蚯蚓对铁的富集转移及对苹果根铁营养影响研究

田间试验在永年县曹庄果园和中国农业大学曲周实验站果园进行,试材为8年生红富士苹果树,在苹果根际用不同价态、不同浓度的铁处理玉米秸秆后接种蚯蚓。试验表明:蚯蚓对铁有很大的富集量,在20 000 mg/kg(试验所用最高浓度)二价铁和三价铁处理的秸秆中可以成活并把秸秆转化为蚯蚓粪,促进根系生长,提高根的质外体铁含量,蚯蚓对二价铁的适应性高于三价铁。蚯蚓可以将有机物料中的铁转移到果树根系内,5 000 mg/kg铁处理增加蚯蚓体内Fe2+含量和根质外体铁含量效果最好,蚯蚓、蚯蚓粪和根中的全铁含量随铁处理浓度的增加而增加。铁显著促进果树根系生长,没有用铁处理秸秆接种蚯蚓的新根量明显少于用铁处理的,两种不同价态的铁都是以5 000mg/kg的新根量最多。蚯蚓显著促进根系生长,没有接种蚯蚓的处理新根量显著少于接种蚯蚓的处理。

木芙蓉对土壤铅离子的耐性及转移富集特性研究

为了解木芙蓉对土壤铅污染的修复潜力,以木芙蓉扦插幼苗为材料,通过盆栽试验研究不同程度土壤铅污染对木芙蓉幼苗生长、生理生化指标及铅离子转移富集特性的影响.结果表明:轻度(300 mg/kg)、中度(800 mg/kg)铅污染对木芙蓉幼苗生物量的影响不显著,植株生长正常;重度(1300 mg/kg)铅污染对木芙蓉光合系统、抗氧化系统造成严重伤害,显著抑制了木芙蓉幼苗根长、根粗和生物量的增长.随着铅污染质量分数升高,幼苗根系铅含量显著上升,在重度铅污染时达到最大值,为1610.106 mg/kg;地上地下部转移率在中度铅污染时达到最大值,为0.093;地下部富集系数在重度铅污染下大于1,与对照差异明显.说明木芙蓉根系对铅离子有较强富集能力,向茎叶转移较少,可作为修复轻度、中度铅污染的树种之一.

不同工业大麻品种对铅的富集与转运特性

为了研究不同来源、不同基因型工业大麻品种对Pb富集特征的差异,以云麻6号(ym6)、云麻7号(ym7)、云麻杂2号(Z2)、云麻杂3号(Z3)4个工业大麻品种为研究材料,通过人工添加Pb胁迫的盆栽试验,研究了工业大麻植株响应Pb胁迫的农艺性状、生物量、不同器官Pb富集与转移规律变化。结果表明:(1)4个工业大麻品种在高Pb浓度(≥2000 mg/kg)胁迫下,对其株高、茎粗、根长均有一定程度的抑制,但抑制的程度均较小,植株生长良好;(2)高Pb浓度(≥2000 mg/kg)胁迫下,4个品种的总生物量下降了3.22%~40.26%,其中对Z3各个器官的生物量的影响小于其他3个品种;(3)工业大麻吸收的Pb主要富集在根部,占Pb总含量的54.57%~76.69%;茎、叶、纤维、种子对Pb的富集能力较低,且富集系数和转移系数均小于1;在4个品种中,Z3富集Pb的能力高于其余3个品种。综上所述,该研究能够为选择不同富集能力的工业大麻品种治理不同程度的Pb污染土壤提供科学依据。

不同甘薯品种对土壤重金属镉转移富集规律研究

为探索甘薯对土壤重金属镉(Cd)含量的富集迁移特性,以广87、金山57、苏薯16、普薯32、福薯18等5个甘薯品种为供试材料,采用小区试验,研究5个甘薯品种在镉含量不同的土壤环境下种植后对Cd的转移富集规律。结果表明:收获甘薯各器官镉含量随着试验田镉含量的增加而增加,在镉含量最高的试验田中,甘薯的根、茎、叶、薯皮和薯肉中镉含量分别为0.3080、0.1825、0.0195、0.0829和0.0527 mg·kg^-1,所有甘薯品种薯肉镉含量均符合我国国家标准(GB 2762-2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》)规定的标准(<0.1 mg·kg^-1)。不同甘薯品种各器官鲜样镉富集系数差异较大,其镉富集系数平均值根最大(0.913 mg·kg^-1),其次为茎(0.413 mg·kg^-1)、薯皮(0.311 mg·kg^-1)、叶(0.234 mg·kg^-1)、薯肉(0.178 mg·kg^-1),其中广87各器官除叶以外对镉的富集系数较其他品种高,苏薯16各器官对镉的富集系数最低。甘薯各品种不同器官镉富集系数表现为根>茎>薯皮>叶>薯肉。

紫湖溪流域重金属污染风险与植物富集特征

土壤重金属污染已成为当今农业与环境领域关注的热点。为揭示紫湖溪流域重金属(As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn)污染状况,该研究测定与分析了紫湖溪水体、河底淤泥和河岸土壤以及9种河岸植物的重金属含量,利用污染指数法系统评估其污染状况,进而筛选出具有富集与修复重金属污染潜力的植物。结果表明,紫湖溪水体中Cd与Mn严重超标;河底淤泥中Cd、Zn和Cu污染严重,重金属潜在生态风险:Zn>Cd>Cu>Pb>As>Ni>Cr>Mn;河岸土壤受污水与底泥泛滥影响,土壤重金属间呈显著正相关性,其中,Cd、Zn和Cu重度污染;9种优势植物对重金属的选择性吸收导致其对Cd、Cr和Pb的富集系数(BCF,bioconcentration factor)偏低,转移系数(TF,translocation factor)均小于1,表现出根部囤积型特征。早熟禾、灰绿藜和枸杞对重金属的吸收具有抵抗性,湿地生态型植物水花生与猫爪草对富集重金属具有独特优势,构树对多种重金属较强的富集与转移能力暗示了该木本植物在重金属修复技术领域的巨大应用前景。

个旧冶炼废水污灌区野豌豆对土壤重金属富集作用的研究

为探究冶炼废水灌区重金属植物富集修复的可行性,选择在污染区域大量生长的乡土植物野豌豆,研究其对Cd、As、Cr、Cu、Pb、Zn等7种重金属元素的积累含量和积累特征。结果表明:野豌豆对不同重金属积累的含量不同,不同重金属在野豌豆体内积累部位均在叶部积累的含量最大,分别为2.92、22.18、9.8、22.66、18.19、62.31mg/g。野豌豆能从土壤中将Cd、Cu、Zn大量富集至植株,富集系数分别达到了0.52、0.23、0.54。不同重金属在野豌豆体内从地下部分向地上部分的转移能力均较强,生物转移系数分别为10.28、31.48、18.38、7.98、32.18、13.84,其中As、Pb转移能力最强。野豌豆能够大量富集土壤中的重金属元素,并转移至野豌豆叶部等地上部分富集,具有良好的重金属植物富集转运修复能力。

东寨港红树林湿地沉积物-植物体系重金属的分布与富集特征

【目的】通过对红树林湿地沉积物-植物系统中重金属的迁移和富集行为进行研究,对于控制潮间带区域重金属污染具有重要意义。【方法】测定海南东寨港红树林湿地沉积物中重金属元素含量、有效态含量及7种红树植物各部位中重金属元素含量,分析了重金属元素在沉积物和7种红树植物不同部位的分布特征及其富集和迁移能力,并对红树植物体内重金属元素主要来源进行初步探讨。【结果】沉积物中重金属Cr、Cu、As、Cd、Zn全量均值明显高于海南水系沉积物背景值,只有Pb全量略低于背景值;重金属Cr、Cu、As、Cd、超背景值采样点率高达100%;红树植物所吸收的Cr、Ni、As和Pb主要分布在根部和茎部,其原因是由于重金属元素Cr、Ni、As和Pb在沉积物中无生物活性;7种红树植物对重金属元素均未出现富集现象(除桐花树对As具有较强的富集能力);研究区红树植物对As元素的迁移能力均较弱,与王鹏等研究的结果类似,其余植物对重金属的迁移系数均小于1,主要原因是红树植物本身具有对重金属的耐性,通过自身耐性机理对重金属离子吸收的阻止和控制,另外也与生存环境相关;红树植物中重金属Ni、Zn和Cd的富集主要来源于沉积物,而Cr、Cu、As和Pb来源于沉积物的可能性很小。【结论】研究表明强烈的人类活动已使得研究区沉积物Cr、Cu、As、Cd、Zn出现了明显的累积。不同重金属元素在同一红树植物体内的含量不同,同一种重金属元素在不同红树植物体中的含量也存在差异。表明在相同环境的不同植物类型,由于其自身的结构和生理特征,对不同重金属元素的累积能力存在一定差异。

不同品种烟草对轻度污染耕地土壤中镉的累积特征与减量修复潜力

烟草(NicotianatabacumL.)具有生物量大、适应性强、栽培面积广、栽种技术成熟等特点,对镉污染土壤可能具有较大的植物修复潜力。为了比较轻度镉(Cd)污染土壤上不同品种烟草对镉的积累能力和减量修复潜力,以烟草品种云烟87和K326为研究对象,采用盆栽试验比较了两种烟草在台州(铁聚水耕人为土,Cd0.83mg∙kg^(-1))和徐州(砂姜钙积潮湿变性土,Cd0.76mg∙kg^(-1))两种不同类型镉轻度污染土壤上的生长状况和镉累积特征,以及烟草收获后土壤中有效态Cd(CaCl_(2)和NH4OAc提取态)和总Cd的质量分数变化,评估了2种烟草对轻度Cd染土壤的减量修复潜力。结果表明,种植50 d后,同一品种在台州土壤中的株高、根和茎干质量显著高于徐州土壤,但同一土壤上生长的两种烟草之间在株高、地上部鲜质量和干质量等指标方面均无显著性差异。在2种土壤上,烟草K326的叶片中Cd质量分数(15.1-25.3 mg∙kg^(-1))均显著高于云烟87(11.7-20.7 mg∙kg^(-1)),但2种烟草的根和茎中的Cd质量分数无显著性差异。2种烟草的地上部生物富集系数和地下部向地上部转移系数均大于1;在徐州土壤上,云烟87和K326的地上部生物富集系数分别高达23.09和28.16,茎向叶转移系数则分别达到3.18和3.40。种植云烟87和K326可显著降低土壤中CaCl_(2)提取态和NH4OAc提取态Cd质量分数,从而显著降低土壤中有效态Cd和总Cd质量分数。烟草K326的Cd吸取总量(285.0-310.2µg∙pot^(-1))显著高于云烟87(254.8-261.2µg∙pot^(-1)),移除烟草植株后,云烟87和K326对土壤总Cd的去除率最高分别可达8.4%和9.4%。云烟87和K326可作为高积累性作物,对轻度污染耕地土壤具有较大的Cd减量修复潜力。

炭基微生物菌剂对红壤性水稻土-水稻系统中Cd行为的影响

为探讨炭基微生物菌剂使土壤Cd生物活性降低和水稻对Cd吸收减少的可能性,采用盆栽试验,以单施NPK化肥为对照(CF),对比分析了石灰、牡蛎壳粉和炭基微生物菌剂对Cd污染红壤性水稻土土壤化学性质、土壤Cd形态分布和水稻Cd吸收迁移的影响。结果表明,添加石灰和牡蛎壳粉均可显著提高土壤pH值(增加0.31~0.86个单位),添加炭基微生物菌剂能提高土壤总有机碳(TOC)含量,较CF增幅为10.04%(P<0.05)。添加石灰、牡蛎壳粉和炭基微生物菌剂均对生物有效Cd(DTPA有效态、酸可提取态)含量有显著的降低作用。与对照相比,添加石灰、牡蛎壳粉和炭基微生物菌剂处理的DTPA有效态Cd含量分别显著降低了24.97%、19.52%和17.13%(P<0.05),同时促进土壤Cd从酸可提取态向残渣态转化。此外,添加炭基微生物菌剂对水稻成熟期的根系、茎叶和籽粒的干物质积累均具有较明显的促进作用。与对照相比,石灰和炭基微生物菌剂处理后糙米Cd含量分别降低了42.83%和54.57%(P<0.05),糙米对土壤Cd的生物富集系数(BCF)降低了41.57%和53.93%(P<0.05)。相关分析结果显示,土壤DTPA有效态Cd含量与pH值呈显著负相关,水稻植株(糙米、茎叶、根系)Cd含量与酸可提取态和可还原态Cd含量呈显著正相关(P<0.05)。线性预测方程证明糙米中Cd积累直接来自根系和秸秆的转移,而且土壤中酸可提取态Cd是糙米中Cd积累的最佳预测因子。综上,石灰、炭基微生物菌剂对Cd污染红壤性水稻土都表现出很好的修复效果,从降镉和协同提升土壤质量的角度来看,炭基微生物菌剂可作为一种比较理想的镉污染稻田土壤修复改良剂。本研究结果为南方红壤性稻田Cd污染治理提供了新思路。

蚯蚓和铁处理对苹果根铁营养影响

试验于2007～2009年在河北省永年县曹庄村和中国农业大学曲周实验站进行。在苹果树根际用不同价态的2500、5000、10000、20000mg/kg的铁处理玉米秸秆后接种蚯蚓,研究蚯蚓和铁对苹果根系生长、蚯蚓对铁的富集转移及根质外体铁的影响。结果表明:蚯蚓对铁有很大的富集量,在20000mg/kg(试验所用最高浓度)二价铁和三价铁处理的秸秆中可以成活并把秸秆转化为蚯蚓粪,促进根系生长,提高根的质外体铁含量,蚯蚓对二价铁的适应性高于三价铁。蚯蚓可将有机物料中的铁转移到果树根系内,5000mg/kg铁处理增加蚯蚓体内Fe2+含量和根质外体铁含量效果最好,蚯蚓、蚯蚓粪和根中的全铁含量随铁处理浓度的增加而增加。铁显著促进果树根系生长,没有用铁处理过的秸秆接种蚯蚓诱导的新根量明显少于用铁处理的,两种不同价态的铁都是以5000mg/kg的新根量最多。蚯蚓显著促进根系生长,没有接种蚯蚓的处理新根量显著少于接种蚯蚓的处理。

外源硒在魔芋不同生育时期不同器官中的含量变化研究

通过在土壤中添加不同浓度外源硒,了解硒对魔芋生长的影响,以及在魔芋生长的不同时期硒在不同器官中的吸收分布情况。试验选用杂交品种‘安魔128’芋鞭作为供试材料,采用盆栽的方式,通过在魔芋根部浇灌不同浓度的亚硒酸钠水溶液,测定各器官在不同生育时期的硒含量。结果发现:(1)在魔芋展叶期,随着硒浓度的增加,各器官硒含量均逐渐增加,表现为球茎>叶柄>叶片。(2)在球茎膨大期,各器官硒含量在不同硒浓度下达到最大值;当硒浓度超过16 mg/kg时,叶片及球茎中硒含量均显著降低,表明高硒处理对植株的生长发育造成了影响。(3)随着硒浓度的增加,叶片、叶柄及球茎中的硒含量均呈现先富集后减少的趋势,在硒浓度为16 mg/kg时达到最大;随着魔芋生长至成熟,叶片及叶柄硒含量均有向球茎转移的趋势。(4)不同生育时期叶片中硒含量是相互影响的,叶柄中硒含量最终由其他途径转移而来,且硒有从其他器官向球茎中转移的趋势。因此,我们认为适于魔芋生长发育及各器官硒含量积累的最适硒浓度范围为≤16 mg/kg,且在魔芋不同生育时期各器官中硒含量之间相互影响和转移。

四种湿地植物对酸性老窑水修复潜力研究

以阳泉市山底河流域四种常见的湿地植物水葱、芦苇、香蒲和莎草为例,通过盆栽试验,对比其在自来水和酸性老窑水中的生长和生理状况及体内S、Mn、Zn含量,并选用熵权TOPSIS评价法综合评价其对酸性老窑水的耐受性和污染物吸收能力,以此来探究四种植物对酸性老窑水的修复潜力。结果表明,在酸性老窑水的影响下,四种植物体内的S、Mn、Zn含量均高于对照组,香蒲和水葱的生长受到促进,芦苇和莎草的生长受到抑制;通过熵权TOPSIS评价法来评价四种植物的耐受性和对老窑水中污染物的吸收能力,有效避免了主观因素的影响,在四种植物中,香蒲对酸性老窑水的修复潜力最强。

几种叶类蔬菜对砷吸收及累积特性的比较研究

运用水培试验方法,比较了5种叶类作物对砷的吸收特性。结果表明,当营养液中砷浓度为2、4、8mg·L-1时,芹菜(Apium graveolens L.)、苋菜(Amaranthus mangostanus L.)和空心菜(Ipomea aquatica L.)地上部分生物量均显著降低(P<0.05),而莴苣(Lactuce sativa var.longifolia)和生菜(Lactuce sativa L.)的地上部生物量与CK相比差异不显著,表现出相对更高的耐受性;从不同叶类蔬菜对砷的累积来看,在培养液砷浓度为10mg·kg-1时,空心菜地上部分对砷的累积量最高、达1623μg·pot-1,莴苣最低、为45.58μg·pot-1,5种叶类蔬菜累积量大小顺序为:空心菜>芹菜>苋菜>生菜>莴苣。不同砷浓度培养液下,莴苣和生菜对砷的转移系数均值分别为0.02和0.03,富集系数均值分别为2.75和2.66,低于其他蔬菜。该研究结果为应用水培方法快速初步筛选砷低吸收作物提供了依据。

喀什城郊温室土壤-蔬菜系统重金属污染特征及环境风险效应

为探究喀什城郊温室土壤-蔬菜系统重金属的污染特征及环境风险效应,以喀什土壤背景值为参比,对喀什城郊土壤和蔬菜中Cu、Ni、Zn、Cr、As、Cd、Pb等7种重金属的含量进行检测,结果表明,喀什城郊土壤中Cu、Ni、Zn、As、Cd平均浓度分别超标0.09、0.11、1.75、1.80、3.07倍;地积累指数表明,土壤重金属的Igeo依次为Cd>As>Zn>Ni>Cu>Cr>Pb;潜在生态风险评价指标表明,各重金属的Er依次为Cd>As>Cu>Pb>Zn>Ni>Cr,土壤综合生态风险指数RI为165.34.喀什城郊温室蔬菜重金属平均含量均在国家食品安全标准限值内;富集系数表明,重金属在蔬菜中的富集能力依次为Cd>Zn>Cu>Ni>Cr>Pb>As;目标危险系数表明,食用研究区温室蔬菜的THQ依次为As>Cd>Pb>Cu>Zn>Ni>Cr,且成人通过饮食蔬菜摄入重金属的健康风险高于儿童.喀什城郊温室蔬菜地土壤综合生态风险程度为中等,最主要的生态风险因子Cd处于中等污染水平;蔬菜未受到重金属明显污染,但其对Cd的富集能力较强,As是健康风险最大的贡献因子,应该引起重视.