低分子有机酸对贵州黄壤龙葵吸收镉的影响

【目的】探讨低分子有机酸对龙葵吸收镉(Cd)的影响,以期为提高贵州地区黄壤重金属污染的植物修复效率提供科学依据。【方法】采用盆栽试验种植龙葵,待龙葵生长60 d后,将不同浓度的低分子有机酸(柠檬酸、苹果酸和酒石酸)及其复合处理(柠檬酸+苹果酸、柠檬酸+酒石酸)以溶液形式加入土壤,以添加500 mL去离子水为对照(CK),1个月后收获植株样品并采集土壤样品,分析不同处理对龙葵生长及吸收转运重金属Cd的影响。【结果】柠檬酸添加量为2.5 mmol/kg时龙葵单株生物量最高,较CK显著增加6.75%(P<0.05,下同),其他处理的生物量均低于CK。3种有机酸均能强化龙葵根、茎、叶和果实对Cd的吸收,表现为苹果酸>酒石酸>柠檬酸,各部位的Cd含量表现为叶>茎>根>果实,且均在苹果酸添加量为5.0 mmol/kg时达最大值,分别为CK的1.68、1.53、1.21和1.32倍。添加2.5 mmol/kg酒石酸和5.0 mmol/kg苹果酸时龙葵对Cd的累积量较高,二者显著高于其他处理。添加柠檬酸、苹果酸和酒石酸均能提高龙葵对Cd的转移和富集能力,作用表现为苹果酸>酒石酸>柠檬酸,其中,添加5.0 mmol/kg苹果酸时龙葵对Cd的富集系数最大,为12.81。相对于单一有机酸处理,复合有机酸处理对龙葵富集Cd的能力无明显优势。【结论】添加适当浓度的柠檬酸、苹果酸和酒石酸均能提高龙葵各部位对Cd的吸收及土壤Cd从地下向地上部转移的能力,促进龙葵对Cd的转移和富集;其中苹果酸添加量为5.0 mmol/kg时,龙葵对Cd的累积量相对较高且富集系数最大,对土壤中Cd的植物修复效果最好。

不同调理剂对黄壤重金属形态的影响

【目的】探究施用不同调理剂对贵州喀斯特地区黄壤pH和重金属(Cd、Pb、Cu和Zn)有效态含量的影响,为黄壤中重金属的固化及调理剂的田间应用提供参考依据。【方法】选取硅钙肥和硅粉2种硅酸盐肥料为供试调理剂,均设添加量分别为1%、5%、10%、30%和50%,以未添加调理剂为空白对照(CK),通过室内培养40 d后采集土壤样品,分析不同调理剂对土壤中pH、重金属(Cd、Pb、Cu和Zn)有效态含量及稳定效率的影响。【结果】随着硅钙肥添加量的增加,土壤pH总体上呈升高趋势,较CK上升0.22~0.88;添加硅粉使土壤pH降低0.13~1.62。硅钙肥添加量为1%~10%时,对土壤Cd、Pb和Zn稳定效率较好,最高稳定效率分别为12.42%、26.31%和5.55%;随着添加量的增加,硅钙肥对土壤Cu的稳定效率呈先下降再上升的变化趋势,添加量为50%时,土壤Cu有效态含量达最低值,稳定效率最高,达23.34%。硅粉添加量为1%时,对Pb、Cd和Zn稳定效率最高,分别达25.10%、4.82%和17.87%;随着硅粉添加量的增加,各重金属稳定效率呈下降趋势,添加量超过5%后,硅粉会提高土壤中Cd和Zn有效态含量,稳定效率降低;添加硅粉可使土壤Cu有效态含量升高,添加量为50%时,稳定效率达-74.60%。硅粉处理后,土壤pH与Cd、Cu、Zn有效态含量间均呈极显著负相关(P<0.01,下同),相关系数分别为-0.947、-0.932和-0.968;硅钙肥处理后,土壤pH与Cd、Cu、Zn有效态含量间呈正相关,与Pb有效态含量呈负相关,其中与Cu、Zn有效态含量的相关性达极显著水平。【结论】硅钙肥能提高土壤pH,而硅粉会降低土壤pH。2种调理剂添加量为1%~10%时,对土壤中Cd、Pb和Zn有良好的稳定效果,可在实际生产中推广应用。

镉胁迫下不同生态型鱼腥草生长及生理特性的响应

【目的】探明不同生态型鱼腥草对Cd胁迫的响应及适应策略,为研究Cd胁迫伤害植物机理及Cd污染土壤的植物修复提供理论依据。【方法】以贵阳市乌当区、安顺市平坝区及毕节市七星关区3个典型主产区的鱼腥草为材料,采用砂培盆栽试验方式,进行CdCl_(2)浓度分别为0(CK)、0.25、0.5、1.0、2.0及5.0 mg/kg的Cd胁迫60 d培养试验,分析鱼腥草生长情况、叶片叶绿素相对含量(SPAD值)和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性。【结果】当Cd胁迫浓度为5.0 mg/kg时,贵阳市乌当区、安顺市平坝区及毕节市七星关区鱼腥草地上部、地下部鲜重和生物量均显著低于对照,地上部鲜重分别降低40.97%、38.85%、38.15%,地下部鲜重分别降低26.54%、317.93%、28.64%,生物量分别降低33.19%、29.13%、33.13%;Cd胁迫处理的根冠比整体呈上升趋势;3种生态型鱼腥草抗氧化酶SOD、POD活性随Cd胁迫浓度升高呈先升高后降低趋势,CAT的活性整体呈升高趋势;叶片SPAD值总体呈下降趋势,在5.0 mg/kg处理下显著降低,幅度为14.56%~52.20%。【结论】3种生态型鱼腥草对Cd的抗性存在一定的差异,综合抗性表现为平坝产地>七星关产地>乌当产地。

不同钝化材料对白及吸收累积镉的影响

【目的】在镉(Cd)胁迫下,比较不同钝化材料对白及(Bletilla striata)吸收积累Cd的影响,为提高Cd污染土壤的白及种植质量提供理论依据。【方法】采用盆栽试验,以紫花三叉白及为试验材料,通过外源添加1.5 mg/kg Cd模拟重度Cd污染土壤,施用不同钝化材料(5%硅钙肥、5%牛粪有机肥、5%玉米秸秆生物炭、5%含磷物质、5%硅钙肥+5%玉米秸秆生物炭、5%含磷物质+5%玉米秸秆生物炭、5%牛粪有机肥+5%含磷物质和5%硅钙肥+5%牛粪有机肥)后分析测定土壤的pH和Cd有效性及紫花三叉白及各部位Cd的含量。【结果】不同钝化材料中,白及地下部块茎和整株生物量增加效果以5%牛粪有机肥和5%玉米秸秆生物炭较好,与对照相比,地下部块茎生物量分别增加62.87%和59.18%,整株生物量分别增加57.36%和46.07%;土壤pH以牛粪有机肥+硅钙肥、硅钙肥+玉米秸秆生物炭和硅钙肥的较高,较对照分别提升3.84、3.70和3.67个单位;土壤有效态Cd含量以硅钙肥、牛粪有机肥+硅钙肥、硅钙肥+玉米秸秆生物炭处理较低,分别较对照分别低92.86%、89.29%和87.50%;白及的根系、块茎和叶中Cd含量均以牛粪有机肥+硅钙肥含量最低,降幅分别为97.60%、88.80%和95.29%。白及各部位对Cd的富集迁移能力为根系>块茎>叶片,牛粪有机肥+硅钙肥处理白及各部位对Cd的富集系数最低。【结论】施加5%牛粪有机肥和5%玉米秸秆生物炭对白及块茎的增产效果较好;5%牛粪有机肥+5%硅钙肥、5%玉米秸秆生物炭+5%硅钙肥和5%硅钙肥对重度Cd污染土壤钝化效果较佳;5%牛粪有机肥+5%硅钙肥对白及各部位阻Cd效果最好。

伴矿景天修复镉污染土壤研究进展

当今社会,土壤重金属污染已成为世界范围内面临的重要问题,采取土壤治理和修复是保证环境质量安全、人体健康和社会可持续发展的重要举措。植物修复技术是利用绿色植物来转移、容纳或转化污染物使其对环境无害的一种绿色、健康的修复技术,也是当前国内外众多学者的研究热点。其中景天科(景天属)植物——伴矿景天对重金属污染土壤的吸取修复技术在国内外产生了较大影响。本文对利用镉超富集植物伴矿景天修复重金属镉污染土壤研究进展进行分析,主要从伴矿景天对镉的耐性和富集机理、吸收及转运机制、强化措施、产后处理技术以及产物资源化利用等方面进行综述,并对基因工程在伴矿景天上的应用,吸取强化措施和产后处理技术等方面进行了展望。

黔西南某农用地土壤重金属风险评估与来源解析

【目的】了解喀斯特地区小尺度区域农用地土壤重金属的含量特征和生态风险,为利用土地功能和保护耕地土壤环境提供参考。【方法】在黔西南中部某农用地土壤上共布设27个点位,采集表层土壤(0~20 cm)样品,分析测定pH与Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn和Ni等8种重金属元素,采用《土壤环境质量-农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618—2018)为评价标准,分析其分布特征、生态风险和来源。【结果】研究区土壤pH为5.46~8.07,重金属Zn、Cr、Pb、Ni、As、Cu、Cd与Hg平均含量分别为154.24、153.71、64.25、61.76、50.38、49.86、0.41和64.25 mg/kg。研究区农用地土壤受As和Cd污染指数分别为1.68和1.38。8种重金属的危害指数(I_(R))为69.00,小于生态危害下限(I_(R)=150)。Cd与Pb,Hg与As、Cu、Zn、Ni,As与Cu、Zn、Ni、Cr,Cr与Cu、Zn、Ni,Cu与Zn、Ni,Zn与Ni间分别具有同源性,存在复合污染。As、Hg、Cr、Cu、Zn、Ni在第一主成分有较高载荷,其方差贡献率为57.565%,含量较高原因主要为长期含重金属化肥施用造成;Cd和Pb在第二主成分中有较高载荷,其方差贡献率为80.277%,含量较高原因主要为成土母质中含量较高。【结论】研究区农用地土壤pH为5.46~8.07,已受不同程度As和Cd污染;Cr和Ni污染处于尚清洁范围;Hg、Pb、Cu和Zn处于清洁范围。污染程度为轻微生态危害。

非食用经济作物修复重金属污染土壤研究进展

土壤重金属污染已成为全世界面临的主要环境问题之一,治理修复重金属污染土壤倍受关注。在不同的防治和修复技术中,植物修复技术拥有独特优势被人们青睐,其中非食用经济作物具有不进入食物链、生物量大、环境适应性强、能充分利用重金属污染耕地并能带来经济效益等优势而成为植物修复领域的研究热点。本文总结了国内外学者对棉花、蓖麻、苎麻、桑树、剑麻5种非食用经济作物对不同重金属的富集特性以及耐受性的研究进展,同时对非食用经济作物修复重金属污染土壤进行了展望。