镉对烟草的毒害及烟草抗镉机理研究进展

近年来,烟草的重金属安全性引起了人们的广泛关注,也一直是国内外烟草研究的热点之一。烟草属于易富集镉的作物,土壤镉污染已成为影响我国烟叶品质安全的重要因素。镉不仅抑制烟草的生长发育、影响烟叶品质,还对烟草吸食者的健康构成潜在的威胁。作者综述了镉胁迫对烟草生长发育、生理特性及烟叶品质的影响,探讨了烟草对镉毒害的抗性机理,并对烟草镉防治相关研究进行了展望。     

土壤类型对烟草生长发育的影响研究进展

土壤是烟草生长发育的重要生态环境因素,不同植烟土壤类型对烟叶品质有较大影响。笔者综述了不同土壤类型对烟草生长发育的影响研究进展,分别从不同植烟土壤类型特性、不同土壤类型对烟草根系生物学特性影响以及不同土壤类型对烟叶品质特性影响研究等3个方面进行了分析总结,并对今后植烟土壤类型研究进行了展望。     

我国烟草重金属研究现状及农业减害方略

摘要 重金属是影响烟叶安全性的重要因素。本文从我国主要烟区土壤和烟叶重金属的含量状况,烟草对重金属的吸收、分配与向烟气中的传输,重金属对烟草生长发育、生理代谢和产量品质的影响,降低烟草重金属含量的技术等方面对重金属的研究现状进行了综述,并提出了减少重金属危害的建议和对策。      

江西抚州烟区土壤及烟叶重金属污染状况评价

为了弄清江西抚州烟区土壤和烟叶中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn和Hg等重金属含量和污染状况,运用内梅罗指数和相关分析法,对这些重金属元素在土壤和烟叶中的含量进行了测定。结果表明,该烟区土壤中重金属含量总体上低于我国土壤二级标准（GB15618-1995）,但其污染程度已处于警戒线水平,Cd和Hg为烟区土壤主要风险因子。土壤和烟叶中重金属含量顺序分别为Zn> Pb> Cr> Cu> Ni> As> Cd> Hg和Zn> Cu> Pb> Cd> Cr> Ni> As> Hg,土壤中Hg、Cd、As和烟叶中Ni、Cr变异系数均较大。烟叶中重金属富集系数顺序为Cd> Zn> Cu> Hg> Ni> Cr> Pb> As,烟叶Cd富集系数高达11.67,表明烟草属于Cd强烈富集作物。     

烟叶中烟草特有亚硝胺(TSNA)的研究进展

烟叶中烟草特有的亚硝胺（TSNA）已成为目前世界烟草研究的重点领域之一，笔者综述了近几十年来国内外有关烟草特有亚硝胺的研究进展，阐述了烟草特有亚硝胺的形成、危害及各种影响因素，分析了各种检测方法，并进一步对如何降低烟叶中的烟草特有亚硝胺作了详尽探讨。     

土壤重金属处理对烟草中As、Cd、Hg和Pb的累积与分布的影响

为了解不同重金属处理烟草中重金属的累积及分布特征,进行了高、中、低浓度的砷(As)、镉(Cd)、汞(Hg)、铅(Pb)及其复合处理盆栽试验。结果表明:烟叶中As、Cd和Pb元素含量随时间变化规律为:初期收获期、中期,Hg为中期收获期初期。重金属污染胁迫下,烟草中重金属累积分布特征为:As和Pb为根茎叶,Cd为茎根叶,Hg为根叶茎(对照:叶根茎)。烟草中重金属(除Hg)含量总体随外源添加浓度的增大而显著增大(p0.05)。复合处理烟叶中重金属含量低于单元素处理。烟叶中重金属增幅顺序为AsCdPbHg,As和Cd处理间烟草(根、茎和叶)中As和Cd含量均差异显著。可见,烟草对土壤As和Cd污染最为敏感,烟草种植时应尽量选择土壤As和Cd含量较低的区域以避免其过度累积。     

基于烟叶Cd消减率和修复边际效率评价Cd钝化剂修复效果

我国农田镉污染问题日益严重,低成本、高效、绿色环保的土壤镉钝化技术研发是我国目前农田重金属污染治理需要解决的关键问题。以湖南镉（Cd）重度污染水稻土为对象,以云烟87和K326两个烤烟品种为试材,通过盆栽试验,以土壤Cd有效态含量降低率、烟叶Cd消减率和修复边际效率为指标,对4种不同钝化剂的修复效果进行了评价。结果表明,土壤钝化剂的添加显著降低了烟叶对Cd的吸收（p<0.05）。与对照相比,土壤Cd有效态含量降低率为17.69%~35.65%,烟叶Cd消减率为25.08%~60.75%,4种钝化剂修复边际效率为2.84%~21.98%;随着钝化剂施用浓度的增加,土壤Cd有效态含量降低率和烟叶Cd消减率均显著增加,但烟叶Cd修复边际效率呈明显递减趋势,1%施用浓度比2%和4%施用浓度分别高出69.42%和152.73%;钝化剂对K326烟叶的Cd修复边际效率比云烟87高13.21%。综合土壤Cd有效态含量降低率、烟叶Cd消减率和修复边际效率3个评价指标,不同钝化剂的修复效果顺序为生物炭钝化剂FB > 羟基磷钝化剂FP > 岩基钝化剂FA > 黏土矿物钝化剂FS。     

烟草重要基因篇：2.烟草钾吸收与转运相关基因

烟草是典型的喜钾作物。除了作为重要的营养元素发挥作用外,钾能明显增强烟株的抗病虫、抗逆能力,提高烟叶的燃烧性。同时,钾还通过调节细胞中的生化反应影响细胞中的有机酸、氨基酸和糖等化学成分,改善烟叶的品质[1]。因此,钾含量是衡量烟叶品质的重要指标之一。长期以来,烟草钾素营养研究主要集中于钾肥种类与品质关系、钾肥施用方法及施用量、土壤pH对钾素吸收的影响及土壤供钾特性等方面,其分子机制研究起步较晚。随着分子生物学的发展,烟草钾营养的遗传、吸收转运机制等研究取得了较大进展。开展烟草钾营养基础研究,充分挖掘钾营养高效基因,培育钾营养高效烟草品种,不仅符合烟草行业降焦减害的主旨,也为研究其他喜钾作物的钾营养机制、改善作物品质、提高钾肥利用率、缓解我国钾肥贫瘠的现状提供科学借鉴,具有重大的生产应用和理论研究意义。     

改良剂对土壤重金属（Cd、Pb）的固定以及对烤烟生长影响

为了从源头减少烟草重金属对人类健康的潜在危害,通过盆栽试验,研究不同改良剂(凹凸棒土、活性炭、有机肥)对植烟土壤重金属(Cd、Pb)的原位固定以及其对烤烟重金属(Cd、Pb)吸收量和生长的影响.分析数据表明:与对照相比,改良剂使得土壤中二乙烯三胺五乙酸(DTPA)提取态Cd与Pb含量有着不同程度的减少,同时,改良剂抑制了烤烟对Cd和Pb的吸收,降低了叶片中Cd、Pb的含量;同时,烤烟南根向叶中转移Cd的能力大于Pb;土壤中DTPA提取态Cd与Pb的含量与烟叶中Cd、Pb的含量呈正相关,表明烟叶中Cd、Pb含量的降低是由于土壤中重会属的有效性下降所致;改良剂处理的土壤上烟叶叶绿素仪测定(SPAD)值与对照相比呈上升趋势,植株根系、高度、叶面积以及叶干重的增加,表现为改良剂降低了重金属对烤烟的毒害,促进了烤烟的生长.此外,随着改良剂剂量的增加,表现出的正面效益越明显.简而言之,3种改良剂增加了烟叶产量并且提高了健康质量.     

烟草重金属研究现状及农业减害对策

综述了我国主要烟区土壤和烟叶重金属的含量状况,以及烟草对重金属的吸收、分配与向烟气中的传输,重金属对烟草生长发育、生理代谢和产量品质的影响,降低烟草重金属含量的技术等,并提出了农业减害的建议和对策.     

重金属镉在烤烟中的累积分配

为控制或减少烟叶中的重金属含量,提高卷烟产品的安全性,采用盆栽和室内分析测试相结合的方法,研究重金属镉(Cd)在烤烟中的累积分布。研究结果表明,Cd在烤烟根系和茎中的含量较低,叶片中含量较高,吸收的Cd 80%以上分布在叶片中;Cd在烤烟中的迁移性较强,烤烟对Cd的耐受力较强。因此,烤烟种植时应选择Cd含量较低的土壤,防止重金属在烤烟中累积,危害吸食者。     

氯素对烤烟生长发育和品质的影响研究进展

综述了烤烟氯素的生理、毒害机制,影响吸收因子及其在烟株体内的循环、分布、积累以及对烟叶产质量的影响等方面的研究进展,分析了我国植烟土壤和烟叶含氯量状况,提出了合理施用氯肥,提高我国烟叶质量的技术措施。     

张家界不同植烟土壤类型剖面形态特征与养分分布特征

采用野外调查、挖掘土壤剖面、分层取样及室内分析的方法,调查了张家界市不同植烟土壤类型剖面的形态特征及其养分分布特征,为张家界植烟区土壤的合理施肥及优质特色烟叶的生产和布局提供科学依据。结果表明,旱地土壤剖面的土体构型均为A₁₁-A₁₂-C₁,水稻土土壤剖面的土体构型为Aa-Ap-W-C;除pH和交换性钙含量随着剖面层次的加深而增加外,其他土壤养分含量均随剖面层次的加深而降低,表现出较强的表聚性特征。5种不同植烟土壤类型中,以黄壤最适宜种植烤烟,其顺序为：黄壤＞水稻土、黑色石灰土＞紫色土、红壤。     

镉浓度对烤烟幼苗镉含量及生长和生理指标的影响

为了探索重金属镉对烟草的危害机理,采用水培试验,调查了不同镉浓度处理在烟草幼苗各部位不同提取态的镉含量以及烟草幼苗干物质积累量、根系活力、叶绿素含量、硝酸还原酶活力和丙二醛含量等生理指标的变化。结果表明,烟草根系镉（Cd）以去离子水提取态为主,其次为醋酸提取态,叶片中Cd主要以醋酸结合态存在。随着镉浓度的提高,Cd存在由活性弱的化学形态向活性强的形态转化的趋势,干物质量的积累先升高后降低;不同Cd浓度处理时,烟草幼苗Cd含量表现为：茎>根>叶,随着Cd处理浓度的提高,烟草幼苗中的Cd更多的富集在烟苗的根部和茎部。根系活力和叶绿素含量逐渐降低;硝酸还原酶活性呈先升高后降低,丙二醛含量则反之。因此,与对照相比,低浓度Cd处理在一定程度上刺激烟草幼苗的某些生理活性,使其呈现更高的生物活性,但高浓度Cd处理则极显著抑制烟草幼苗的生长,使其各项生理活动降低,最终影响其正常的生长。     

长沙烟区烟叶重金属含量与土壤重金属含量及其性质的相关性分析

为了解长沙烟区烟叶重金属含量与土壤重金属含量及土壤性质的关联规律，采用盆栽试验研究了该区域不同性质土壤烟叶中镉（Cd）、铅（Pb）、汞（Hg）、砷（As）及铬（Cr）的含量，并对烟叶中的重金属含量与对应的土壤中重金属含量及土壤理化性质进行了相关性分析。结果表明:烟叶中重金属富集系数Cd & gt; Hg & gt; Pb & gt; Cr & gt; As，表明烟叶是易富集Cd的作物；烟叶中Cd含量与土壤pH值和有机质含量呈显著负相关性，与速效磷呈显著正相关性；烟叶中Pb含量与土壤有机质含量呈极显著负相关性，与土壤CEC呈显著负相关性；烟叶中Cr含量与土壤有机质含量呈极显著负相关性；烟叶中As含量与土壤中速效磷呈极显著负相关性；烟叶中Cr、Cd和Pb含量分别与土壤中Cr、Cd和Pb存在显著正相关性。      

稻米镉积累特性及其遗传调控研究进展

稻米是我国三分之二以上人口的主食,其质量安全直接关系到人民的健康。镉污染是严重威胁我国稻米质量安全的重要因素,如何降低水稻籽粒中的镉积累已成为当前水稻产业发展中的重点问题之一。利用作物本身对镉积累的遗传差异,选育籽粒镉含量低的水稻品种,是减少稻米镉超标的经济有效途径。本文简要概述了稻米镉积累的一般特性,从稻米镉积累相关基因的鉴定及其功能以及QTL定位分析等方面较系统地综述了目前关于稻米镉积累的遗传调控研究进展,并对进一步的研究进行了展望,旨在为降低稻米镉含量、减少食品安全问题提供借鉴和指导。     

烤烟品种对镉吸收累积敏感性差异研究

为分析烟草全生育期对镉（Cd）吸收、累积及分配的品种间差异,筛选低Cd吸收品种,通过盆栽土培法并外源添加cd,研究了不同Cd水平对10个烤烟品种生长和cd分布的影响。结果表明,Cd对烤烟生长的影响存在显著的品种差异,NC89、龙江851和翠碧1号的根系对Cd毒害反应较敏感,云烟85和豫烟3号的根系对Cd耐性较强,低、高Cd对烤烟叶片生长都有促进作用,且烤烟根系比叶片对Cd毒害的反应更敏感。烤烟不同器官中对Cd含量和积累量都存在显著的品种间差异,其中叶片Cd含量中烟100、翠碧1号、云烟87和豫烟3号较低;不同烤烟品种对土壤cd变化的敏感响应程度不同,中烟100、红花大金元和NC89对Cd敏感性较低。     

生物炭对土壤碳组分及烟草生长发育的影响

为探索生物炭对植烟土壤改良和烟草生长发育的影响效果,采用大田试验设置5个处理[T0（对照）:0 t/hm2生物炭+0.64 t/hm2氮肥;T1:0.5 t/hm2生物炭+0.64 t/hm2氮肥;T2:1 t/hm2生物炭+0.64 t/hm2氮肥;T3:1.5 t/hm2生物炭+0.64 t/hm2氮肥;T4:2 t/hm2生物炭+0.64 t/hm2氮肥],分析了生物炭对植烟土壤碳排放、有机碳组分以及烟草生理指标的影响。结果表明:①与T0相比,中低用量（0.5~1.5 t/hm2）的生物炭处理可降低土壤CO₂排放总量;其中T1、T2和T3处理较T0分别降低28.14%、25.25%和8.41%;而高用量（2 t/hm2）生物炭处理则促进了土壤碳排放,T4处理较T0提高8.79%。②生物炭处理可提高土壤总有机碳、微生物生物量碳、可溶性有机碳和易氧化有机碳含量（质量分数）;在移栽后70 d T4处理的土壤总有机碳和微生物生物量碳含量较T0分别提高19.38%和29.38%;土壤微生物生物量碳占总有机碳比例随生物炭的施入而降低,而土壤可溶性有机碳占总有机碳比例随生物炭的施入而升高。③生物炭处理可提高烟草根系活力,改善烟草叶片光合特性,提高烟草干物质积累量;其中T3处理的烟草根系活力较T0提高80.43%。因此,适宜用量的生物炭可降低土壤碳排放量,提高土壤中碳组分含量,改善烟株根系生长发育状况和光合特性,提高烟株干物质积累量。      

小白菜对镉和铜动态吸收规律及其食用风险性的研究

通过模拟污染，研究了镉和铜在小白菜中各部位的动态吸收规律。结果表明：食用小白菜时受重金属危害的风险性大小为叶部〉茎部；各部位对镉和铜的富集浓度在不同的污染浓度下，与时间的相关性不同，但与时间和浓度都有显著的相关性；小白菜地上部分对镉的富集系数远大于对铜的富集系数，富集系数与土壤污染浓度及小白菜生长时间都有显著的相关性。从而为小白菜受重金属污染及其食用风险性的评估提供一定的参考依据。