不同宽度林带对国道两侧农田水稻叶片和糙米中重金属含量的影响

以205国道淮安段具有5 m和20 m宽林带的路段为研究区域,对国道东西两侧200 m范围内农田水稻(Oryza sativa L.)叶片和糙米中Al、Fe、Cu、Zn、Cd、Cr、Ni和Pb含量及其与路侧距离的相关性进行了分析.结果表明:具5 m宽林带路段两侧稻叶和糙米中大多数重金属元素的含量呈现随路侧距离增加而减少的趋势,且峰值多出现在距路侧5～10m或20 m附近;其中,东侧稻叶中Cu、Cr和Ni含量及糙米中Al、Fe、Cu、Zn和Ni含量以及西侧稻叶中Cu和Pb含量及糙米中Cd和Pb含量与路侧距离呈显著或极显著负相关.具20m宽林带路段两侧稻叶和糙米中大多数重金属元素的含量并没有呈现随路侧距离增加而减少的趋势,且峰值多出现在距路侧20 m以外;只有东侧稻叶中Cr和Ni含量及糙米中Fe和Ni含量以及西侧糙米中Al和Cu含量与路侧距离呈显著或极显著负相关.具5m宽林带路段两侧稻叶和糙米中的重金属含量分布特征与无林带路段十分相似,而具20m宽林带路段两侧稻叶和糙米中的重金属含量较低,说明20 m宽林带对公路大气污染物有较明显的阻滞作用.根据研究结果,建议在公路两侧10～20 m范围内设置乔灌草结构模式的防护林带,并适当提高防护林中灌木的比例,保持乔木疏密适度.     

不同灌溉模式对稻田土壤及糙米重金属积累的影响

为探讨降低土壤和糙米重金属的灌溉模式, 选取江西省萍乡地区的中度重金属污染稻田, 研究了灌浆期习惯性灌溉(间歇性灌溉)和长期淹水灌溉2种灌溉模式对水稻产量、糙米重金属及土壤理化性质的影响。结果表明: 与习惯性灌溉相比, 长期淹水灌溉条件下的水稻产量降低1.25%; 糙米Cd和Pb含量分别降低42.79%和3.70%, 其中糙米Cr含量显著降低44.81%, 但糙米Hg含量显著增加200%, 糙米无机As含量增加3.29%; 土壤Cd含量降低38.77%, 其中土壤有效态Cd含量和阳离子交换量显著降低72.08%和36.71%, 但土壤pH和有机质增加0.97%和6.32%; 同时相关性分析发现糙米Cr含量与土壤有机质呈显著负相关, 与阳离子交换量呈显著正相关, 糙米Hg含量与土壤有效态Cd含量和阳离子交换量呈极显著负相关。长期淹水灌溉可有效降低污染稻田土壤Cd进入水稻, 实现水稻安全生产, 但会增加糙米Hg积累和减产。     

哈尔滨市松北区农田土壤中重金属含量概况

通过对哈尔滨市松北区农田土壤中重金属含量的分析和评价,该地区农田土壤中的铅、砷、汞、镉、铬、铜重金属元素均符合NY/T391—2000《绿色食品产地环境技术条件》中"土壤中各项污染物的含量限值"的标准,这表明该地区的土壤环境质量良好,未受到重金属元素的污染,适宜农业种植生产。     

交通要道重金属污染对农田土壤动物群落结构及空间分布的影响

为了解交通要道重金属对路边农田土壤动物群落结构及空间分布的影响,分季节分层次对104国道浙江上虞段周围农田5条样带及1条对照样带进行取样调查,共获得土壤动物4046个,计50个类群,隶属于4门7纲,弹尾目、前气门亚目、甲螨亚目为优势类群,其余为常见类群和稀有类群。同时测定了采样带土壤理化性质和重金属含量,结合类群特征指数,研究农田土壤动物群落结构特征以及土壤动物对土壤重金属污染的响应。结果表明,6条样带土壤理化指标全磷和pH、重金属各因子差异显著(P0.05),公路周围重金属含量明显高于对照和土壤背景值,随着采样距104国道的距离的减小,土壤动物的类群数和个体数呈现减少的趋势,在土层垂直分布上,并呈现表聚性减弱的现象。灰色关联分析表明,在调查样带中全磷对土壤动物的影响最大,土壤pH次之,其次是铅、铬的影响,锌的影响最小。土壤理化指标全磷和pH对农田土壤动物的影响大于土壤重金属,但重金属对污染样带土壤动物群落结构的影响已不能忽视。     

棉花叶片氮含量的空间分布与光合特性

在棉花生长旺季,将冠层按高度分多层测定了田间叶片含氮量和叶片净光合速率对光合有效辐射通量密度的响应(光响应曲线,Pn-PPFD response curve)及相应的生物指标.结果表明,各层叶片氮含量与光合作用关系密切,各层平均值大小依次为上层＞中层＞下层,对应层叶片的最大净光合速率Pmax、表观暗呼吸速率Rd、光补偿点LCP及光饱和点LSP均从上到下依次递减,与氮含量分布一致,而表观光合量子效率AQY则略有不同;氮含量的指数衰减系数 kn =0.762(R2=0.593),根据观测结果,棉田叶片氮含量(N)空间分布可以用相对累积叶面积指数(Lc/Lt)为自变量的指数方程来模拟,从而为建立光合作用机理模型与进行生产力奠定基础.     

淮南矿区大气及二球悬铃木叶片中重金属含量及其相关性分析

对淮南市污染区(矿区)和对照区(相对清洁区)空气中TSP、PM10-100、PM5-10、PM2.5-5和PM2.5的日均质量浓度进行了测定,并对TSP中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的质量浓度和二球悬铃木〔Platanus×acerifolia(Ait.)Willd.〕叶片中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn含量的动态变化进行了分析,同时对二球悬铃木叶片中重金属含量与TSP中重金属质量浓度和各类空气颗粒物日均质量浓度的相关性进行了分析。结果表明:在60 d采样期内,空气颗粒物日均质量浓度和叶片中重金属含量均呈波动的变化趋势,其中污染区空气中TSP和PM2.5的日均质量浓度均显著高于对照区,污染区PM10-100、PM5-10和PM2.5-5日均质量浓度总体上低于对照区;污染区空气TSP中6种重金属元素的质量浓度均高于对照区,污染区二球悬铃木叶片中的Cd、Cr、Cu、Ni和Zn含量均高于对照区但Pb含量低于对照区。相关性分析结果表明:污染区二球悬铃木叶片中重金属含量与空气TSP中重金属质量浓度多数呈正相关,叶片中重金属含量与空气中PM2.5日均质量浓度也均呈正相关,其中叶片中Cd含量与PM2.5日均质量浓度的相关性达显著水平。研究结果表明:在淮南矿区,可将二球悬铃木叶片中的重金属含量作为空气PM2.5污染状况的监测指标。     

海南稻田土壤硒与重金属的含量、分布及其安全性

采集了海南省18个市(县)代表性的稻田土壤耕作层(0—20cm)样品280个,研究了硒(Se)和5种有毒重金属元素(Hg、Cd、Cr、Pb和As)的含量、分布及其相关关系,并对Se和重金属的安全性进行评价,可为合理区划清洁且富Se稻田提供理论依据。结果表明:海南稻田土壤中Hg、Cd、Cr、Pb和As平均含量均低于国家土壤环境质量一级标准值和全国土壤背景值,以绿色食品产地环境技术条件限量标准为标准,用单项污染指数法和内梅罗综合污染指数法评价海南稻田土壤重金属的污染状况,结果都是清洁的。但以海南省土壤背景值做参比值,Hakanson潜在生态危害指数达到211.54,属于强生态危害,从潜在生态危害系数来看,Hg(102.61)和Cd(98.89)达到强生态危害,分别比海南省土壤背景值增加1.56和2.3倍,今后应注意控制Hg和Cd污染源。稻田土壤Se含量从痕量到1.532mg/kg之间,平均值为0.211mg/kg,占47.5%的稻田土壤Se含量处于中等及以上水平(>0.175mg/kg)。Se含量高的稻田土壤主要集中在东北部的海口及其周边的澄迈、定安、文昌和琼海,还有东南部的万宁和保亭。由于重金属平均含量还比较低,可暂时忽略重金属污染,故可在上述Se含量高的稻田土壤上种植富Se水稻。稻田土壤Se含量与Hg、Cd和As含量呈极显著或显著正相关,因此今后应加强研究稻田土壤Se与Hg、Cd和As的有效性及其相互作用,以便生产出绿色的富Se优质大米。     

土壤-水稻系统中重金属复合污染物交互作用及生态效应的研究

1　前　言土壤重金属污染常常是两种或两种以上元素同时作用形成的复合污染 ,如污泥土地利用、污水灌溉等往往是多元素同时进入土壤 植物系统。近十几年来 ,国内外学者特别关注复合污染方面的研究 ,认为元素间的联合作用对作物的产量及元素在作物体内的再分配有着至关重要的影响[1～ 3 ]。同时 ,多元素的联合作用是一个相当复杂的过程。美国Ｗａｌｌａｃｅ等将重金属的联合作用分为协同、竞争、加和、屏蔽和独立作用[4 ,5 ]。多元素相互作用产生的生态效应受多种因素的影响 ,诸如作物的种类、元素的不同组合、元素浓度等。本文探讨了土壤中…     

江苏省典型区农田土壤及小麦中重金属含量与评价

为了研究江苏省典型区地震带农田土壤和小麦中重金属的污染,在具有代表性的农田采集收获期小麦及耕层土壤,分析和评价了土壤和小麦中重金属Cu、Pb、Cd、Ni、Cr、Hg、As和Zn的含量及污染程度。结果表明,土壤样品中Cd、Zn、Pb的含量均超过江苏省土壤背景值,Cr、Cu、Ni和As分别有25.64%、97.44%、92.31%和92.31%的土壤样品中超过江苏省土壤背景值,Hg的含量均在背景值以下;与国家土壤环境质量标准(GB15618—1995)中Ⅱ级标准相比,Cd的含量均超出标准限值,其它7种重金属元素含量均在标准限值以下。土壤中重金属相关分析表明,Cd、Cu、Cr、Ni、Pb、Zn、As具有相同的来源的可能性较大,而Hg与Cd、Cu、Cr、Ni、Pb、Zn、As的来源均不相同。以NY 861—2004为评价标准,小麦籽粒Pb、Cr、Hg、Ni、As样品超标率分别为100%、58.97%、33.33%、10.26%、2.56%,Cu、Zn和Cd没有样品超标,由此可见小麦籽粒中Pb的污染最为严重。采用单因子污染指数法、综合污染指数法和Hakanson潜在生态评价指数法以国家土壤环境质量标准(GB15618—1995)和江苏省土壤背景值为参比值,对农田土壤重金属污染进行评价,结果显示,从单项污染指数来看只有Cd达到重度污染水平,其它元素均在安全范围以内,从综合污染指数来看土壤重金属污染达到中度污染水平,从潜在生态评价指数法来看,研究区域表现为很强的生态危害,并以Cd为主要污染因子。     

西北内陆盐湖盆地土壤重金属Cr、Hg、As空间分布特征及潜在生态风险评价

选取位于西北内陆的吉兰泰盐湖盆地为研究对象,按照表层(0—10 cm)、50 cm层(50—60 cm)和100 cm层(100—110 cm)分层土壤取样,系统采集了120个样品,测定了重金属Cr、Hg和As,以及主要化学成分的含量,以地统计学插值绘图揭示了吉兰泰盐湖盆地Cr、Hg和As的空间分布特征,以单因子指数法、内梅罗指数法和潜在生态风险指数法评价解析了盐湖盆地Cr、Hg和As的污染及生态风险状况,以统计相关检验和主成分分析法进行了盐湖盆地Cr、Hg和As的源分析。结果表明:1)盐湖盆地土壤中Cr、Hg、As总体具有相似的空间分布特征,Cr在西北部的巴音乌拉山、乌兰布和沙漠地区和西南台地地区的含量较高,Hg仅在西南低山台地地区、以及东北局部区域的含量较高,As在盐湖附近、东南贺兰山、巴音乌拉山西北部和乌兰布和沙漠地区含量较高;2)基于内蒙古土壤质量背景值,土壤污染分布次序为AsHgCr,其中Hg和As中度污染以上累计比重达到为45%,而Cr仅有7.5%的轻微污染;研究区无清洁土壤,仅有尚清洁土壤占2.5%,开始受到污染和中度污染以上土壤比重为50%和42.5%;土壤潜在风险次序为HgAsCr,Hg整体处于很强生态风险水平;轻微生态风险占到40%,由中度、强度到极强在20%以内,很强生态风险程度略超20%,大部地区处于轻微生态风险状况;3)基于国家土壤环境质量二级标准值,土壤中Cr、Hg、As无论是单因子污染、综合污染,还是潜在生态风险指数均未出现超标区域,不存在Cr、Hg、As污染或潜在生态风险,但相对内蒙古整个地区来说,盐湖盆地Cr、Hg、As含量较高;4)研究区土壤中Cr主要来源于土壤母质形成过程中的自然来源,Hg和As主要来源于工业排放、交通污染源等人类活动,均受到人类活动和自然环境变化的综合影响。     

白音华矿区土壤重金属含量的空间异质性

为探讨开矿对白音华矿区土壤重金属空间分布的影响,本研究以内蒙古西乌珠穆沁旗白音华煤矿区周边土壤为对象,分析了距离矿区8 km内的重金属Cu、Cr、Pb和Mn含量的空间异质性.结果表明:土壤重金属Cu、Cr、Pb和Mn的平均含量分别为12.7、32.6、29.9和201.3 mg ? kg-1,其变异系数分别为26.8％...     

Effects of heavy metal salts on susceptibility of rice seedlings to brown spot disease

Heavy metal salts, known to induce phytoalexin production in different plant species, were used at dilute concentrations (10^-3 to 10^-5 M) in different treatments to control brown spot infection in rice seedlings caused by Drechslera oryzae. Foliage sprays, root-dips for 24 h at the time of transplanting, or seed soaking for 24 h provided moderate to substantial protection to rice seedlings, at different stages after treatment, against artificial inoculation with the pathogen or natural infection under field conditions and mostly caused significant reductions in symptoms. Of the three methods, greatest and most durable protection was achieved with the wet seed treatment. The number of successful infections was appreciably reduced in most treatments and some also inhibited lesion expansion. Ferric chloride and nickel nitrate were the most effective and mercuric chloride the least effective of the chemicals tested. There was no fungitoxicity in leaf diffusates from 3- and 5-wk-old seedlings that had been treated with heavy metal salts and only mild toxicity in that from untreated, inoculated seedlings. However, treated seedlings inoculated at the 3-and 5-wk stages produced leaf diffusates with significantly greater toxicities which were in proportion to their abilities to resist attack.     

Fissure and mineral weathering impacts on heavy metal distribution in sludge-amended soil

The purpose of this study was to follow the distribution and migration of the metallic trace elements (MTE) zinc (Zn), lead (Pb) and cadmium (Cd) in a sludge-amended soil, both at the metric scale of the bulk soil horizons and at the micrometric scale of mineral weathering microsites. In the soil scale approach, the MTE contents determined by ICP-AES and ICP-MS analyses in amended and control soil samples were compared through enrichment factor calculation to assess the extent to which spread MTE may have moved throughout the soil profile. In the mineral scale approach, the MTE were analysed on thin sections in specific weathering microsystems including (1) rock-forming minerals (amphiboles, biotites, plagioclases) and their specific weathering clay minerals; (2) weathering clayey plasma, which obliterates the original rock structure with newly-formed clay minerals; and (3) the fissural network with its clay minerals. The purpose of this mineralogical approach, using X-ray diffraction (XRD) for mineral identification and electron probe microanalyses (EPMA) for MTE analyses, was to determine where and at which concentrations spread MTE can concentrate within the soil and weathered rock. The chemical analyses of MTE in the bulk samples reveal strong Cd and Pb accumulation at the surface of the amended soil due to anthropic contamination. Cadmium undergoes a vertical migration in deeper soil horizons, whereas Zn and Pb do not show significative transfer within the amended soil. Accurate MTE analyses in weathering microsites indicate that, except in plagioclase microsites, (1) Zn and Cd accumulate in clay minerals from surface horizons and migrate downwards through the fissural system, and (2) Pb does not show any significant mobility throughout the amended soil. The MTE migration evidenced through the fissural system gives rise to two main environmental problems. Zn and Cd have the potential to move several meters deep along fissures in the soil profiles and may represent potential contaminants for unconfined aquifer. Secondly, because the plant root system grows preferentially along soil fissural pattern, it may adsorb MTE.     

水稻覆膜旱作对根叶性状、土壤养分和土壤微生物活性的影响

研究了水稻覆膜旱作、裸地旱作、常规水作处理对根系形态、叶片水势、土壤养分、土壤微生物数量和土壤酶活性的影响。结果表明,覆膜旱作能改善水稻田间的生态环境,提高早季土壤温度1～3℃。与裸地旱作相比,覆膜旱作能增加抽穗期水稻根系的总根长、比根长,而这些指标与常规水作差别不大。在水稻抽穗期,无论是剑叶还是倒2叶的水势,均有如下趋势：水作〉覆膜旱作〉裸地旱作,但均未达到显著水平。不同处理对叶片叶绿素含量的影响在分蘖期差异不大,中后期覆膜旱作明显高于裸地旱作和常规水作,抽穗期分别增加29．44％和15．15％,成熟期则为74．4％、38．9％。覆膜旱作能显著增加水稻的有效穗数,早季和晚季产量比裸地旱作增产10．6％和12．5％,而与常规水作差别不大。与裸地旱作和常规水作相比,覆膜旱作土壤养分含量在分蘖期除了全磷、速效氮显著增加外,其他指标差异不大。而抽穗期则由于覆膜后作物对养分的消耗加大从而使土壤养分含量下降,特别是总磷、速效磷、速效钾与常规水作相比显著下降,分别降低25．9％,31．9％,16．2％。而成熟期则大多指标与常规水作相比有所下降,但未达到显著水平。与常规水作栽培相比,覆膜旱作能增加土壤微生物细菌、真菌、放线菌2．5倍,显著增加土壤过氧化氢酶和蔗糖酶的活性,而土壤脲酶活性则差异不大。土壤过氧化氢酶活性在分蘖期、抽穗期、成熟期分别增加13．8％,81．3％,17．4％,蔗糖酶活性则分别增加42．8％,28．8％和69．9％。     

Spatial distribution of methane-oxidizing activity in a flooded rice soil

In a study on spatial distribution of methane oxidation in an unplanted flooded field, methane-oxidizing activity, analysed in soil samples under laboratory conditions, decreased with increasing depth (25 cm and beyond). In a flooded field planted to rice, rates of methane oxidation followed the order : rhizosphere (collected from roots at 10-20 cm depth) > surface soil at (0-1 cm) > subsurface soil at 10-20 cm depth, diagonally 10-15 cm away from the centre of hill. Application of ammonium sulfate and, to a lesser extent, urea to surface, rhizosphere and subsurface soil samples from flooded field planted to rice effected a distinct inhibition of methane oxidation. Nitrification inhibitors (thiourea, sodium thiosulfate and dicyandiamide) were also effective in inhibiting methane oxidation. Both surface and rhizosphere soil samples harbored higher populations of methane-oxidizing bacteria than the subsurface soil. Inhibition of methane oxidation in surface and rhizosphere soil samples concomitant with the suppression of autotrophic ammonium oxidizers by nitrification inhibitors implicates an active involvement of autotrophic ammonium oxidizers in methane oxidation.     

小麦-玉米轮作农田土壤螨多样性空间分布格局

以农田土壤动物长期监测样地为平台, 阐明土壤动物物种和功能多样性空间分布格局, 是揭示农田土壤动物多样性维持机制、提高农田土壤质量的重要基础。本试验于2020年10月, 对河南商丘农田土壤动物大型固定样地(9 ha)的210个采样点进行土壤样品野外采集和室内分离, 将土壤螨样品鉴定到种并测量其体长体宽数据, 以说明小麦-玉米轮作农田土壤螨多样性及其体长体宽的空间分布格局。结果表明: (1)共捕获成螨个体17,256头, 其中甲螨亚目为优势类群, 其个体数占总捕获量的94.67%; MGP分析表明样地甲螨群落属于P型, 说明受人为因素影响强烈; 生态位宽度和重叠度分析表明, 进化程度越高甲螨的生态位宽度越宽, 进化程度越相近甲螨之间的竞争越激烈。(2) Moran’s I分析显示, 在20-100 m的空间尺度上, 土壤螨群落、优势种的个体数和体长体宽多为显著正相关; 在220-300 m的空间尺度上, 部分为显著负的空间自相关。半方差函数结果表明, 甲螨群落物种数、个体数和体长体宽的空间变异主要受确定性过程影响, 中气门螨群落的空间变异由确定性和随机性过程共同影响。(3)土壤螨个体数与体长体宽存在显著弱的负相关关系, 这种关系普遍存在于土壤螨各群落与优势种中。本研究建议同时开展物种多样性和以体长体宽为代表的功能多样性空间格局研究, 对揭示土壤螨群落维持机制、保护土壤螨多样性具有重要意义。