不同玉米品种对土壤重金属镉积累富集特性研究

合集下载

甘蓝型油菜品种对农田土壤重金属镉与铜的富集差异研究

甘蓝型油菜品种对农田土壤重金属镉与铜的富集差异研究

甘蓝型油菜品种对农田土壤重金属镉与铜的富集差异研究【摘要】本研究旨在探讨甘蓝型油菜品种在农田土壤中对重金属镉和铜的富集差异。

通过对镉和铜的富集特点进行分析,发现甘蓝型油菜对镉和铜的富集特点存在差异,且受到多种影响因素的影响。

研究结果表明,甘蓝型油菜在农田土壤中对镉和铜的富集差异较大,这可能与其生长习性和根部结构有关。

进一步探讨了对农田土壤中重金属的富集机制,为有效控制土壤中重金属含量提供了参考。

研究结论指出,甘蓝型油菜在镉和铜的富集方面具有一定的潜力,但需注意在种植过程中的管理和监测。

展望未来,将进一步深入研究甘蓝型油菜的富集机制,为土壤重金属治理提供更多有效措施。

【关键词】关键词:甘蓝型油菜品种、土壤重金属、镉、铜、富集差异、研究背景、研究目的、研究意义、富集特点、影响因素分析、结论、富集机制、展望。

1. 引言1.1 研究背景-随着工业化的发展和人类活动的增加,农田土壤中重金属污染的问题日益严重。

镉和铜是常见的重金属污染物之一,它们对农田土壤质量和农作物生长产生了不可忽视的影响。

镉是一种具有潜在毒性的重金属元素,容易在土壤中积累,并通过食物链传递给人类,对人体健康造成危害。

而铜虽然是植物生长所需的微量元素,但在过量情况下也会导致土壤污染。

研究重金属镉和铜在农田土壤中的富集特点对于减轻重金属污染对生态环境和人类健康造成的影响具有重要意义。

1.2 研究目的本研究旨在探究甘蓝型油菜在农田土壤中对重金属镉与铜的富集差异,通过对甘蓝型油菜品种在不同重金属镉和铜浓度的土壤环境下的生长情况进行观察和分析,揭示不同重金属对甘蓝型油菜的影响机制,为减少农田土壤中重金属的积累提供科学依据。

具体研究目的包括:第一,研究甘蓝型油菜在不同土壤重金属镉和铜浓度下的生长情况,分析其对镉和铜的富集特点;第二,探讨影响甘蓝型油菜对镉和铜富集的相关因素,揭示不同重金属对甘蓝型油菜的影响机制;总结甘蓝型油菜在农田土壤中对镉和铜的富集差异,为重金属污染土壤的治理提供参考和借鉴。

重金属镉、铅、汞在土壤中的吸附与运移特性实验研究的开题报告

重金属镉、铅、汞在土壤中的吸附与运移特性实验研究的开题报告

重金属镉、铅、汞在土壤中的吸附与运移特性实验研究的开题报告一、研究背景及意义随着工业化和城市化的快速发展,大量的有毒重金属进入土壤中,对环境和人类健康带来巨大威胁。

重金属的污染程度和暴露时间都会影响土壤中重金属的吸附和运移特性。

因此,研究土壤中重金属镉、铅、汞的吸附和运移特性对环境保护、土壤治理、农业生产和人类健康具有重要意义。

二、研究内容和方法本研究旨在通过实验研究土壤中重金属镉、铅、汞的吸附和运移特性。

具体内容包括:1. 采集不同来源的土壤样品,并对其进行理化性质分析。

2. 设计土柱实验,将不同浓度的重金属镉、铅、汞加入土柱中,通过动态淋洗,研究其在土壤中的吸附和运移特性,并分析影响因素。

3. 利用实验数据,建立土壤中重金属镉、铅、汞的吸附和运移模型,为未来土壤污染治理和环境风险评估提供参考。

三、预期成果通过本研究,将揭示土壤中重金属镉、铅、汞的吸附和运移特性,为重金属污染控制和土壤改良提供科学参考。

同时,该研究成果可作为制定环境保护政策和土壤污染治理的技术依据。

四、研究难点1. 如何准确模拟土壤中重金属的吸附和运移过程,得到科学的实验结果。

2. 数据分析、模型建立和参数优化等难点问题。

五、研究计划1. 第一年:采集不同来源土壤,并进行理化性质分析;开展吸附和运移实验。

2. 第二年:对实验数据进行分析,建立模型,并对模型进行优化。

3. 第三年:对模型进行验证和修正,编写论文,并进行成果交流和推广。

六、参考文献1. Jin, Z., Chen, Y., Zhen, X., et al. (2019). Adsorption and transport of heavy metals in soils: A review. Journal of Hazardous Materials, 366, 733-744.2. Wang, X., Zhang, L., & Amacher, M. C. (2018). Soil adsorption and mobility of heavy metals along an urban–rural gradient in the Pearl River Delta, China. Science of the Total Environment, 636, 886-894.3. Zhang, M., Bai, J., & Xiao, R. (2017). Adsorption and mobility of heavy metals in soils: A case study in the Taihu Lake region, China. Environmental Pollution, 228, 60-67.。

玉米不同品种根系分布和干物质积累的动态变化研究

玉米不同品种根系分布和干物质积累的动态变化研究

90 100
图$
根表面积在土层中的纵向分布
根表面积在土壤中的水平分布规律如图 $ 所 示 " 四个品种的水平分布趋于一致 !株边根系较多 ! 以株为中心 ! 由里到外逐渐减少 " 但 . 个品种也各有 其特点 ’ 掖单 $$ 的根表面积在株边所占比例最大为
2 月 $2 日 $1 月 "$ 日和 1 月 $7 日取样 ! 共 3 次 #同
收稿日期 ! (""($!!$!" 作 者 简 介 ! 戚 廷 香 [!%&,$\ & 女 & 大 学 & 中 国 农 科 院 棉 花 研 究 所 助 研 & 从事玉米育种研究 % 注 ! 特别感谢张立桢 ( 李亚兵提供试验仪器及帮助 %
农作物的根系是其生长发育的基础 & 在玉米的 整个生育过程中 &根系的发生 ( 发展和消长规律对玉 米农艺性状和最终产量生产力有显著的影响 % 但是
35000 30000 cm
Á
YD22 YU22 DH9 ND108
"
材料与方法
试验于 $/// 0 $//" 年在中国农科院棉花研究
25000 20000 15000 10000 5000 0 10 20 30 40 50 60 cm 70 80
所玉米试验田进行 ! 土壤为壤质土 !肥力中等 " 选用 的品种有掖单 $$ $ 豫玉 $$ $ 登海 1 号和农大 "/2 这
掖单 $$ $ 登海 1 号和农大 "/2 品种在行间分布只占 $&:左右 ! 可以用缩小行距来提高其密度 "
70000 60000 cm
Á
示 " 掖单 $$ 在 "/ 0 ./ 45 土层内根表面积在 " 2//

长株潭地区低镉积累玉米品种的筛选

长株潭地区低镉积累玉米品种的筛选

长株潭地区低镉积累玉米品种的筛选李勇进;匡政成;陈浩东;郭利双;罗红兵【期刊名称】《湖南农业大学学报:自然科学版》【年(卷),期】2022(48)2【摘要】以18个玉米品种为材料,通过田间试验,研究不同品种对土壤中镉(Cd)元素累积和富集的差异,以期筛选出适宜长株潭地区种植的低积累Cd玉米品种。

结果表明:18个玉米品种茎叶Cd含量存在显著差异,其中15个玉米品种茎叶的Cd 含量超过了《饲料卫生标准》(GB13078—2017)要求,超标率为83.33%;籽粒Cd 含量存在极显著差异,其中有5个玉米品种(先达901、庆农13、祥玉88、祥玉10号、新中玉801)的籽粒Cd含量超过了《食品安全国家标准食品中污染物限量》要求,不能食用,占供试品种的27.78%;18个玉米品种茎叶Cd的富集系数为0.28~2.72,籽粒Cd的富集系数为0.03~0.30,籽粒Cd的转运系数为0.03~0.28,均小于1,说明玉米对土壤Cd有一定的吸附能力,但茎叶向籽粒转运Cd的能力较弱,导致玉米籽粒对Cd的富集能力较低。

根据玉米产量、田间倒伏以及籽粒Cd积累情况,初步筛选出3个适宜长株潭地区种植的低积累Cd玉米品种豫丰玉88、福科07、大天1号。

【总页数】7页(P125-131)【作者】李勇进;匡政成;陈浩东;郭利双;罗红兵【作者单位】湖南农业大学农学院;湖南省棉花科学研究所【正文语种】中文【中图分类】S513.037【相关文献】1.砷、铅、镉低积累玉米品种筛选研究2.镉低积累青菜品种筛选及硫对镉胁迫下青菜镉含量和品质影响3.镉低积累玉米水稻品种的筛选4.贵州省水稻耕种区主栽品种镉积累特征分析及低镉积累品种的筛选5.不同镉污染程度地区药用植物镉低积累品种大田筛选因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

玉米籽粒中微量元素积累的遗传基础与育种策略

玉米籽粒中微量元素积累的遗传基础与育种策略

玉米籽粒中微量元素积累的遗传基础与育种策略标题:玉米籽粒中微量元素积累的遗传基础与育种策略正文:微量元素在人类营养中扮演着不可或缺的角色,然而,全球超过三分之一的人口正遭受微量元素缺乏的困扰。

与此同时,重金属元素的富集对人体健康构成了严重威胁。

在众多作物中,玉米以其广泛的种植面积和高产量,成为全球主食之一,其籽粒中微量元素的含量直接影响着人类健康。

近年来,通过基因组关联研究(GWAS),科研人员已经揭示了玉米籽粒中铁(Fe)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、镉(Cd)和砷(As)等微量元素积累的遗传基础。

微量元素的遗传调控微量元素的吸收和积累是一个复杂的生理过程,受到多种基因的调控。

通过对玉米自交系的全基因组关联分析,研究人员发现了与这些微量元素含量相关的单核苷酸多态性(SNPs)。

这些SNPs与特定基因的关联,为揭示微量元素在玉米籽粒中积累的分子机制提供了重要线索。

环境与遗传的双重影响值得注意的是,微量元素在籽粒中的积累不仅受到遗传因素的影响,还与环境条件密切相关。

土壤中的微量元素含量、土壤酸碱度、水分状况等都会影响玉米对这些元素的吸收和积累。

此外,不同地区的气候条件也可能导致微量元素含量的变化。

因此,培育新的玉米品种时,必须综合考虑遗传和环境因素。

分子标记辅助育种分子标记辅助育种是一种有效的育种策略,它利用分子标记来识别和选择具有优良性状的个体。

在微量元素积累的研究中,分子标记可以帮助育种者筛选出富含有益微量元素且低积累有害元素的玉米品种。

这种方法不仅可以提高育种效率,还可以确保新品种的营养价值和食品安全。

培育高营养品质的玉米新品种通过筛选和利用具有优良基因型的玉米自交系,可以培育出高营养品质的新品种。

这些新品种不仅能够提供丰富的微量元素,还能减少有害元素的摄入,从而改善人类的营养状况。

此外,这些新品种还有助于提高作物的产量和抗逆性,增强农业的可持续性。

参考另一篇标题:探索微量元素平衡:玉米育种的新篇章正文:在全球化的背景下,食品安全和营养均衡成为了全人类共同关注的焦点。

甘蓝型油菜品种对农田土壤重金属镉与铜的富集差异研究

甘蓝型油菜品种对农田土壤重金属镉与铜的富集差异研究

甘蓝型油菜品种对农田土壤重金属镉与铜的富集差异研究甘蓝型油菜是一种非常受欢迎的作物,其在农田中广泛种植。

随着工业化进程的加速,土壤中重金属含量逐渐增加,特别是镉和铜等重金属元素的超标问题已经引起了广泛关注。

研究甘蓝型油菜品种对农田土壤重金属镉与铜的富集差异,对于指导田间种植管理,减少重金属对农田生态环境的污染具有重要意义。

我们需要了解甘蓝型油菜对土壤重金属的吸收和富集机制。

通常情况下,土壤中的重金属可以通过根系被植物吸收,并在内部累积;而不同种类的油菜对镉和铜的吸收能力存在差异,这取决于其根系构造以及生理酶系统的差异。

因此本文旨在通过实验研究不同甘蓝型油菜品种对土壤中镉和铜的吸收与富集差异。

实验设计上,我们选取了不同抗性的甘蓝型油菜品种,分别为对镉和铜较强抗性的品种和对镉和铜较弱抗性的品种。

然后,在相同条件下分别以加铜和加镉的方式处理农田土壤,并将不同甘蓝型油菜种植在这些处理土壤中,以监测不同品种在不同土壤条件下对重金属的吸收和富集情况。

实验结果表明,不同抗性的甘蓝型油菜对镉和铜的富集情况存在明显差异。

对于对镉和铜较强抗性的品种,其在重金属含量较高的土壤中,其植株中重金属的积累量较低,表明其对镉和铜的富集能力较弱;而对于对镉和铜较弱抗性的品种,其在重金属含量较高的土壤中,其植株中重金属的积累量较高,表明其对镉和铜的富集能力较强。

这些结果表明,甘蓝型油菜品种对土壤重金属镉和铜的富集差异主要依赖于其抗性水平。

而这些结果也为农田土壤的重金属污染治理提供了理论指导和实际操作上的参考。

正因为有了这样的研究成果,我们可以根据不同甘蓝型油菜品种对土壤重金属的富集情况进行科学合理的种植安排,从而减少重金属对农田生态环境的污染。

不过,需要指出的是,本文章仅仅是对甘蓝型油菜品种对土壤重金属镉与铜的富集差异进行了初步的研究,其结果需要在更多的试验数据支持下得出更加准确的结论。

在今后的实验中,我们将进一步完善试验设计,收集更多的数据,并考虑到更多的影响因素,以及探索甘蓝型油菜对其他重金属元素的富集情况,从而更加全面地了解不同品种对土壤重金属的富集差异。

不同镉来源污染土壤中镉的生物有效性差异的开题报告

不同镉来源污染土壤中镉的生物有效性差异的开题报告

不同镉来源污染土壤中镉的生物有效性差异的开题报告一、研究背景在现代化发展进程中,化学工业、农业化肥和污水排放等活动导致大量的重金属镉进入土壤中,从而污染农田土壤、农产品和生态环境。

镉是一种具有很高的毒性的重金属,对生物和环境都有很大的危害,且镉在人体内会积累及富集,导致慢性中毒甚至导致癌症等严重后果。

因此,对于不同镉来源污染土壤中镉的生物有效性差异进行研究,有助于深入了解镉在土壤、生物和环境中的行为规律,及时有效地进行土壤重金属污染治理和生态环境保护。

二、研究目的本研究的主要目的是探讨不同镉来源(如化工、农业化肥和污水等)对土壤中镉的生物有效性的影响,了解不同来源污染土壤中镉的行为规律。

通过研究,为土壤重金属污染治理和生态环境保护提供理论和实践依据。

三、研究内容1. 文献综述:通过收集和整理相关文献,对土壤中镉污染的来源、对环境的危害以及相关治理措施进行阐述,为研究提供基础。

2. 采集土壤样品:在不同来源的土壤样品中采集镉含量相近的土壤样品,进行实验研究。

3. 构建实验模型:根据不同来源的土壤样品,分别设计不同的实验模型,模拟不同土壤污染程度和镉来源。

4. 实验方案设计:依据实验模型,设计实验方案并进行实验,包括测定土壤pH值、水解性和钝化态镉的含量、吸附镉的各种因素以及土壤微生物对镉的影响等指标。

5. 数据分析:通过对实验结果进行数据分析,比较不同来源土壤样品中镉的生物有效性差异,分析镉的来源、土壤因素和微生物因素等对土壤中镉的积累和生物有效性的影响,进一步深入研究土壤中镉行为规律。

四、研究意义本研究从不同来源的污染土壤出发,通过实验了解不同污染程度的土壤中镉的含量、形态及生物有效性等特征,探究镉在土壤、生物和环境中的行为规律,为加强土壤重金属污染治理和生态环境保护提供了理论和实践依据。

同时,研究还有助于对土壤生态系统提出更好的管理建议,减少重金属对环境和人类健康的危害,为建设生态文明和构建美丽中国做出贡献。

甘蓝型油菜品种对农田土壤重金属镉与铜的富集差异研究

甘蓝型油菜品种对农田土壤重金属镉与铜的富集差异研究

甘蓝型油菜品种对农田土壤重金属镉与铜的富集差异研究1. 引言1.1 背景介绍目前,关于甘蓝型油菜品种对土壤重金属镉和铜的吸收和富集差异的研究较为有限。

本研究旨在通过对甘蓝型油菜不同品种对农田土壤镉和铜的响应进行系统性分析,探讨其富集机制,为科学指导农田土壤重金属污染的治理和管理提供理论依据。

通过本研究还可以为种植者提供合理的种植策略,改善农作物品质,保障食品安全。

1.2 研究目的本研究旨在探讨不同甘蓝型油菜品种对农田土壤重金属镉与铜的富集差异,旨在深入了解甘蓝型油菜在土壤中吸收重金属的差异性以及对土壤环境的影响。

具体目的包括:1. 探究不同甘蓝型油菜品种在不同土壤条件下对镉与铜的吸收情况,比较其富集差异;2. 分析重金属镉与铜对农田土壤的影响规律,探讨其在土壤中的行为与转化机制;3. 探讨不同甘蓝型油菜品种对重金属镉与铜的富集差异在植物生理和生态方面的意义,为农田土壤重金属污染治理提供理论和实践指导。

通过本研究的目的,可以更全面地了解甘蓝型油菜对农田土壤重金属的影响,为土壤修复和农业生产提供科学依据和技术支持。

2. 正文2.1 甘蓝型油菜品种对土壤镉与铜的吸收与富集甘蓝型油菜是一种重金属富集植物,对土壤中的镉和铜具有较强的吸收和富集能力。

研究表明,不同品种的甘蓝型油菜在吸收和富集土壤重金属方面存在明显差异。

在土壤中存在的镉和铜会通过根系吸收到甘蓝型油菜的根部,并随着植物的生长逐渐转运到茎、叶、果实等地上部分。

这种富集过程受到植物根系结构、生长速率、生理代谢等因素的影响。

不同品种的甘蓝型油菜在这些方面存在差异,导致其对土壤重金属的吸收和富集能力不同。

甘蓝型油菜品种对土壤镉和铜的吸收和富集差异也受到环境因素的影响。

比如土壤中的镉和铜含量、pH值、有机质含量等因素都会影响甘蓝型油菜对重金属的吸收和富集。

通过研究不同品种甘蓝型油菜对土壤镉与铜的吸收和富集差异,可以为选择合适的植物种植、调控土壤重金属污染等提供科学依据。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

不同玉米品种对土壤重金属镉积累富集特性研究作者:***来源:《中国农业文摘·农业工程》2022年第04期摘要:【目的】研究30个不同玉米品种对土壤重金属镉的积累富集特性,为重金属污染农田安全利用及保障农产品安全提供依据。

【方法】在大田作物常规管理情况下,采用田间试验的方法。

【结果】在土壤镉含量为1.16mg/kg的背景条件下种植玉米,玉米籽粒中镉含量在0.004-0.045mg/kg之间,明玉268籽粒镉含量最高,为0.045mg/kg;沈农T100籽粒镉含量最低,为0.004mg/kg。

同时,玉米籽粒镉富集能力表现不同,明玉268、状元985等对镉富集能力较强,富集系数为0.039、0.037;而丹玉311、沈农T100、聯达169、东单6531、辽单575和沈试991富集能力较弱,富集系数均小于0.01。

【结论】综合考虑玉米籽粒镉吸收差异和镉富集能力指标,丹玉311、沈农T100、联达169、东单6531和辽单575对镉的积累量小,富集能力弱,可以在中、轻度镉污染土壤上推广种植。

关键词:玉米;土壤重金属;镉积累;富集镉(Cd)是植物生长的非必需元素,在环境中,具有很强的生物毒性,易迁移,活性持久,对土壤微生物群落,土壤环境质量和植物生长发育具有巨大危害[1-3]。

WHO确定镉是优先研究的食品污染物,土壤镉污染不但会影响农作物的产量和品质,对生态系统构成潜在的威胁[4-6],而且镉一旦进入食物链还会对人体健康造成危害[7-8]。

有研究表明,镉污染的农产品后可能导致机体的正常代谢机能紊乱,影响人们肾脏功能,导致骨质疏松和身体疼痛,破坏正常细胞的酶活性,甚至增加人体细胞癌变的风险[9]。

我国部分耕地的重金属污染,对生态环境、食品安全、人体健康及农业发展存在严重威胁[10-11]。

2014年4月17日,环境保护部会同国土资源部发布《全国土壤污染状况调查报告》,首次公布了我国土壤污染状况。

调查结果显示,全国农田土壤环境状况总体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,其土壤重金属点位超标率达19.4%,而镉的点位超标率为7.0%[12]。

污水灌溉作为一种水处理和水利用的方式曾经在世界各地广泛应用。

在我国,局部地区小规模利用城市工业和生活污水灌溉农田也已有近100年的历史,大规模的污灌始于20世纪50年代。

污水灌溉在解决城市污水排放和农业生产用水来源问题的同时,造成了一些污灌区农田土壤的重金属超标,土壤中重金属不能被微生物分解而在土壤中积累,或通过下渗作用进入地下水,并能通过食物链进入人体,危害人体健康,土壤重金属污染是人类面临的重要的环境问题之一[1,4]。

在干旱缺水的北方污灌地区,由于长期污水灌溉造成农田土壤重金属严重污染,其中土壤镉超标最为严重,其平均值达到1990年土壤重金属元素全国背景值的5.75倍,污灌区农田土壤中镉明显积累,存在很大的生态风险[13-14]。

大量研究已证实,作物对重金属的积累富集存在显著的品种差异。

杨惟薇[15]等通过土培试验的方法研究10个玉米不同品种对重金属铅和镉的吸收积累,发现广甜3号对镉的积累量最小。

同时,玉米不同品种对重金属镉积累差异性在大田试验中同样得到印证[16-17]。

曾翔等、Li等[19]发现水稻对重金属镉和汞的吸收富集能力存在品种差异,谢钧宇、赵鲁和强承魁等发现小麦和大豆对土壤重金属吸收富集能力不同,也存在显著品种差异性[20-22]。

低积累植物(Low accumulators)的定义表明低积累品种是可以限制重金属在地上部的吸收和富集从而降低其生态毒性和生态风险的一类植物品种,另有学者专家将这一概念冠以污染安全品种、排异植物等名称,其共同观点在于植物地上部的重金属含量较同类相比较低[23-24]。

种植低积累农产品品种于重金属中、轻度污染土壤中,既能解决了土地资源紧张而重金属污染土壤难以修复的土地利用问题,又保障了农产品安全[25-26]。

同时,小麦、水稻、玉米、蔬菜等农产品的种类繁多,对重金属的积累能力各不相同,也为低积累植物的选种提供了诸多便利[23,27]。

本文从中轻度污染农田安全利用及保障农产品安全角度出发,以北方污灌区中、轻度镉污染农田土壤为研究背景,在大田作物常规管理情况下,研究本地区常见不同玉米品种对土壤重金属镉的积累富集差异特性,可为中轻度镉污染农田安全利用和保证农作物的安全生产提供依据,具有实地应用的可行性及指导性。

1 材料与方法1.1 试验地点大田试验位于沈阳市铁西经济技术开发区彰驿镇彰驿站村(123°5'9.474"E,41°39'25.8012"N),该地属于暖温带大陆性半湿润的季风气候,年平均气温为7.5℃,年平均降水量为659.6mm,年日照时数为2527h。

供试土壤为潮棕壤,土壤 pH 6.43,全氮1.54g/kg,有效磷0.07g/kg,速效钾0.34g/kg,总镉1.16mg/kg,有效镉0.71mg/kg,对照GB 15618-2018标准,供试土壤属中轻度镉污染。

1.2 试验材料供试玉米品种是近年来在沈阳市普遍种植的品种,见表1。

1.3 试验设计田间试验开始于2020年,共设置30个处理。

每个小区长12.5m、宽2.28m,面积为27.36m2,相邻之间间隔1.2m,每个处理设3次重复,共90个试验小区,随机区组排列。

玉米播种管理措施,如整地、施肥、播种、中耕除草、病虫害防治等同当地常规管理模式一致。

1.4 样品的采集与分析田间土壤采用随机5处梅花点分布法取样,均匀混合,低温(4℃)保存及风干处理备用;玉米样品采用5点“Z”型随机取样法采集,玉米、水稻风干脱粒后备用。

土壤基本性质测定参照[28];土壤镉含量采用HCl-HNO3-HF-HClO3消解,火焰原子吸收光谱仪进行测定;土壤有效镉含量采用0.1mol/L的盐酸浸提,电感耦合等离子质谱仪(ICP-OES)进行测定[29];玉米籽粒镉含量采用HNO3-H2O2法(5:1,V/V)消解,原子吸收分光光度计进行测定。

1.5 數据统计分析应用Excel 2007、SPSS 16.0(Chicago,IL,USA)等软件进行数据处理、统计分析和作图,差异显著性采用Duncan法进行检验。

2 结果与分析2.1 不同品种玉米籽粒镉吸收积累的差异在该试验中,不同玉米品种籽粒镉含量均符合粮食卫生标准GB2715-2005中污染物限量标准的规定(≤0.1mg/kg),见表2,玉米籽粒镉含量在0.004-0.045mg/kg之间,明玉268籽粒镉含量0.045mg/kg为最高,沈农T100籽粒镉含量0.004mg/kg为最低,所有品种玉米籽粒镉含量均值为0.012mg/kg。

由图1可知,玉米籽粒含镉量的频次分布呈现规律不显著,玉米籽粒大多数品种含镉量在0-0.008mg/kg范围内,样本数14个;其次是在0.008-0.016mg/kg范围内,样本数11个;在0.016-0.024mg/kg和0.040-0.048mg/kg两范围内样本数都为2个;而0.024-0.032mg/kg范围内样本数为0个。

植物对重金属的富集能力是评定植物对重金属积累能力大小的一个重要指标,而植物对重金属富集能力的强弱可以由该植物的富集系数大小所表示,富集系数越大,说明富集能力越强(富集系数(BCF)=植物体内某种重金属含量/土壤中该种重金属含量)。

本文中,玉米籽粒镉富集系数=玉米籽粒中重金属镉含量/土壤中重金属镉含量。

对30个品种玉米籽粒镉的富集系数进行分析,见表3可知,大部分玉米籽粒对镉的富集能力较弱,富集系数小于0.01;富集能力最弱的是丹玉311,为0.003;其次是沈农T100、联达169、东单6531、辽单575、沈试991。

其中,明玉268、状元985、东单1775、先亚787、联达6124、先亚679、东单1607、丹玉508和先禾336对镉的富集能力较强,富集系数大于0.01,分别为0.039、0.037、0.032、0.017、0.019、0.012、0.012、0.012和0.011。

由结果可知,大多数玉米品种对土壤重金属镉富集能力较弱,在中、轻度镉污染地区合理种植低积累玉米品种是实现受污染农田安全利用并保障农产品质量安全的行之有效的措施之一。

3 讨论之前的研究发现,土壤有效重金属含量与植物吸收积累重金属量存在显著相关,同时土壤条件、农艺措施、不同作物等影响土壤重金属的有效性,从而影响作物对重金属的吸收积累[17,30],因此与当地农业常规管理模式相一致的大田试验结果具有实地可操作性和复制性,利于品种的示范推广。

本文试验结果表明,在土壤总镉含量1.16mg/kg、有效镉0.71mg/kg背景条件下,玉米籽粒镉含量在0.004-0.045mg/kg之间。

30个玉米品种籽粒镉含量的极差值为11.25倍,说明不同玉米品种籽粒对镉积累差异较大,不同玉米品种对镉富集能力也存在显著差异,这与杨惟薇、吴传星、杜彩艳等人研究结果相一致[15,17,31]。

同时,不同品种玉米的低积累性状及其低富集能力在不同土壤环境中的适应性和稳定性需要进一步探究和持续动态监测。

4 结论在大田作物常规管理情况下,综合考虑玉米籽粒对土壤镉积累差异和富集能力指标,这些玉米品种:丹玉311、沈农T100、联达169、东单6531和辽单575可以在当地中、轻度镉污染地区推广种植。

参考文献[1] Wang Y P,Shi J Y, Wang H, et al. The influence of soil heavy metals pollution on soil microbial biomass,enzyme activity,and communtiycomosition near a copper smelter[J].Ecotoxicoloty and Environmental Satety,2006,67(1):75-81.[2] Yu Y C,Yang J Y,Zeng C, et al. Soil pH,organic matter,and nutrient content change with the continuous cropping of Cunninghamia lanceolata plantations in South China[J].Journal of Soils and Sediments,2017,17(9):2230-2238.[3] Seregin I V,Ivanov V B. Physiologiicall aspects of cadmium and lead toxic effects on higher plants[J].Russian Journal of Plant Physiology,2001,48(4):523-544.[4] 林凡华,陈海博,白军.土壤环境中重金属污染危害的研究[J].环境科学与管理,2007(7):74-76.[5] 朱奇宏,黄道友,刘国胜,等.石灰和海泡石对镉污染土壤的修复效应与机理研究[J].水土保持学报,2009,23(1):111-116.[6] 贺慧,陈灿,郑华斌,等.不同基因型水稻镉吸收差异及镉对水稻的影响研究进展[J].作物研究,2014,28(2):211-215.[7] 刘发欣,高怀友,伍钧.镉的食物链迁移及其污染防治对策研究[J].农业环境科学学报,2006,25(S2):805-809.[8] Singare P U,Lokhande R S. Studies on ion-isotopic exchange reactions using nuclear grade ion exchange resins[J].Springer Nature Jouranl,2012,18(4):351-357.1.5 数据统计分析应用Excel 2007、SPSS 16.0(Chicago,IL,USA)等软件进行数据处理、统计分析和作图,差异显著性采用Duncan法进行检验。

相关文档
最新文档