科研产出
镉污染灌溉水入田前快速净化材料和装置研究
《农业环境科学学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：为开发灌溉水入田前低成本、快速净化技术,创制了一套农田Cd污染灌溉水的快速净化装置,筛选出四类低成本、环保、高效的Cd净化材料以及材料配比方案。研究表明,不同材料Cd静态和动态吸附效果为赤泥粒>石灰石>沸石>油菜秸秆。模拟灌溉时长3 h,灌水Cd浓度60μg·L~(-1),过水流量53.3 m3·h~(-1)(内径40 cm圆形过水断面),保障净化后水中Cd浓度低于农田灌溉水安全标准(10μg·L~(-1)),Cd污染水净化率≥83.3%,上述四类材料对Cd吸附总量变化范围为344.4~358.2 g·m~(-3),各材料间Cd吸附量无显著差异。净化装置主要工艺参数:进水口径10 cm,壳体内径40 cm,壳体高度65 cm,最大处理水量64.8 m3·h-1,滤层高度45 cm,材料承载体积56.5 dm~3,滤层分为三层,每层由10 cm厚单一材料构成,材料粒径5~8 mm。灌溉水推进速度1.4 m·s~(-1),组合材料处理Cd污染水(10~60μg·L~(-1))净化率>85%,材料一次装填可净化Cd 15.2~20.1 g,预计可处理水507~671 m~3,满足0.13~0.18 hm~2单季稻田灌水净化需求(灌水Cd浓度和灌水定额分别以40μg·L~(-1)和3750 m3·hm~(-2)计)。
碱性缓释肥对水稻吸收积累Cd的影响
《农业环境科学学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：选择长株潭地区典型化工点源污染、污水灌溉面源污染和大气沉降面源污染的镉(Cd)污染稻田,研究碱性缓释肥对稻田土壤有效Cd、水稻Cd含量的影响。结果表明:与常规施肥相比,北山、梅林桥、大同桥三个试验点施用碱性缓释肥的水稻产量增加290.8(+3.9%)~605.0(+7.3%)kg·hm~(-2),平均增产467.8 kg·hm~(-2)(+5.7%,P<0.05);三个试验点施用石灰和碱性缓释肥均能提高土壤p H,降低土壤有效Cd含量,其效果为碱性缓释肥小于石灰;三个试验点施用石灰和碱性缓释肥均能显著降低水稻稻米和茎叶Cd含量,在北山、大同桥酸性土壤中碱性缓释肥降低稻米Cd含量的效果优于石灰,两地的稻米Cd含量分别较施用石灰下降0.023mg·kg~(-1)(-13.5%)和0.080 mg·kg~(-1)(-26.7%),梅林桥偏中性的土壤上则为石灰降低稻米Cd含量的效果优于碱性缓释肥。
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成团泛菌(Pantoea agglomerans)对镉胁迫下蒌蒿耐受性的影响
《生态毒理学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：为探讨功能微生物对镉(Cd)胁迫下蒌蒿耐受性的影响,以成团泛菌(Pantoea agglomerans)J2为对象,通过盆栽试验,研究不同Cd处理水平下J2菌对蒌蒿生长、生理、Cd富集转运与根际微生态的影响。结果表明:J2菌可显著促进蒌蒿株高、地上部干重、地下部干重、总生物量及根冠比的增加。在J2菌的作用下,蒌蒿叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均显著增加,丙二醛(MDA)含量明显减少。J2菌可显著促进蒌蒿对Cd的富集转运,蒌蒿地上部、地下部与总Cd含量均显著增加,地上部生物富集系数(BCF)明显大于地下部,转运系数(TF)相比于对照增加了7.5%~37.4%。J2菌可显著增加蒌蒿根际土壤细菌、放线菌数量及微生物总量,明显减少真菌数量。研究表明成团泛菌J2对蒌蒿生长、生理、Cd富集转运与根际微生态可产生积极影响,在一定程度上可提高蒌蒿植株对Cd的耐受性。
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四种材料对灌溉水中镉净化性能的比较
《农业环境科学学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：基于前期筛选的4种材料——石灰石、沸石、赤泥粒和油菜秸秆,通过设计等温吸附实验和动态模拟实验,探讨了材料对灌溉水中Cd的快速吸附能力,应用Langmuir、Freundlich和Tempkin方程及BDST(Bed depth service time)模型分别对材料Cd等温吸附和动态吸附性能进行表征,旨在为材料进一步应用提供理论基础。结果显示,4种材料对Cd有不同吸附能力,平衡液Cd浓度10μg·L~(-1)时,材料Cd等温吸附量Qv(EC=0.79 m S·cm~(-1))依次为石灰石175.7 g·m~(-3)>沸石46.2 g·m~(-3)>赤泥粒20.7 g·m~(-3)>油菜秸秆3.7g·m~(-3);对Cd动态吸附量N0为赤泥粒1776 g·m~(-3)>石灰石1767 g·m~(-3)>沸石1704 g·m~(-3)>油菜秸秆837 g·m~(-3)。材料对Cd吸附过程中提升溶液pH的能力表现为赤泥粒>>石灰石和沸石>油菜秸秆。溶液离子强度对石灰石和沸石对Cd吸附有显著影响,并且随平衡液Cd浓度增加影响扩大,但是对油菜秸秆、赤泥粒对Cd吸附的影响较小。油菜秸秆对水中Cd吸附亲和力很强,但饱和吸附容量较低,吸附效率随净化时间延长衰减较明显。
不同浓度镉胁迫对稗草生理特性的影响
《亚热带植物科学 》 2016
摘要：通过室外盆栽法研究不同浓度镉(Cd)对稗草Echinochloa crusgalli生理特性的影响。结果表明,0.3 mg·kg~(-1)Cd~(2+)胁迫增强稗草分蘖期的光合作用及抗氧化酶活性;但0.6、0.9 mg·kg~(-1)Cd~(2+)胁迫抑制分蘖期稗草的光合作用,增强抗氧化酶活性以及提高MDA含量;3.0 mg·kg~(-1)Cd~(2+)胁迫提高稗草分蘖期的抗氧化酶活性;6.0 mg·kg~(-1)Cd~(2+)胁迫增加稗草分蘖期MDA含量。Cd~(2+)浓度为0.6、6.0 mg·kg~(-1)将抑制稗草抽穗期的光合作用,高浓度镉胁迫抑制稗草抽穗期的抗氧化酶活性。不同浓度镉胁迫下,稗草的脯氨酸含量较高,表现出较高的抗逆能力。
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基于饲草配方优化的肉牛养殖系统镉平衡分析
《草业科学 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：采用线性规划求解方法,通过评价饲草干物质含量、粗蛋白含量、综合净能、肉牛能量单位及肉牛营养需求等指标,对春、夏、秋、冬饲草进行配方优化。结果表明,春季饲草优化配方为燕麦(Avena sativa)、稻草、黑麦草(Lolium perenne)和玉米(Zea mays),其干物质比重分别为47.26%、36.55%、13.45%和2.74%;夏季为桂牧一号(Pennisetum purpureum cv.Guimu No.1)、玉米和稻草,其干物质比重分别为91.25%、8.49%和0.26%;秋季为桂牧一号、玉米和红薯,其干物质比重分别为89.30%、9.01%和1.70%;冬季为燕麦、稻草、红薯(Dioscorea esculenta)、黑麦草和玉米,其干物质比重分别为50.26%、25.59%、17.49%、5.61%和1.04%。同步监测肉牛养殖系统饲草、饮用水、牛粪尿以及牛肉中的镉(Cd)含量,计算肉牛养殖系统Cd输入输出动态可知,单头肉牛Cd年输入量为753.70mg,年输出量为747.02mg,系统Cd的输入与输出基本持平。Cd输入中,饮用水及饲料添加剂对Cd年度总输入的贡献率仅分别为0.05%和4.56%,而饲草的贡献率高达95.39%;Cd输出中,牛肉和牛尿对Cd年度总输出的贡献率仅分别为0.46%和0.06%,而牛粪的贡献率高达99.48%。可见,控制饲草Cd含量和调控牛粪Cd输出分别是减少Cd进入养殖系统和增加养殖系统Cd输出的最主要途径,而因牛的粪尿流出肉牛种养系统,每头每年带出的Cd为226.55mg,占Cd年输出量的30.33%。利用清洁地域建立"饲草-肉牛-牛粪-饲草"种养系统,可实现饲草自给、废弃物安全消纳的同时,确保饲草和肉牛质量安全,实现该系统在低Cd环境下循环运行。
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水稻不同生育期施用生石灰对稻米镉含量的影响
《农业环境科学学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：为了深入探究镉污染稻田土壤施用生石灰降低稻米镉含量的过程机理,采用盆栽试验,分别在水稻插秧前、分蘖期、孕穗期、灌浆期进行生石灰施加处理,水稻成熟后采集植株样品和土壤样品进行相关指标测定。试验结果显示,在水稻不同生育期施加生石灰均可显著提高土壤pH值,降低土壤有效态镉及根系镉含量,同时显著降低糙米镉含量(P<0.05)。分蘖期施加生石灰对糙米镉含量的降低程度最大,其含量比空白对照下降55.2%,显著低于其他处理。在分蘖期施加生石灰后发现,水稻茎秆中的钙含量最高,显著高于其他处理(P<0.05),而其茎秆中的镉含量反而最低,显著低于其他处理(P<0.05)。多变量主成分分析显示,茎秆钙含量与镉含量显著负相关(P<0.05)。综上认为,在水稻分蘖期施用生石灰不仅可以降低土壤有效态镉含量,减少根系对镉的吸收积累,还可以提高水稻茎秆中的钙含量,进而抑制镉由根系向茎秆的转移,表明这两个过程的叠加效应可能是水稻分蘖期施用生石灰降低糙米镉含量的关键因素。
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长期不同耕作与秸秆还田对土壤养分库容及重金属Cd的影响
《应用生态学报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：于2005—2013年在湖南宁乡双季稻田开展免耕秸秆还田(NTS)、翻耕秸秆还田(CTS)、翻耕秸秆不还田(CT)、旋耕秸秆还田(RTS)4种不同耕作方式与秸秆还田试验,分析不同耕作方式与秸秆还田对土壤养分含量、养分库容量及重金属Cd的影响,为稻田合理耕作与重金属Cd污染修复提供理论依据.结果表明:耕作措施与秸秆还田主要影响0~10 cm耕层土壤性状;长期翻耕和旋耕提高了土壤养分含量,增强了土壤通气性,但耕层变浅,养分库容降低,土壤Cd含量显著偏高,水稻植株地上部分富集Cd能力相对较低;长期免耕增加了表层土壤容重,土壤养分含量较低,但养分库容相对较高,水稻植株地上部分富集Cd能力较强;秸秆还田显著增加了土壤养分含量和阳离子交换量,增加了耕层深度和土壤养分库容量,增强了土壤的保肥能力,但同时也将秸秆中富集的Cd重新归还到稻田土壤中,不利于土壤Cd的转移修复.因此,长期单一耕作方式和长期秸秆还田均存在一定弊端,需改进耕作和秸秆还田方式,如实行翻耕、旋耕与免耕相结合的土壤轮耕或深松耕,以及减少秸秆还田量或实行秸秆轮还,在改善土壤肥力的同时,实现土壤污染的有效修复.
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“田师傅”土壤调理剂应用于湖南Cd污染稻田的效果研究（英文）
《Agricultural Science & Technology 》 2015
摘要：采取湖南典型Cd污染的大田试验,研究"田师傅"系列土壤调理剂对水稻生长的影响及降低水稻吸收积累Cd的效果。结果表明,"田师傅"土壤调理剂、土壤调理菌剂及两者混施皆可促进水稻生长,提高水稻产量,并显著降低稻米Cd含量。北山点"田师傅"土壤调理剂、土壤调理菌剂及两者混施的稻米Cd含量分别比常规施肥下降37.63%(P<0.05)、32.59%(P<0.05)、27.95%(P<0.05);湘潭点则分别下降54.36%(P<0.05)、50.19%(P<0.05)、45.22%(P<0.05),皆达到食品安全国家标准,且"田师傅"系列调理剂的降Cd效果为土壤调理剂>土壤调理剂与土壤调理菌剂两者混施>土壤调理菌剂;与施用石灰降低水稻对Cd的吸收相比,施用"田师傅"系列土壤调理剂还抑制了稻草中的Cd向稻米中转运;"田师傅"土壤调理剂、土壤调理菌剂及两者混施皆可有效改良土壤酸性,提高土壤p H,并在一定程度上降低土壤有效态Cd含量。
关键词： 镉 “田师傅”土壤调理剂 重金属 水稻
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