上,分析案例区的生态安全驱动指标,评价其生态安全状况.选择了榆林市和横山县两个行政单元,针对区域特征,构建了不同尺度上的生态安全指标体系,利用层次分析法,对不同尺度上生态安全的空间分异进行了研究.结果表明,榆林市12个县的生态安全水平存在一定程度的差异,基本上是东北低,西南高.横山县总体也是北部、东北部生态安全水平低,而西南部高生态安全水平在不同尺度上存在着差异.不同尺度上气候、地貌因子所占的权重不大,而人类干扰因子所占的权重较大.     

Cd对土壤动物群落结构的影响

Cd污染对土壤动物影响的模拟实验结果表明,土壤动物群落结构的变化与Cd处理浓度的大小密切相关．在高浓度(99．48mg     

苹果酸和草酸对两种植物吸收土壤中Cd、Zn 的影响

向受Cd、Zn 复合污染土壤中添加5.51、11.0、16.5 mmol·kg^–1(干土)苹果酸和草酸, 研究天然小分子有机酸对土壤Cd、Zn 的形态转化及小飞扬草(Euphorbia thymifolia L.)和三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)积累Cd、Zn 的影响。结果显示: 添加苹果酸、草酸处理, 土壤中酸提取态Cd、Zn 含量比对照分别增加0.13%-1.30%、4.25%-13.4%, 有机酸对土壤中Cd 和Zn 有一定的活化作用。苹果酸和草酸促进小飞扬草和三叶鬼针草对目标重金属的积累、强化效果: 苹果酸≈草酸。添加11.0 mmol·kg^–1 苹果酸处理使小飞扬草对Cd+Zn 的总积累量达63.9 mg·kg^–1, 添加11.0 mmol·kg^–1 草酸处理使三叶鬼针草对Cd+Zn 的总积累量达128mg·kg^–1。有机酸促进三叶鬼针草向地上部转运Cd 和Zn, 促进小飞扬草向地上部转运Cd, 仅添加11.0 mmol·kg^–1 苹果酸、草酸和添加16.5 mmol·kg^–1 草酸处理促进小飞扬草向地上部转运Zn。有机酸处理下, 小飞扬草和三叶鬼针草地上部Cd 含量与地上部Zn 含量显著正相关, 相关系数分别为0.533 和0.813。添加一定浓度的有机酸可以活化土壤重金属, 促进植物地上部对Cd、Zn 的富集, 提高植物对重金属的积累, 加快重金属污染土壤的修复。     

重金属Cd、Zn、Cu、Pb对土壤微生物和酶活性的影响

采用室内培养实验(25℃),研究了不同培养时间下重金属Cd、Zn、Cu、Pb(浓度分别为50,800,400,800mg.kg-1)污染对土壤微生物和酶活性的影响。结果表明,土壤蔗糖酶、过氧化氢酶和脱氢酶活性随着培养时间的增加而显著下降,在培养20d的时候达到最小值,然后酶活性缓慢升高。Cu对脲酶活性以及Cd对酸性磷酸酶和脲酶活性的抑制作用随时间增加而增加。土壤微生物生物量碳、细菌、真菌和放线菌数量随培养时间的增加均表现出先降低后升高的变化趋势。Cd和Cu对微生物生物量氮的抑制作用则随着培养时间的增加而增强,在培养30d时微生物生物量氮到达最低值,分别较培养10天减少了12.6%和16.5%。     

植被恢复对退化红壤表层土壤颗粒中有机碳和Pb、Cd分布的影响

采用原状土壤水稳性团聚体分离方法提取不同粒径的土壤颗粒,测定其有机碳及重金属元素Pb、Cd的含量,研究了退化红壤在植被恢复下表层(0～10cm和10～20cm)土壤颗粒中有机碳与重金属分布及其关系.这些土壤颗粒中有机碳和重金属元素Pb、Cd的含量范围分别介于7.5～15g/kg,11～20mg/kg和20～70μg/kg,且粒组间有显著差异.尽管所测组分的含量以＜0.002mm粒组中最高,但2～0.25mm的粒组占其总量的50%左右,其次约20%存在于0.25～0.02mm粒组中.以土壤粒组中分量而言,有机碳和所测的重金属元素间有密切的依存关系.与荒地相比,植被恢复措施降低了各土层2～0.25mm粒组中Pb的含量和分量,但提高了0～10cm土层Cd的含量和分量.在所研究的几种处理中,玉米-包菜处理显著地促进了有机碳和重金属在各颗粒粒组中的均衡分布.因此,退化红壤植被恢复措施改变了上壤颗粒中有机碳和重金属的分布,因而可能影响着土壤环境中有机碳和重金属的形态及其活性.对于这些措施下土壤环境中有机碳和重金属的生物有效性机制尚需进一步研究.     

土壤Cd胁迫对三七生长和根系DNA损伤及抗氧化酶活性的影响

采用盆栽实验法,研究了土壤中添加0.0(对照)、0.1、0.3、0.6、1.0、3.0、6.0、10.0和30.0 mg·kg-1Cd对三七〔Panax notoginseng(Burk.)F.H.Chen〕生长和抗氧化酶活性的影响,并采用彗星实验对Cd胁迫条件下三七根尖细胞的DNA损伤进行了分析。结果显示:随土壤Cd添加量增加,三七的成活率、株高、单株复叶数和单株叶面积以及单株根、茎和叶片的干质量及鲜质量总体上呈先升高后降低的趋势;其中,各处理组三七植株的成活率和单株复叶数均高于对照,而株高和单株叶面积则在Cd添加量较低的条件下高于对照、在Cd添加量较高的条件下低于对照;单株根、茎和叶的鲜质量及干质量在Cd添加量30 mg·kg-1条件下均小于对照但差异不显著。随Cd添加量的提高,三七根系中SOD和CAT活性呈先上升后下降、再上升再下降的变化趋势,而POD活性总体上逐渐升高;其中,Cd添加量0.6、1.0、3.0和30.0 mg·kg-1处理组的SOD活性极显著或显著低于对照,而各处理组的POD和CAT活性总体上均高于对照且在Cd添加量1.0~30.0 mg·kg-1条件下与对照有极显著差异。彗星实验结果表明:各处理组三七根尖细胞的彗尾长、尾部DNA相对含量和Olive尾矩均有差异,其中,在Cd添加量较高的条件下各指标均高于对照但差异均不显著。研究结果显示:在较低水平的土壤Cd胁迫条件下,三七的生长、抗氧化酶活性和根系DNA均没有受到明显伤害,而较高水平的Cd胁迫则对其生长和抗氧化酶活性有抑制作用,且根尖细胞DNA损伤也较严重。     

漓江流域海拔、土壤及植被对土壤养分和酶化学计量比的影响

漓江流域海拔、土壤类型和植被类型多样。为研究其土壤养分和土壤酶活性特征,该研究以漓江流域石灰性土壤及酸性土壤的典型植被类型(自然林、毛竹林、马尾松林、果园、水稻田)的表层土壤(0～20 cm)为研究对象,测定土壤养分含量及碳氮转化相关胞外酶(淀粉酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶、过氧化氢酶)活性及化学计量比特征。结果表明:(1)高海拔土壤的全氮(TN)、全磷(TP)、有效磷(AP)含量和淀粉酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶活性相对较高,而过氧化氢酶活性则正好呈现相反的趋势。(2)相对于酸性土壤,石灰性土壤有较高的TP和AP含量。在酸性土壤中,植被类型对氮磷养分影响较大,总体上人工植被使得土壤氮素降低而使磷素增加; 而石灰性土壤养分在不同植被类型间差异相对较小。(3)相比自然林,人工植被的土壤氮转化酶活性极大降低,而土壤碳转化酶活性受人为影响程度相对较小,土壤氮磷酶活性化学计量比显示自然林呈现氮限制而人工林呈现碳限制。(4)典范对应分析(CCA)显示土壤理化性质在第Ⅰ轴和第Ⅱ轴解释了86.56%的土壤酶活性变异,土壤理化性质解释贡献率排序为TN>pH>铵态氮(NH₄⁺)>AP>TP>硝态氮(NO₃^-),其中前3个因子是造成土壤酶活性差异的主要因子。综上结果表明,漓江流域的酸性土壤对人为干扰的生态敏感性较高,植被变化易导致养分失衡,应注重土壤养分管理,防止土壤有机质的损失,提高漓江流域景观资源可持续利用的价值。该研究为当地生态系统的科学保育和开发提供了理论依据。     

Cd、Pb复合处理下2种离子在植物体内的分布及其对植物生理指标的影响

以黄反、小麦为试验材料,以Cd、Pb复合浓度进行处理,研究了在不同处理水平下Cd、Pb在2种植物体内的分布,以及2种植物的叶绿素、脯氨酸含量、乙烯释放量的变化。结果表明,Cd、Pb主要累积于植物根部,不同复合浓度处理后,植物叶片中叶绿素含量下降,脯氨酸含量增高,乙烯释放量增加,并存在峰点。不同的植物及不同的浓度组合有着不同的影响,环境中Cd、Pb对植物的影响存在着相互作用。     

大羽藓(Thuidium cymbifolium)对Pb、Cd污染的指示与累积作用研究

在不同浓度的Pb、Cd 溶液中培养15 d 后, 随着培养浓度的增加, 大羽藓表现出不同程度的伤害症状, 主要是植株体失绿, 到高浓度时开始死亡。测定藓体内的Pb、Cd 含量, 结果表明:大羽藓对Pb、Cd 有较强的吸收累积能力, 特别是对Pb 的累积。Pb、Cd 的累积量随着培养浓度的增大而增加。对复合污染的研究显示出:复合污染中Pb、Cd 累积量远远大于单一污染, Pb、Cd 在大羽藓体内的累积表现为协同效应。     

黑麦草生长过程中有机酸对镉毒性的影响

研究了低分子量有机酸草酸、柠檬酸、乙酸及高分子量有机酸胡敏酸对黑麦草(Lolium Loinn)生长过程中Cd毒性的影响.结果表明,随着低分子量有机酸浓度增加,Cd毒性有所增强,致使黑麦草中的叶绿素含量降低及黑麦草的生物量降低,递降顺序是草酸＜乙酸＜柠檬酸.而施入胡敏酸后,Cd毒性逐渐减弱,黑麦草中的叶绿素含量及黑麦草生物量逐渐增加.对低分子量有机酸而言,无论迁移到黑麦草茎叶中,还是迁移到黑麦草根系中的Cd,随着施入的有机酸浓度增加,增加顺序为柠檬酸＞乙酸＞草酸.对胡敏酸而言,迁移到黑麦草茎叶和根系中的Cd,随着施入的胡敏酸浓度增加,Cd含量减少,说明其具有降低Cd毒性的作用.另外,根系中Cd含量明显高于茎叶中Cd含量,由此得知,黑麦草根系对Cd有较强的富集作用,并阻止Cd向茎叶中迁移.     

Heavy metal accumulation in iron plaque and growth of rice plants upon exposure to single and combined contamination by copper, cadmium and lead

A pot experiment was conducted to evaluate the bioaccumulation of heavy metals and growth response of rice plants after exposure to single and combined contamination by Cu, Cd and Pb. The results showed that the biomass production was not significantly affected by either single or combined treatment of Cu, Cd and Pb. Adding Cu (Cd, or Pb) separately all increased concentrations of the respective element in root and shoot (p < 0.001). In the combined contamination, Pb promoted both root and shoot absorption of Cu and Cd (p < 0.001), and Cu affected Cd and Pb absorption in the root, but Pb concentrations in both root and shoot were not affected by Cd application. The formation of iron plaques varied obviously with soil types. Heavy metal accumulation in iron plaques was induced by the three elements (p < 0.001). Furthermore, the three heavy metals exhibited an interactive relationship as measured by the Cu, Cd, Pb and Fe concentrations in root surface iron plaques. The iron plaques partially inhibited transfer of Pb to root and shoot, but no such effect was observed for Cu and Cd. This research indicates that the interaction among different heavy metal elements is very complex. It is very important to have a clear understanding on the associated mechanism and the consequential impact on plant growth.     

Heavy metal accumulation in iron plaque and growth of rice plants upon exposure to single and combined contamination by copper, cadmium and lead

A pot experiment was conducted to evaluate the bioaccumulation of heavy metals and growth response of rice plants after exposure to single and combined contamination by Cu, Cd and Pb. The results showed that the biomass production was not significantly affected by either single or combined treatment of Cu, Cd and Pb. Adding Cu (Cd, or Pb) separately all increased concentrations of the respective element in root and shoot (p < 0.001). In the combined contamination, Pb promoted both root and shoot absorption of Cu and Cd (p < 0.001), and Cu affected Cd and Pb absorption in the root, but Pb concentrations in both root and shoot were not affected by Cd application. The formation of iron plaques varied obviously with soil types. Heavy metal accumulation in iron plaques was induced by the three elements (p < 0.001). Furthermore, the three heavy metals exhibited an interactive relationship as measured by the Cu, Cd, Pb and Fe concentrations in root surface iron plaques. The iron plaques partially inhibited transfer of Pb to root and shoot, but no such effect was observed for Cu and Cd. This research indicates that the interaction among different heavy metal elements is very complex. It is very important to have a clear understanding on the associated mechanism and the consequential impact on plant growth.     

沸石对土壤养分生物有效性和土壤化学性质的影响研究

在花岗岩发育的赤红壤上进行的天然沸石混施化肥的盆栽试验研究结果表明,沸石提高了土壤养分的生物有效性,显著促进玉米的生长,增加玉米的生物量和提高了玉米对N,P,K的吸收量,15N示踪技术表明,沸石处理可以显著提高氮肥的利用率,两造玉米最高的氮肥利用率分别比对照提高28．8％和60．0％,土壤的分析结果表明,沸石处理也可提高土壤阳离子交换量,盐基饱和度和土壤pH值。     

土壤镉污染对苎麻的生长毒害效应

通过微区定位试验 ,研究了土壤添加Cd对苎麻的生长毒害效应 .结果表明 ,高浓度Cd能够显著影响苎麻叶片中叶绿素总量及其组成 ,降低苎麻的光合生产力 .当土壤Cd浓度达到 14mg·kg-1时 ,苎麻地上部分生物产量降低 2 0 % ;Cd浓度达到 10 0mg·kg-1时 ,产量只有对照的一半 .影响苎麻经济产量的主导因子是有效分蘖数 .Cd对苎麻纤维品质的影响程度相对较小 .因此 ,将苎麻作为Cd污染区的替代作物栽植时 ,必须采取综合的土壤处理和培管技术 ,在降低土壤Cd的生物毒性的同时 ,提高苎麻对污染环境的耐受性 ,以实现较高的产量水平 .     

The effect of pH on the lability of lead and cadmium sorbed on humic acid particles

Abstract

Sorption of lead(II) or cadmium(II) ions on humic acid particles (at pH 3.5) yields surface complexes which are sparingly soluble in the pH 3.55 region. Interaction of these species with acetic acid or dilute nitric acid released ASV labile metal species (mainly hydrated metal ion). When the pH was adjusted between 4 and 7, increasing amounts of the metal humate species (and humic acid substrate) dissolved and low levels of ASV labile species were detected. Overnight interaction with an excess of acetate ions (0.01 M) led to higher lability values (attributed to acetate/humate ligand exchange). The percentage of labile metal ion detected in acetate solutions varied with the amount of metal ion initially sorbed (range 100 to 500 mmol g^?1). With the lower loadings, the ASV labile levels peaked in the pH 6–7 region (at around 12% of total sorbed cadmium, and 4% of total lead). In alkaline solutions, the percentage of labile Cd fell to about half of the peak value, but with Pb, lability values increased at pH > 8, due possibly to the formation of hydroxy complex species. The ASV lability of the Cd and Pb humates, and their 24 hour lability values (determined using a transfer to cation exchanger technique) has been compared with the behaviour of Cu and Zn humates (using similar conditions).     

Effect of chemical forms of cadmium,zinc, and lead in polluted soils on their uptake by cabbage plants

Sorghum (Sorhum bicolor L. Moench) is an important cereal crop of the world. Performance of sorghum in acid infertile soils that are common to the tropics is rather poor. Research was undertaken in greenhouse and field conditions to evaluate the differences in growth, grain yield, and nutrient efficiency ratio (NER) of sorghum genotypes grown at three levels of Al saturation. The growth of shoots and roots and the grain yields showed significant differences with respect to Al-saturation, genotypes and their interactions. The shoot weights, root weights, and visual scores of the greenhouse study were highly related to grain yields obtained in field. The greenhouse technique adapted in this study appears to be a reliable method for separation of genotypes into Al-tolerant and intolerant types. The NER values helped differentiate genotypes into efficient and inefficient utilizers of the absorbed nutrients. The sorghum entries showed intraspecific genetic diversity in growth and NER values for the essential elements in the presence or absence of toxic levels of Al. We concluded that selection of acid soil tolerant genotypes and further breeding of acid soil (Al) tolerant cultivars is feasible in sorghum.IICA/EMBRAPA/World Bank