磷营养对苗期水稻地上部累积镉的影响

采用人工控制光温条件的营养液培养方法，研究了营养液中磷营养对苗期水稻吸收不同浓度镉的影响。结果表明，（1）随着生长介质中磷营养浓度（磷的处理浓度为5，10，15mg／L）的增加，水稻植株的生物量和株高无明显变化；在各个磷处理水平上，随着镉浓度的增加，水稻地上都钢含量呈增加的趋势。（2）随着营养介质中磷浓度的增大，Cd0．1，Cd0．5，Cd1．0处理的水稻地上部钢含量均呈增加趋势，尤其是高镉浓度处理的植株。这说明营养介质中的磷在一定水平上可促进水稻对镉的吸收。

镉胁迫条件下淹水时间对水稻吸收累积镉的影响

采用盆栽试验方法,以外源添加镉(Cd)模拟土壤镉污染,研究水稻不同生育期(分蘖盛期和灌浆期)淹水以及淹水时间对水稻产量及吸收累积Cd的影响。结果表明,与常规灌溉处理(CI)相比,其他不同淹水时间处理均出现一定程度减产,其中全生育期湿润灌溉(WI)、分蘖盛期开始淹水1~4周(T1、T2、T3和T4)5个处理的水稻产量显著下降,降幅分别为23.7%、16.0%、15.5%、20.2%和18.6%。随着淹水时间的延长,糙米Cd含量呈下降趋势,其中以全生育期淹水处理(WF)的糙米Cd含量最低,仅为WI的3.4%。在相同淹水时间条件下,分蘖盛期开始淹水1~4周处理的糙米Cd含量较灌浆开始淹水1~4周处理(F1、F2、F3和F4)分别降低了27.1%(P<0.05)、46.6%(P<0.05)、56.0%(P<0.05)和35.2%,平均降幅为41.2%。水稻茎叶Cd含量与糙米Cd含量的变化趋势基本相同。水稻茎叶对Cd的转运效率随淹水时间的延长呈下降趋势。不同处理的水稻茎叶和糙米Cd富集系数变异极大,其中WI的糙米、茎叶Cd富集系数分别为WF处理的29.0和18.8倍。淹水能有效抑制水稻对Cd的吸收累积,抑制效果与淹水时间呈正相关,且分蘖盛期淹水对水稻茎叶和糙米Cd累积的抑制效果优于灌浆期淹水。

施用钾肥(KCl)的土壤对作物吸收累积镉的影响

本文研究在镉污染的土壤上施用钾肥（KCl）对水稻、小麦在不同生育期吸收累积镉的影响。结果表明：KCl对这两种作物吸收镉均有促进作用，KCl对水稻吸收镉的促进效率高于小麦，其可食部分含镉量是：麦粒＞糙米。

万载县受污染耕地安全利用区镉低累积水稻品种比较试验

为筛选出适合江西省万载县轻度污染安全利用区种植,并具有镉低累积特性的水稻品种,利用万载县常用的7个常规水稻品种,结合土壤调酸措施开展相关试验。结果表明,在土壤为镉低污染的情况下,玖两优10、永优9380和盛泰优9712稻谷镉累积系数较小,分别为0.33、0.32、0.40,可以作为当地镉低污染区推广的低累积品种。在土壤为镉低污染的情况下,采取每667 m2施用200 kg生石灰调酸措施,可减少稻谷对镉的吸收,其中玖两优10、永优9380、盛泰优9712、佳优1751、六福优1056和恒丰优金丝苗6个水稻品种稻米镉含量均低于《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762—2022)限值。综合考虑稻谷镉累积量和单位面积产量,在镉低污染土壤区7个试验品种中,不管是否采取调酸措施,玖两优10均为最佳品种。

玉米籽粒高/低镉积累自交系不同生育期的镉累积特性研究

玉米是潜在的植物修复材料,研究镉(Cd)胁迫下玉米籽粒镉高/低积累自交系不同生育期的镉累积特性,为选育籽粒Cd低积累和高富集玉米品种提供参考。于安徽农业大学试验农场对籽粒镉高积累(‘Zhong69’)和低积累(‘K22’)的玉米自交系进行盆栽试验,测定苗期、拔节期、抽雄期、灌浆期、乳熟期、蜡熟期、完熟期7个生育期的根、茎、叶和籽粒4个部位的生物量、Cd质量分数等指标,并采用逐步回归法分析玉米不同生育期各部位Cd质量分数对总生物量的影响及其贡献程度。结果表明,Cd胁迫抑制‘Zhong69’生长,而对‘K22’生长影响较小。Cd胁迫下‘Zhong69’各生育期的根、茎、叶和籽粒Cd质量分数分别是‘K22’的1.07-2.02、3.48-14.0、7.87-23.8、65.4倍。两自交系镉积累特性分别为:‘Zhong69’为叶>茎>根>籽粒,叶片Cd积累量占整株总量比例在42.3%-92.0%之间,随生育期呈先降后升趋势;‘K22’为根>叶>茎>籽粒,根部Cd积累量占整株总量比例在37.8%-66.2%之间,无明显变化规律。Cd胁迫下,‘Zhong69’和‘K22’的Cd质量分数在苗期最高,分别为6.60mg·kg^(-1)和4.60mg·kg^(-1);Cd积累量在苗期最低,分别为3.63μg和0.96μg,在灌浆期达到最高,分别为222μg和77.5μg。逐步回归分析表明,Cd胁迫下,‘Zhong69’总生物量主要受茎部和叶片Cd质量分数共同影响,呈显著负相关(P=0.028),而‘K22’总生物量仅受茎部Cd质量分数影响,呈显著正相关(P=0.008)。该研究表明,‘Zhong69’和‘K22’的主要Cd积累部位分别为叶片和根部;茎部和叶片Cd质量分数是影响玉米植株总生物量的潜在影响因素,苗期至灌浆期是玉米吸收Cd的重要时期,灌浆期是修复Cd污染土壤的关键时期。

3类朝天椒重金属健康风险评价与镉吸收累积差异

为探究遵义市朝天椒的健康风险及其吸收累积风险元素镉(Cd)的差异,采用目标危害系数法评价了3类朝天椒(按形状分为指型、锥型与圆型)果实重金属镉(Cd)、砷(As)、铅(Pb)、铜(Cu)、锌(Zn)的健康风险,并通过盆栽试验探究3类朝天椒对Cd的吸收累积差异的机制。结果表明,研究区3类朝天椒仅存在Cd超标现象,指型朝天椒、锥型朝天椒与圆型朝天椒的果实对土壤Cd的富集系数(biological enrichment factor,BCF)分别为0.35、0.25、0.15。食用圆型朝天椒危害指数最低,食用指型朝天椒危害指数最高,健康风险主要来源于Cd。盆栽试验的3类朝天椒果实Cd含量表现为:指型朝天椒>锥型朝天椒>圆型朝天椒,前两者果实Cd含量超标(>0.1 mg·kg^(-1)),而圆型朝天椒果实Cd含量未超标;圆型朝天椒对土壤Cd的富集系数及其茎向果实的Cd转运系数(transport factor,TF)TF_(果/茎)和叶向果实的Cd转运系数(TF_(果/叶))均显著低于指型朝天椒。指型朝天椒与圆型朝天椒的根向地上部转运Cd的能力(TF_(地上部/根))差异不显著;相关性分析显示,辣椒果实Cd含量与BCF呈显著正相关,与TF_(果/茎)和TF_(果/叶)呈极显著正相关,与TF_(地上部/根)相关性不显著。可见,圆型朝天椒对土壤Cd的低富集能力和其地上部营养器官(茎叶)对Cd的再分配能力较弱是其低Cd风险的原因。综上,建议研究区居民种植与食用圆型朝天椒,并采取阻控措施降低辣椒Cd超标风险。

超级稻及其再生稻镉累积特性及安全风险分析

【目的】研究超级稻湘两优900及其再生稻镉累积特性,探明再生稻镉安全风险。【方法】以超级稻湘两优900为研究对象,在温室大棚中进行镉(Cd)添加试验,设置0(CK)、0.2、0.4、0.8、1.2和1.5 mg·kg^(-1)等6个镉质量浓度处理,研究头季和再生稻根、茎、叶、稻米中Cd含量和累积规律,并进行安全风险评价。【结果】头季和再生稻各器官Cd含量随镉浓度的增加而增加,各器官Cd含量依次为:根>叶>茎>稻米;相同处理下,再生稻各器官Cd含量均低于头季。头季根系Cd含量为0.231 7~0.958 1 mg·kg^(-1),再生稻为0.212 8~0.780 2 mg·kg^(-1),较头季低5.1%~20.5%,平均降幅15.2%;头季稻茎Cd含量为0.021 2~0.084 6mg·kg^(-1),再生稻为0.018 9~0.062 1mg·kg^(-1),较头季稻Cd含量降低10.8%~42.6%,平均降幅29.7%;头季稻叶片Cd含量为0.027 3~0.115 7 mg·kg^(-1),再生稻叶片Cd含量为0.024 5~0.068 9 mg·kg^(-1),较头季降低10.3%~65.6%,平均降幅45.5%;头季稻米Cd含量为0.017 2~0.051 6 mg·kg^(-1),再生稻米Cd含量为0.015 0~0.031 2 mg·kg^(-1),较头季稻米Cd含量降低12.8%~53.1%,平均降低幅度33.2%,除CK外,相同Cd浓度下,头季与再生稻稻米镉含量差异显著(P<0.05)。Cd在水稻各器官中富集能力大小依次为:根>叶>茎>稻米。再生稻各器官风险系数均小于1。【结论】再生稻各器官中Cd含量均低于头季稻,头季留桩保留的具有生物活性的根、茎没有对再生稻产生镉迁移风险,以超级稻湘两优900进行再生稻生产时,再生稻镉安全风险低于头季,是一种较常规双季种植更为安全的水稻生产方式。

镉锌复合污染对小麦籽粒镉累积的影响和有机肥调控作用

小麦盆栽试验结果说明,当外源Cd为10mg·kg-1时,Zn的加入减少了Cd在小麦籽粒中的累积,表明Zn对Cd有拮抗效应;当外源Cd为100mg·kg-1时,Zn的加入促进了Cd在小麦籽粒中的累积,表明Zn对Cd有协同效应。Cd-Zn复合污染对小麦籽粒产量的交互效应的试验结果也得出相同结论。施猪厩肥显著提高了Cd单一污染与500mg·kg-1Zn、100mg·kg-1Cd复合污染土壤上小麦籽粒Cd含量。应用同位素示踪法和离子交换平衡法证实,109Cd、65Zn为复合体系共存与单一存在相比较,HA(FA)-65Zn络合物稳定性有明显的提高,HA(FA)-109Cd络合稳定性明显降低,且HA(FA)-109Cd的稳定性小于HA(FA)-65Zn。盆栽试验还说明猪厩肥降低了1000mg·kg-1Zn与100mg·kg-1Cd复合污染土壤上小麦籽粒Cd含量,是由于高剂量Cd、Zn污染的毒性所致。利用有机肥调控镉锌复合污染必须考虑其污染水平与比例、交互效应、土壤有效态含量、有机肥的络合作用、络合物稳定性及其竞争机制与肥力效应。

不同氮肥品种对不同类型土壤苋菜镉累积的影响

为探究不同氮肥品种对不同类型土壤苋菜镉(Cd)累积的影响,采用盆栽试验,以苋菜(Amaranshus mangostanus L.)为供试作物,在黄棕壤和赤红壤上设置尿素、硫酸铵、硝酸钠、硝酸铵及无肥(CK)5种处理,氮肥施用量均为N 200 mg/kg。结果表明:在黄棕壤上,尿素处理下苋菜地上部和地下部Cd含量和Cd累积量增幅最大,分别增加了59%、90%和243%、259%;在赤红壤中,硫酸铵处理下苋菜地上部和地下部Cd含量和Cd累积量增幅最大,分别增加了56%、114%和141%、293%。在两种土壤上施用硝酸钠显著降低了苋菜对Cd的吸收和累积,其中地下部Cd累积量分别低至0.03和0.06μg/盆。因此,建议在黄棕壤上施用尿素,在赤红壤上施用硫酸铵,在提高苋菜生物量的同时,还能强化苋菜对Cd的吸收累积效果。

镉氮交互作用对小白菜生长及其体内镉累积的影响

采用温室盆栽试验,研究了镉氮交互作用对小白菜植株的干重和镉累积的影响。结果表明:在试验范围内,土壤施氮显著改善小白菜植株的生长状况,土壤镉污染水平对小白菜植株地上部分和根系干重的影响差异不显著。土壤镉污染显著导致镉在植株体内的累积,镉污染水平对小白菜植株镉浓度和镉累积量的影响差异显著。施氮条件下植株镉浓度的变化趋势因土壤镉污染水平不同而异,施氮在促进生长的同时,在一定程度上也促进了植株对镉的吸收和累积。植株地上部镉累积明显大于根系镉累积,且土壤外源镉污染水平下小白菜植株没有表现出镉毒害症状,说明小白菜植株地上部具有耐镉并累积镉的特性。

外源NO对镉胁迫下东南景天生长和镉累积的影响

为探明一氧化氮(NO)对东南景天镉超积累的效应,设置3个镉浓度(Cd0、Cd10、Cd100)和5个外源NO(SNP)水平,在营养液培养条件下研究了不同外源NO供体硝普钠(SNP)水平对超积累东南景天生长和镉累积的影响。结果表明:随着外源NO浓度的增加,东南景天根的生物量在Cd0、Cd100水平时增加1.4%～36.73%,Cd10水平时则降低(SNP0.05水平除外),Cd100水平下茎、叶生物量、生物总量分别增加8.4%～14.5%、16.9%～22.0%和12.6%～18.7%(SNP0.1水平除外)。东南景天不同部位的镉含量及累积量和整株镉累积量随着外源NO浓度增加而显著增加。外源NO提高Cd10水平下超积累东南景天Cd的吸收速率2.9%～79.8%,提高2个镉水平下超积累东南景天Cd的转运速率分别为0.5%～81.9%和16.4%～32.0%。外源NO可促进东南景天生长和Cd的吸收累积,其效应与NO浓度和Cd水平有关。

不同栽培方式香菇对有害重金属镉累积特性的比较

比较香菇在高棚层架和露地畦床式栽培条件下,镉(Cd)在香菇内的积累数量,结果表明,当培养基中Cd浓度较高时,以高棚层架栽培方式对Cd的富集能力较强,比露地畦床式栽培方式Cd含量提高16.21%;当培养基中Cd含量不高时,以露地畦床式栽培方式对Cd的富集能力较强,比高棚层架栽培方式Cd含量提高3.58%。

中国水仙镉累积特性研究

以中国水仙为材料,采用水培方法,研究了镉胁迫对水仙生长和镉累积特性的影响。结果表明:随着镉处理浓度的增加,水仙鳞茎和根系生物量显著降低,镉处理对叶片生长没有显著影响;镉对叶片叶绿素含量影响不显著,当镉处理浓度达到2 mg·L^(-1)时,叶片叶绿素a和叶绿素b含量达到最高;水仙各器官镉累积能力较高,随着镉处理浓度的增加,各器官镉含量也在增加,当镉处理浓度达到8 mg·L^(-1)时,根、鳞茎和叶片中镉含量分别为211.028 mg·kg^(-1)、217.695 mg·kg^(-1)和2397.200 mg·kg^(-1)。

灌溉方式对土壤有效镉含量与双季稻产量形成及镉累积分配的影响

以‘陵两优211’和‘威优46’为材料,通过大田试验比较研究了全生育期5 cm淹水灌溉与间歇灌溉对土壤有效镉含量与水稻产量形成及镉累积分配的影响。结果表明:(1)灌溉方式显著影响水稻产量,早、晚稻均以淹水灌溉处理产量较高,其原因主要是淹水灌溉处理具有较高的有效穗数、株高、叶面积和干物质积累量;(2)灌溉方式对早、晚稻土壤有效镉含量影响一致,分蘖盛期处理间有效镉含量无显著差异,孕穗阶段以间歇灌溉处理显著较高,而灌浆阶段以淹水灌溉处理显著较高;(3)镉在水稻各器官中分布不均匀,各器官镉含量呈现根系>茎鞘>叶片>稻穗的趋势;(4)除成熟期根系外,间歇灌溉条件下早、晚稻生育中后期各器官镉含量均显著高于淹水灌溉处理;间歇灌溉使水稻籽粒镉含量明显增大,且晚稻增加更明显;(5)早、晚稻成熟期茎秆镉积累量与地上部镉积累总量均以间歇灌溉处理较高。可见,灌溉方式能影响土壤有效镉含量与早晚稻产量及籽粒镉含量,实行全生育期5 cm淹水灌溉能获得较高产量,且籽粒镉含量显著降低。

不同磷肥品种对苋菜镉累积的影响

采用盆栽试验,以苋菜(Amaranshus mangostanus L)为供试作物,在两种酸性土壤上施用磷酸氢二钾、过磷酸钙、钙镁磷肥、磷矿粉4种不同磷肥,探究其对苋菜生长及其磷、镉累积的影响。结果显示:在两种酸性土壤中施用磷肥显著增加苋菜生物量,降低苋菜地上、地下部镉含量。与其他施磷肥的处理相比较,黄棕壤和赤红壤中钙镁磷肥处理的苋菜地上部镉含量降低幅度最大,分别为58.4%和77.7%。在两种土壤类型上施用不同磷肥苋菜的磷、镉累积量都增加,黄棕壤中,过磷酸钙处理的地上部、钙镁磷肥处理的根部镉累积量增幅最大;赤红壤中,磷酸氢二钾处理地上部、钙镁磷肥处理根部镉积累量最大。结果表明:在两种酸性土壤上分别施用不同种类的磷肥,苋菜对镉、磷的吸收和累积具有差异性。与其他处理相比较,在黄棕壤中施用过磷酸钙,苋菜地上部镉累积效果较好;在赤红壤中施用磷酸氢二钾,苋菜地上部镉累积效果较好。

长期不同施肥下紫色土-作物体系镉累积及安全性评估

【目的】利用连续施肥23年(1991—2014)的稻麦长期定位试验,研究长期不同施肥对土壤-小麦/水稻轮作体系镉(Cd)累积的影响,为西南紫色土地区农产品质量安全和合理施肥提供科学依据。【方法】利用8个长期不同施肥处理:(1)CK(不施肥对照);(2)N(只施氮肥);(3)NK(只施氮、钾肥);(4)NPK(施氮、磷、钾肥);(5)NPK+M(化肥+猪、牛粪);(6)NPK+S(化肥+稻草还田);(7)1.5NPK+S(1.5倍化肥+稻草还田);(8)(NK)_(Cl)P+S(含氯化肥+稻草还田)。分别测定不同年际间土壤中全镉和有效镉含量以及作物中的镉含量,并评估镉的累积程度。【结果】随着施肥年限的增加,土壤全镉含量逐年提高;长期不施磷肥的CK、N、和NK处理土壤全镉累积提升较慢,施用磷肥、有机肥及含氯化肥处理提升较快,其中以NPK+M、1.5NPK+S和(NK)_(Cl)P+S处理土壤全镉含量提升最快,23年后分别增加了1.18、1.18、1.15 mg·kg^(-1);除不施磷肥处理外,其他所有处理土壤全镉含量均超过土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(GB15618—2018)中的土壤镉污染风险筛选值0.6mg·kg^(-1)。长期施肥处理的土壤有效镉含量均明显高于不施肥对照,其中长期施用N、(NK)_(Cl)P+S和1.5NPK+S处理土壤有效镉含量提升幅度较大。随着试验年份的增加各施肥处理水稻籽粒中镉含量呈上升趋势,但均未超过食品安全国家标准(GB 2762—2017,Cd≤0.2 mg kg^(-1));小麦籽粒中镉含量在不同年际间没有明显变化,除长期施用含氯化肥(NK)_(Cl)P+S处理籽粒中镉含量超过食品中污染物限量标准外(GB 2762—2017,Cd≤0.1 mg kg^(-1)),其他处理均未超标。【结论】本试验条件下,长期不同施肥、特别是施用磷肥和猪、牛粪有机肥均提高了土壤全镉含量,增加了其生态风险;而长期施用含氯化肥因使土壤p H下降而提高了有效镉含量,并导致小麦籽粒中镉含量超标。因此,防止镉因施肥等途径进入农田,是保证农产品安全生产的重要环节。

外源铁对水稻累积土壤镉的影响

为了解外源铁对水稻累积土壤镉(Cd)的影响,采用盆栽实验研究硫酸亚铁和氯化亚铁对土壤有效态Cd含量、水稻根表铁膜及其吸附的Cd含量的影响.结果表明,添加硫酸亚铁和氯化亚铁均可显著降低淹水条件下土壤中的有效态Cd含量;分别向土壤中添加60,120,240 mg·kg^(-1)的外源铁可使水稻根膜铁含量提升25.0%~59.7%,铁膜吸附Cd含量提升14.0%~116%;添加外源铁不同程度地降低了水稻根、茎叶中Cd含量,当铁添加量达到120 mg·kg^(-1)时,两种外源铁的添加均能将糙米Cd含量控制在安全范围内,且添加硫酸亚铁的效果优于氯化亚铁.

菜籽饼对土壤可溶性镉含量和水稻镉累积的影响

为菜籽饼肥在镉污染地区的安全利用提供参考,在镉污染程度为1.33mg/kg的土壤中施用不同添加量[0(对照)、0.5%和1.0%]的菜籽饼,进行水稻(湘晚籼12号和威优46号)种植盆栽试验,测定水稻分蘖期、孕穗期、灌浆期、蜡熟期和成熟期5个时期的土壤孔隙水的可溶性有机碳(DOC)、可溶性有机氮(DON)和土壤可溶性镉含量及各时期水稻各部位的生物量和镉含量。结果表明:1)施用菜籽饼后,土壤孔隙水中DOC、DON和土壤可溶性镉含量均迅速显著上升,在水稻分蘖期达到最大值,之后在分蘖期到孕穗期显著下降,并随着水稻生育期的延长趋于稳定。2)施用菜籽饼均能不同程度地促进水稻生长并增加水稻对镉的吸收和累积,与对照相比,施用0.5%~1.0%的菜籽饼,湘晚籼12号和威优46号两个水稻品种体内镉累积量在分蘖期、孕穗期、灌浆期、蜡熟期和成熟期分别增加0.09~1.94μg/株和0.71~0.44μg/株、0.86~2.53μg/株和1.16~1.12μg/株、3.54~4.65μg/株和2.19~0.49μg/株、2.30~3.26μg/株和0.70~1.08μg/株、3.07~8.72μg/株和1.01~7.54μg/株。3)土壤孔隙水中DOC、DON与可溶性镉含量之间存在极显著的正相关关系。在一定程度的镉污染稻田土壤中种植水稻,施用菜籽饼可能会通过增加土壤孔隙水中可溶性镉的含量,促进水稻对镉的累积,增加稻田中镉对人体健康的风险。

脱落酸对镉胁迫下茴香植株生长及镉累积的影响

以内蒙古小茴香为试验材料,采用营养液培养方法,研究了镉(2 mg/L)胁迫下脱落酸(0、1、5、10、15、20μmol/L)对茴香植株生长、生理指标及对镉累积的影响.结果表明,镉胁迫下,低浓度脱落酸处理促进茴香植株生长,高浓度脱落酸处理抑制茴香植株生长;高浓度脱落酸处理显著抑制茴香植株地上部鲜重,而对根系鲜重和干重无显著影响;高浓度脱落酸处理不利于叶绿素合成.镉胁迫下,随脱落酸浓度增加,可溶性糖含量显著降低;可溶性蛋白质和脯氨酸含量大致呈先增加再降低趋势;丙二醛含量呈显著降低趋势.镉胁迫下,高浓度脱落酸含量显著降低茴香植株地上部镉累积量.总的来说,高浓度脱落酸处理显著抑制茴香植株地上部生物量的累积,并降低茴香植株地上部镉累积量.