科研产出
紫云英和石灰配施对水稻镉吸收的影响
《浙江农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：通过盆栽试验研究了单纯紫云英翻压(GM),以及紫云英与石灰共施(GM0HL)、紫云英+常量石灰晚施(GM5HL)、紫云英+减量石灰晚施(GM5LL)等处理对土壤性状、水稻根表铁膜及水稻对镉吸收转运的影响.结果表明,相较于对照(CK),翻压紫云英可显著(P<0.05)提高土壤有机质含量 2.1~2.7 g·kg-1.相较于GM处理,增施石灰后,土壤pH值显著提高0.38~0.78 个pH单位,且土壤有效态Cd含量显著降低21.71%~41.28%.在紫云英快速腐解末期,增施了石灰的处理(GM0HL、GM5HL、GM5LL),土壤Eh显著高于GM处理.与CK相比,GM0HL、GM5HL、GM5LL 处理在分蘖期的水稻根表铁膜 Fe 含量分别显著下降43.34%、38.82%和29.00%,根表铁膜Cd含量分别显著下降43.72%、35.56%和12.72%.主成分分析的结果显示,土壤pH值和有机质含量是影响水稻Cd吸收的关键因子,提高土壤pH值和有机质含量可以降低土壤Cd有效性,增加水稻根表铁膜厚度和根表铁膜Cd含量,从而抑制水稻对Cd的吸收.在试验条件下,紫云英翻压 5d后减量施用石灰,既可以达到较好的降Cd效果,又能在一定程度上减少Cd污染耕地的治理投入.
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矿物源调理剂对南方酸性镉污染水稻农田的修复作用
《土壤与作物 》 2023
摘要：为验证土壤调理剂在江西新余酸性镉(Cd)污染稻田上的应用效果,采用田间小区试验,研究了以牡蛎壳、石灰石等为原料的 5种矿物源调理剂对土壤Cd、水稻产量及各部位中Cd含量的影响.结果表明:与对照相比,施用矿物源调理剂使土壤pH上升了1.17~1.69个单位,阳离子交换量增加了13.1%~41.2%;土壤有效态Cd含量降低了0.25%~18.8%;水稻根系、茎秆、叶片、谷壳和糙米中Cd含量分别显著降低了 4.81%~48.0%、44.7%~84.9%、38.5%~76.9%、45.8%~79.2%和 43.4%~75.5%,水稻产量增加了 0.81%~17.9%.水稻不同部位中Cd富集系数表现为:根系>茎杆>叶片>糙米>谷壳,进入水稻体内的Cd主要富集在根系、茎杆和叶片部位.水稻各部位中Cd含量与土壤有效态Cd含量呈极显著正相关关系(P<0.01),而与土壤pH呈极显著负相关关系(P<0.01).矿物源调理剂通过降低土壤Cd活性,可阻控Cd进入水稻迁移与富集,且能增加水稻产量.
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起垄栽培对土壤理化性质、粉葛生物量及其重金属镉富集的影响
《生态科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为研究新余地区镉污染稻田治理方法,筛选稻田替代种植经济作物,以赣葛 1 号为试验材料,设置 2 种栽培方式(平作、垄作),分析起垄栽培对土壤理化性质、镉含量、粉葛葛根产量、生物量及其对重金属镉富集的影响.结果表明,与平作栽培相比,垄作栽培增加了粉葛块根产量(13.96%)和地上部生物量(7.02%).垄作栽培增加了土壤pH、有机质、阳离子交换量、全镉和有效态镉含量,增幅分别为 7.34%、11.48%、0.97%、16.67%和 8.00%.垄作栽培还提高了粉葛块根、葛渣、葛头和叶片中镉含量,分别增加了 67.74%、52.24%、20.51%和 5.43%,但减轻了葛粉、主藤和侧枝中镉含量,分别降低了 20.00%、10.13%和 3.54%.粉葛不同部位中镉含量表现为:侧枝>主藤>葛头>叶片>块根.综上,起垄栽培可改善土壤环境,提高粉葛产量和生物量,但有增加土壤和粉葛中镉含量的风险.
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基于多指标的镉低积累水稻品种筛选
《浙江农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为筛选高产且镉低积累水稻品种,选择江西省新余市主推的 10 个早稻和 12 个晚稻品种为材料,采用田间小区试验,比较不同水稻品种在轻度镉污染农田对镉吸收、积累和富集的差异,测定不同水稻品种的产量、糙米镉含量、富集系数和转运系数等指标.结果表明,不同水稻品种的糙米镉含量差异较大(P<0.05),早稻品种糙米中镉含量为0.11~0.25 mg·kg-1,晚稻品种糙米中镉含量为0.05~0.21 mg·kg-1,其中启两优1639、陵两优171 和兴安香占等水稻品种糙米的镉含量超过国家限量标准值(0.20 mg·kg-1).早稻品种糙米对土壤镉的富集系数为 0.26~0.57,晚稻为 0.17~0.73;早稻品种谷壳-糙米转运系数为 1.12~2.62,晚稻为0.26~2.75;糙米镉含量与富集系数、转运系数相一致.不同品种水稻产量为 6.30~11.69 t·hm-2,早晚稻产量较高的分别是启两优1639 和甬优4949.通过多目标的聚类分析,兼顾水稻产量与糙米镉累积情况,筛选出早稻品种陵两优47、晚稻品种甬优4949 为新余市高产低镉品种.
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施用金属盐对土壤养分和水稻Cd吸收的影响研究
《江西农业大学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】金属离子与镉（Cd）的拮抗作用是减少水稻对Cd吸收的有效措施，探究增施金属元素对水稻Cd的影响机制，并筛选合适的金属盐阻控材料，减少水稻对Cd的吸收，揭示水稻不同部位Cd含量与多种拮抗元素间的相关性，对实现Cd污染稻田的轻简化治理具有重要的意义。【方法】以品两优华占为试验对象，通过向土壤中施加CaCl2、MnCl2、MgCl2、ZnCl2 4种金属盐，对处理前后土壤化学性状、有效态养分和有效态Cd含量以及收获后水稻秸秆、谷壳和糙米中Cd、Ca、Mn、Mg、Zn等元素含量进行了测定，进一步分析了各元素之间的相关性。【结果】施用金属盐会提高土壤中对应元素的有效态含量，其有效态含量增幅Ca＞Mn＞Mg＞Zn，增幅分别为添加量的203%、141%、96%和6.3%。金属盐添加后土壤中的DTPA可提取态Cd的含量没有显著性差异（P＞0.05）；添加CaCl2后，Cd从秸秆-谷壳、秸秆-糙米的转移系数分别增加54.5%和降低29.6%；添加MnCl2后，Mn从秸秆-谷壳、秸秆-糙米的转移系数分别下降23.0%和38.5%;ZnCl2的施用使Zn元素从秸秆-谷壳的转移系数增加了44.6%；所有处理对Mg元素的转移系数没有显著影响。多因素线性回归分析表明，土壤中有效锰和有效锌含量与水稻秸秆、谷壳和糙米中的Cd含量呈显著负相关，偏回归系数分别为-3.466**、-3.71**、-2.815*和-2.318**、-3.804**、-2.465*，土壤中交换性钙含量与水稻谷壳Cd含量呈显著正相关，偏回归系数为2.591*。【结论】通过向土壤中施入Zn2+、Mn2+和Mg2+，提高有效锌、有效锰和交换性镁，水稻Cd含量存在下降趋势。但由于交换性镁与Cd的相关性不显著且土壤颗粒对Zn2+存在强烈的吸附作用，影响了土壤有效锌的增加，因此增施含锰肥料是降低水稻Cd含量的有效措施。
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壳聚糖-果胶凝胶珠吸附剂的改性及其去除藻蓝蛋白中Pb(Ⅱ)的应用
《食品工业科技 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：壳聚糖-果胶凝胶珠(Chitosan-pectin gel beads,CPB)吸附去除食品中重金属具有较高的潜力,为提高其稳定性、再生利用性及吸附能力,本文采用明胶(Gel)和羧甲基纤维素钠(CMC)对CPB进行改性,利用扫描电镜(SEM)、比表面积与孔隙度分析(BET)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)、Zeta电位仪、X射线光电子能谱(XPS)及等技术表征其结构特性,优化吸附解析条件,并评估其对藻蓝蛋白中Pb(Ⅱ)的实际去除效果.结果显示,与CPB和Gel-CPB相比,CMC改性的CPB(CMC-CPB)热稳定性高、表面粗糙多孔、比表面积大(20.28±1.35 m2/g)及Zeta电位低,对金属离子吸附能力强,且解析再生利用率高.FTIR图谱分析显示改性前后CPB官能团结构未发生明显变化,其主要结构官能团为羧基、羟基和氨基.TG分析表明改性前后的CMC-CPB的热稳定性显著高于CPB和Gel-CPB(P<0.05).XPS光谱分析表明三种吸附剂成功吸附了Pb(Ⅱ),其中CMC-CPB对Pb(Ⅱ)的吸收峰最强.三种吸附剂(CPB、Gel-CPB和CMC-CPB)去除Pb(Ⅱ)的最佳 pH和温度分别为 6.0和 60℃,对 Pb(Ⅱ)的吸附过程均符合 Langmuir吸附等温模型(R2=0.9543~0.9811)和准二级动力学模型(R2=0.9963~0.9991),该吸附属于单分子层化学吸附,即-COO、-OH、-CO-NH与Pb(Ⅱ)之间的络合作用.根据Langmuir模型曲线评估,CMC-CPB对Pb(Ⅱ)的最大吸附容量qmax为69.37 mg/g,显著高于Gel-CPB和CPB(P<0.05).综合在藻蓝蛋白中的应用效果,CMC-CPB低成本高效安全地去除藻类和藻蓝蛋白食品中Pb(Ⅱ)具有更广阔的前景.
关键词： 壳聚糖-果胶凝胶珠 改性 吸附 藻蓝蛋白 Pb(Ⅱ)
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粉葛对农田土壤镉的富集特征
《环境工程技术学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：选用生长速度快、生物量大、经济价值高的富集植物是重金属生物修复新的突破口.为研究粉葛对农田土壤镉(Cd)的富集特征,采用大田试验探讨3种污染程度下粉葛不同部位葛根(葛粉和葛渣)、葛头、主藤、侧枝和叶片中Cd浓度.结果表明:粉葛不同部位中Cd浓度表现为侧枝(8.96 mg/kg)>主藤(6.85 mg/kg)>叶片(5.22 mg/kg)>葛头(2.80 mg/kg)>葛渣(1.36 mg/kg)>葛根(1.21 mg/kg)>葛粉(0.16 mg/kg),且随土壤污染程度增加而增加,表现为中、高污染显著高于低污染(P<0.05).除葛根外,粉葛其他部位对土壤Cd的富集系数均大于1(1.09~8.65),转运系数为2.59~8.98.粉葛各部位中Cd的分配率表现为侧枝(35.64%~43.81%)>主藤(21.55%~25.49%)>叶片(15.40%~23.63%)>葛根(7.03%~9.94%)>葛头(5.99%~9.57%).粉葛各部位生物量表现为葛根>侧枝>叶片>主藤>葛头,粉葛对Cd移除量随土壤污染程度递增,具体为高污染(45.39 g/hm2)>中污染(39.96 g/hm2)>低污染(16.56 g/hm2).总体上,粉葛各部位中Cd浓度与土壤有机质、有效态Cd、总Cd浓度呈显著正相关,而与土壤pH均呈负相关.在Cd污染农田土壤治理中,粉葛(用作葛粉)对Cd污染农田土壤修复具有应用价值.
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长期施用猪粪和化肥对稻田土壤Cu、Zn和Cd含量及有效性的影响
《农业环境科学学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为研究有机肥与化肥处理下稻田土壤Cu、Zn、Cd含量之间的差异,并探明关键影响因子,本研究利用持续了35 a的长期定位试验,分析了土壤重金属全量及有效态、土壤理化性质和水稻产量,并利用多种统计分析方法研究了猪粪组和化肥组土壤Cu、Zn和Cd与土壤理化指标之间的关系.结果表明:与对照(不施肥)相比,长期施用猪粪使土壤Cu、Zn、Cd全量和有效态含量分别提高了134%~239%、57%~124%、58%~171%和191%~380%、285%~811%、61%~184%,并显著提升了土壤有机质(SOM)、阳离子交换量(CEC)及氮磷养分含量;而化肥处理对土壤重金属全量及有效态含量无显著影响,对土壤理化指标的提升相对较小.冗余分析(RDA)发现,猪粪组土壤全氮(TN)、CEC和速效磷(AP)分别解释了重金属方差变异的89.1%、6.4%和2.0%,化肥组土壤pH和全磷(TP)分别解释了方差变异的45.0%和22.2%,达到显著水平.进一步通过偏最小二乘路径模型(PLS-PM)分析发现,猪粪对重金属有效态的贡献远大于化肥,主要通过影响土壤重金属全量和CEC从而影响重金属有效性,其路径系数分别为0.6217和0.2953,均达到显著水平.猪粪组土壤重金属与理化指标之间由于"同源"关系呈显著正相关,而化肥组两者的关系受水稻生长活动等因素影响较大.研究表明,长期施肥可以通过调控土壤理化指标等影响重金属有效性,施用猪粪进行稻田土壤培肥的同时,需要注意土壤重金属的累积风险.
关键词： 长期施肥 稻田 铜 锌 镉 有效性 偏最小二乘路径模型(PLS-PM)分析
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基于田块尺度上糙米镉含量差异性分析
《环境生态学 》 2021
摘要：通过对糙米镉含量的差异性分析和合理采样数量研究,为农用地污染效果评估提供依据和指导。将采样量设置了10个水平(依次为:10、20、30、40、50、60、70、80、90和100),在江西省新余市4 hm~2范围内镉污染农田进行稻谷采样,并分析不同采样量对糙米镉含量、超标率、变异系数等影响。结果表明:不同采样量下糙米镉含量为0.01～0.78 mg/kg,均值为0.20～0.29 mg/kg,标准差为0.10～0.13,变异系数为35.87%～63.88%,与采样量为10个相比,糙米镉含量随采样量的增加而递减,其降幅为7.14%～25.93%,研究区糙米镉含量均超过限量值(0.20 mg/kg)。相关性表明,糙米镉含量变异系数与采样量呈极显著正相关(y=29.45+0.35x,r=0.97,p<0.001);而糙米镉含量超标率与采样量呈显著负相关(y=80.76-0.46x,r=-0.98,p<0.001)。综合糙米镉含量、超标率、变异系数等因素,以及考虑人力、物力、时间等因素,采样量为50时,能较好地代表研究区糙米镉含量的整体水平。
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