天津本地品种水稻镉累积特性差异研究

目的 选取天津市水稻品种武津粳1号、香糯ZP-3及皖香早-1为研究对象, 研究水稻镉累积特性差异, 以及与天津本地种植环境的相关性。方法 分别对盆栽水稻土壤进行不同浓度梯度的镉污染处理, 然后种植3个品种的水稻, 最终采收测定。结果 各品种水稻的茎叶、稻壳及糙米中镉含量均随土壤镉污染程度增加而呈上升趋势, 且各部位镉累积量都符合茎叶>稻壳>糙米的规律。富集系数表明, 在低浓度污染条件下 (<5.0 mg/kg), 3个品种镉累积含量虽有一定差异, 但差异不明显; 在高浓度污染条件下(≥5.0 mg/kg), 香糯ZP-3的富集系数明显低于其他2个品种。通过软件对实验数据进行分析, 建立了3个水稻品种糙米镉含量预测模型。结论 通过阈值的比较, 可以看出不同品种水稻对镉吸收累积特性及镉污染的耐受性存在较大差异。     

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。     

甘薯对土壤中镉的吸收特征研究

目的 探究甘薯的镉吸收特征,为评估镉污染甘薯的质量安全风险提供依据。方法 在中度镉污染的地块间作甘薯、花生、大豆,检测叶、茎、皮/壳、肉/籽实等4个组织部位在生育期90 d、120 d、150d的镉含量,比较镉吸收差异。结果 3种作物的镉吸收能力依次为花生＞大豆＞甘薯,8个品种甘薯的镉含量均未超过限量标准,镉含量呈叶＞茎＞皮＞肉的规律,生育期150 d时地上部分茎叶的镉含量最高,而地下部分薯块的镉含量最低。结论 与花生和大豆相比,甘薯为低吸收镉作物,在中度及以下镉污染区域种植的甘薯,薯块食用安全风险低。     

土壤氮和15N肥料氮在不同生长期烤烟各器官的积累

为了解恩施烟区植烟黄棕壤供氮能力和不同生长期烟株各器官从土壤和肥料氮源吸收情况,采用15N示踪法研究烤烟不同生育时期各器官氮含量和积累量.结果表明,烟株各器官氮含量随生育期逐渐降低,氮含量表现为杈>上部叶>中部叶>下部叶>茎、根,到收获末期上中下部叶分别在2.850%,2.524%和2.322%水平稳定下来.烟杈的去留对烟叶氮调控影响很大.除杈外其它器官氮含量在移栽后两个半月停止快速下降进入小幅波动期.上中下部叶从两种氮源积累氮的趋势不同,上部叶在烟草生育中后期积累两种氮持续升高并土壤氮随生育期推进而比例增加;随生育期推进中部叶两种氮均平稳积累,下部叶两种氮则下降.下部叶比上部和中部叶延长半个月吸收更多肥料氮.恩施土壤氮对烟株氮积累贡献率较大,不同部位叶片对土壤氮和肥料氮的吸收积累时期和积累规律不同,上部和中部叶受土壤氮影响更大,烟杈可调控其它器官氮含量.     

NtNramp1基因参与不同镉积累基因型烟草品种镉积累差异的功能解析

【目的】探究不同品种烟草镉积累差异的分子机制。【方法】采用同源克隆方法从烟草不同镉积累基因型品种中克隆拟南芥At Nramp1同源基因Nt Nramp1;应用生物信息学方法分析烟草不同镉积累基因型品种中Nt Nramp1基因序列差异;通过酵母异源表达系统研究烟草不同镉积累基因型品种的Nt Nramp1对镉的转运活性差异。【结果】金英和Komotini Basma两个烟草品种对镉的积累存在显著差异;从镉积累显著差异的两个烟草品种中克隆到的Nt Nramp1基因(分别命名为Nt Nramp1a和Nt Nramp1b)编码区存在57个单碱基差异,其中Nt Nramp1a 1305位碱基变异(GA)导致所编码蛋白比Nt Nramp1b编码蛋白缺少C端两次跨膜;酵母异源表达结果表明来自低镉含量品种金英的Nt Nramp1a转运镉的活性比来自高镉含量品种Komotini Basma的Nt Nramp1b转运镉活性显著降低。【结论】金英和Komotini Basma两个烟草品种中Nt Nramp1蛋白活性差异是导致两烟草品种镉积累差异的重要原因。     

施氮量对旱地胡麻养分积累、转运及氮素利用率的影响

通过田间试验,研究不同施氮量对胡麻产量、氮素积累转运及氮肥利用率的影响。结果表明,在本试验土壤肥力条件下,无论施氮与否,胡麻各器官不同生育阶段氮素养分吸收、累积和转运规律的基本趋势一致,但其变化量与施氮量有极大关系。施氮量为55.2kg·hm-2时,叶和茎中的氮素向籽粒的转移量、转移率及对籽粒氮素的贡献率最大;叶中氮素向籽粒的转移量、转移率及贡献率要比茎高出89.18%、83.36%和86.36%。胡麻籽粒中47.10%-57.66%的氮素来源于叶,22.46%-30.94%的氮素来源于茎,21.00%-30.48%来自籽粒生长后期从土壤中吸收。施氮量为27.6、55.2、82.8 kg·hm-2时,胡麻籽粒产量分别比不施氮增加了10.21%、16.92%和15.55%。施氮量为27.6-55.2 kg·hm-2时,氮肥的表观利用率、偏生产力分别为51.10%-68.63%和51.54-97.16kg·kg-1。本试验条件下,综合考虑产量、氮肥利用率及生态环境,施氮量在27.6-55.2kg·hm-2为宜。     

湘西晒红烟干物质和养分的积累与分配

通过田间试验,研究了湘西晒红烟生长发育过程中干物质积累和主要养分吸收与分配。结果表明,湘西晒红烟干物质积累和主要养分吸收高峰期在移栽后30～75d。整个生育期,干物质在各器官中的分配比例以叶中最多,茎次之,根最少;在叶中分配比例随生育进程而减少,在根和茎中分配比例随生育进程而增多。晒红烟对主要矿质营养元素的积累量表现为N〉K〉Ca〉Mg〉P;整个生育期氮磷钾在叶中的分配量最高,超过50％,在茎中的分配量次之,在根中分配量最少。     

镉在烟草中的积累分配及其对烟草生长的影响

为了探明镉在烟草中的积累分配规律,采用盆栽试验,调查了不同镉浓度处理下烟草全生育期的生长及镉在烟草中的分配积累规律。结果表明,随着镉浓度的提高,同一时期烟草叶片的干物质量显著降低(p<0.01),茎部干物质量先升高后降低,根部干物质量在生长前期(30 d和45 d)逐渐降低,生长后期(60 d和75 d)先升高而后降低。各添加镉处理后,叶片镉含量均显著高于茎和根部,而对照镉含量根>茎>叶。烟叶中的镉含量表现为:下部叶>>中部叶>上部叶。烟草镉积累速率随着镉浓度的增加而升高,烟草各部位的镉积累规律为:快速积累-快速降低-缓慢积累。     

外源酞酸酯对烟草吸收转运Zn的影响

为了明确外源酞酸酯[邻苯二甲酸二丁酯(DBP),邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)和邻苯二甲酸二异辛酯(DIOP)及三者混合物]对烟草根、茎和叶中Zn含量(质量分数)和吸收转运Zn的影响,以烤烟品种K326为研究对象,设置DBP,DIBP和DIOP 6个浓度(0.01,0.10,0.50,1.00,5.00和10.00 mmol·L-1)以及各相同浓度的等体积混合液(Mix DP)处理,通过灌根方式进行了土壤盆栽试验。结果表明,DBP和DIBP对烟草根系Zn含量和Zn富集没有显著影响;DIOP和Mix DP可提高根系Zn含量,促进烟草对Zn的富集,Mix DP中DIOP决定了Mix DP对根部Zn含量和Zn富集的影响效果。DBP,DIBP,DIOP和Mix DP均可显著提高烟草茎中Zn含量,促进Zn从烟草根向茎的转运。DBP,DIBP和DIOP对烟叶Zn含量虽无明显影响,但显著抑制了Zn从茎向叶的转运。Mix DP可显著降低烟叶中Zn含量,显著抑制Zn从茎向叶的转运。在Mix DP处理条件下,DBP,DIBP和DIOP对烟草茎和叶中Zn含量以及Zn转运的影响均在一定程度上表现出协同效应。     

不同水稻品种抗镉富集能力研究

采用田间实验,选取3块稻田种植创优华占、Y两优957、Y两优911、旺两优958、旺两优950等5个水稻品种,通过对土壤pH值、土壤和稻谷重金属Cd含量的测定,分析不同品种水稻重金属Cd吸收积累特性。结果表明:土壤在实验水稻种植期间pH值和重金属Cd含量未发生变化;水稻在三个稻田种植实验组中重金属Cd含量差异较大,Y两优911品种重金属Cd含量最低(0.101～0.228mg/kg);对不同品种稻谷重金属Cd含量进行3个聚类分析,第Ⅲ类的Y两优911和创优华占稻谷重金属Cd含量最低;在不同品种稻谷重金属Cd富集能力分析中,Y两优911重金属Cd富集能力低于其他品种(P0.01)。综上所述,水稻Y两优911品种重金属Cd吸收积累相对吸收较小,可以在中、低重金属污染农田中安全种植。     

楠竹笋对土壤中铅和镉的吸收特征分析

为了研究楠竹笋生长时期对土壤中铅(Pb)和镉(Cd)的累积效应及在各器官中的分配特征,在竹笋生长期的楠竹林里,施加外源硝酸铅(Pb(NO₃)₂)和硝酸镉(Cd(NO₃)₂)模拟土壤不同污染程度:5 mg·m-2轻度污染、50 mg·m-2中度污染、500 mg·m-2重度污染以及0 mg·m-2(对照)4个浓度梯度的Pb、Cd,分析Pb和Cd在楠竹笋不同生长期及各器官中的富集、累积和分配特征。结果表明:笋中各部位Pb、Cd的富集与外施Pb、Cd浓度和时间呈正相关,竹笋体内Pb和Cd的累积量随时间推移、污染程度增强而明显增加。三种污染程度中,除重度污染笋底在第21 d Pb含量超标,楠竹笋可食部分Pb含量均低于国家食品卫生标准(1.0 mg·kg-1);轻度、中度污染的竹笋可食部分Cd含量在0.02~0.14 mg·kg-1,低于国家食品卫生标准(0.2 mg·kg-1),然而重度镉污染使可食部分竹笋在第14 d以后含量超过国家食品卫生标准。重度污染时,施药第21 d后Pb、Cd在竹笋各器官中的累积百分比分别表现为笋根(73.84%、72.79%),笋底(6.33%、6.97%),笋中(2.52%、1.95%),笋尖(2.68%、0.52%),笋皮(14.63%、17.77%)。生物富集系数(BCF)和转移系数(TF)呈"上升"趋势。综上认为,Pb和Cd在楠竹笋体内具有明显的累积效应,并可转移到竹笋地上部各器官或组织中,导致这些器官或组织被Pb和Cd污染。     

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。     

镉胁迫对不同植烟土壤硝化速率及N2O排放的影响

为明确镉(Cd)胁迫对不同植烟土壤的硝化速率及氧化亚氮(N₂O)排放的影响,采用外源镉添加试验,设置两个 Cd浓度梯度(10和100mg/kg),以探究Cd胁迫下中性(中性土1和2)和酸性(酸性土1和2)植烟土壤的净硝化速率以及N₂O排放特征。结果表明:1)随培养时间增加,植烟土壤铵态氮含量逐渐减少,而硝态氮含量逐渐增加,且低Cd胁迫和高Cd胁迫均未显著改变这一变化趋势;2)植烟土壤净硝化速率在培养前期(1~7 d)发生较大波动变化,Cd胁迫明显增加了酸性土1在第1天的净硝化速率;3)整体上各处理酸性土的N₂O排放速率和累积排放量高于中性土,高Cd胁迫增加了酸性土1的N₂O初始排放速率,培养结束后酸性土1的N₂O累积排放量达355.42μg/kg;4)各植烟土壤N₂O排放速率和累积排放量与土壤pH和全氮含量极显著负相关,而与有机质和铵态氮含量极显著正相关。本研究结果表明植烟土壤的N₂O排放受土壤酸碱性和氮底物的影响,酸性土的N₂O累积排放量高于中性土,且高Cd胁迫增加其N₂O排放量,后续可通过土壤酸化改良以达到N₂O减排目的。     

Cd tolerance and accumulation in the aquatic macrophyte, Chara australis: potential use for charophytes in phytoremediation

We investigated the potential use of the alga Chara australis (R. Br.) forphytore mediation of Cd-contaminated sediments in aquatic systems. Chara tolerated up to 20 mg added Cd (kg soil)?1 in laboratory culture. Chlorophyll a and b levels were not affected even at Cd concentrations that suppressed growth. Levels of glutathione were suppressed at 2-35 mg added Cd (kg soil)?1 to 200-350 nmol GSH (g DW)?1, while control levels were 660 nmol GSH (g DW)?1). Histochemical studies showed Cd occurred throughout cell walls and cytoplasm in plants grown in 5-20 mg Cd (kg soil)?1. Quantification using ICP-MS showed the maximum concentration in shoots was 72 mg Cd (kg DW)?1 at 35 mg added Cd (kg soil)?1, while the maximum in rhizoids was 116 mg Cd (kg DW)?1 at 25 mg added Cd (kg soil)?1. The bioconcentration factor (BCF, concentration in plant/concentration in soil) exceeded 1.0, the critical value for hyperaccumulators, for shoots exposed to 35 mg Cd (kg soil)?1 and rhizoids exposed to ≥25 mg Cd (kg soil)?1. Translocation factors (TF, shoot concentration/rhizoid concentration) did not exceed 1.0 for any treatment. While Chara cannot be considered a hyperaccumulator, it shows promise for use in phytoremediation efforts.     

Lead contamination in different varieties of tea plant (Camellia sinensis L.) and factors affecting lead bioavailability

BACKGROUND: There has been increasing concern in recent years about the concentration of lead (Pb) in tea. However, little research has been done to address questions concerning the distribution of Pb in different varieties of tea plant and the differences among tea plant varieties in their uptake and accumulation of Pb from the soil. Therefore the aim of this study was to investigate the accumulation of Pb in different tea plant varieties and the factors affecting Pb bioavailability. RESULTS: Three patterns of Pb distribution could be observed in different plant parts among the eight tea varieties surveyed, as well as a linear relationship between the Pb concentration in fine roots and the exchangeable Pb fraction in the corresponding soil. The uptake of Pb by fine roots increased significantly as the soil pH decreased. The average ratios of Pb concentration in fine roots to those in young stems and young leaves were 5.18 and 31.80 respectively. In fine roots the Pb concentration varied from 22.7 to 61.6 mg kg^?1. CONCLUSION: The results indicated that the uptake, transport and accumulation of Pb by tea plant organs were strongly governed by soil conditions and tea variety, thus providing tea producers with useful information on variety selection for the production of quality teas containing low levels of Pb. Copyright © 2010 Society of Chemical Industry     

不同Cd积累基因型烟草中Cd的亚细胞分布及化学形态

采用苗期水培试验,以Cd积累模式不同的两个烟草基因型普通烟草品种K326(根系和叶片积累)和黄花烟草品种N.rustica(根系积累)为试材,比较了不同Cd浓度下(1 μmol/L和50 μmol/L)两个基因型烟草根系和叶片中Cd的亚细胞分布和化学赋存形态.结果表明:①Cd浓度1μmol/L时,K326表现为根系和叶片积累,N.rustica以根系积累为主;高Cd浓度下两者均显示根系积累特性.②Cd浓度1 μmol/L时,K326和N.rustica中Cd主要结合于可溶组分中,且两个基因型烟草中Cd在可溶组分中的积累比例高低与相应部位Cd积累总量大小相一致.表明Cd在可溶组分中截留比例可能是造成普通烟草和黄花烟草Cd积累特征不同的影响因素之一.③两个基因型烟草根系中Cd以乙醇提取态为主,叶片中Cd主要以氯化钠结合态和去离子水结合态存在.提高Cd处理浓度,Cd存在由活性强的化学形态向活性弱的形态转化的趋势.但在两基因型烟草中Cd的化学形态没有明显的的种间差异,表明两基因型烟草对Cd积累的差异与其化学赋存形态关系不大.     

湖南稻米镉和土壤镉锌的关系分析

在湖南省采集108 组稻米和土壤样品,测定稻米镉、土壤总镉、土壤有效态镉含量和有效态锌含量。电感耦合等离子体质谱法测定结果表明,稻米镉含量范围为0.015～1.05 mg/kg,平均值为0.272 mg/kg,其中超过70%的稻米样品镉含量在0.10～0.30 mg/kg范围内。土壤总镉、有效态镉、有效态锌含量范围分别为0.180～1.89、0.116～0.742、0.893～17.37 mg/kg,平均值分别为0.679、0.295、5.02 mg/kg。SPSS软件统计结果显示,稻米镉含量与土壤总镉和土壤有效态锌含量分别呈开口向上和开口向下的二次曲线关系（P=0.000）,而与土壤有效态镉含量呈正相关（P=0.000）。以上结果表明,稻米镉含量受到土壤有效态镉含量的促进,土壤中有效态锌含量高可抑制稻米对镉的积累。     

自动石墨消解-ICP-MS法检测水产罐头中的铅、铬等7种金属

试验建立了全自动石墨消解仪消解水产罐头样品,电感耦合等离子体质谱法同时检测铅、铬、铝、砷、锡、镍、铜金属残留的分析方法。水产罐头样品经全自动石墨消解仪消解,消解酸选择HNO3-H2O2(3︰2,V/V),消解完毕后上机分析,内标法定量检测。结果显示,铅、铬、铝、砷、锡、镍、铜7种金属在质量浓度0.1~20μg/L范围内具有良好的线性关系,相关系数(R2)均高于0.995;检测限为:铅0.004 mg·kg^-1,铬0.006 mg·kg^-1,铝0.012mg·kg^-1,砷0.009 mg·kg^-1,锡0.0014 mg·kg^-1,镍0.008 mg·kg^-1和铜0.005 mg·kg^-1;加标范围在0.1~10μg/L质量浓度内,回收率在87.4%~106.2%之间;重复性和精密度RSD(n=6)均在5.0%以内。该方法具有简便、污染小、准确、前处理简单等优点。     

Labile Cd complexes increase Cd availability to plants

Dissolved trace metals are present in the environment as free ions and as complexes. Commonly used models to predict metal bioavailability consider the free ion as the major bioavailable species. However, increases in metal availability in the presence of metal complexes have repeatedly been found. We measured the uptake of cadmium (Cd) by spinach (Spinacia oleracea) from solution in absence or presence of synthetic ligands. At the same free ion concentration, the uptake of Cd ranged over almost 3 orders of magnitude and was largest in treatments with fast dissociating (i.e. labile) complexes. Similar results were found for the diffusional fluxes in these solutions, as measured with the DGT technique. The observed effect of Cd complexes on the plant uptake was in agreement with model calculations in which plant uptake was assumed to be governed by the diffusional flux. These results strongly suggest that Cd uptake is rate-limited by diffusion of the free ion to the root surface, even in stirred solutions. As a result, dissolved Cd complexes can increase Cd uptake, resulting in apparent exceptions from the free ion activity model. The magnitude of this increase depends both on the concentration and on the lability of the complexes. The free ion concept should therefore be reconsidered when transport limitations of the metal ion to the uptake site prevail.