科研产出
不同土壤质地稻田施用石灰的调酸降镉效果
《湖南生态科学学报 》 2024
摘要：【目的】探明不同质地稻田土壤上施用石灰的调酸降镉效果。【方法】选择湖南省长株潭地区的砂土、壤土、黏土稻田开展石灰的调酸降镉效果试验，分析3种土壤质地下施用石灰对土壤pH增量、土壤有效态镉含量降幅、稻米降镉效果的影响。【结果】施用石灰1 500 kg/hm2可显著提升土壤pH,降低土壤有效态镉含量，进而显著降低稻米对镉的吸收积累，调酸降镉效果表现为砂土>壤土>黏土、早稻季>晚稻季。早稻季施用石灰1 500 kg/hm2的土壤pH增加0.29～0.63个单位，土壤有效态镉含量降低13.91%～22.74%,稻米镉含量降低26.48%～56.21%;晚稻季增施石灰1 500 kg/hm2的土壤pH增加0.51～1.34个单位，土壤有效态镉含量降低18.20%～28.66%,稻米镉含量降低32.30%～50.52%;土壤pH每增加1个单位，砂土、壤土、黏土的早稻稻米镉含量降幅分别增加25.75%、44.93%和38.72%,晚稻则分别增加44.60%、80.24%和51.34%。【结论】不同土壤质地稻田施用石灰的调酸降镉效果不同，实际生产过程中应根据土壤污染特征、土壤pH以及土壤质地选择合理的石灰用量，尤其是黏土上应增加石灰用量以提升调酸降镉的效果。
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环境与基因型互作对瓜类蔬菜镉积累的影响及产地土壤安全阈值研究
《生态环境学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：当前耕地土壤镉（Cd）污染严峻，公众通过食用蔬菜摄入镉的风险增加，但针对瓜类蔬菜在不同污染土壤及基因型下的镉富集特性研究尚不足。为探究不同种类及品种的瓜类在不同环境条件下对镉的吸收积累特性，并评估环境因子与基因型对蔬菜镉含量的综合影响，通过在湘江流域选择12个典型镉污染特征区域，采取多点-多瓜类/品种田间试验方法结合土壤镉含量、土壤性质与蔬菜镉累积对应采样分析，采用相关性分析、逐步线性回归分析和多种模型的物种敏感性分布（SSD）分析等方法分析环境因子与蔬菜镉含量、生物富集系数（BCF）的关系及安全阈值。结果显示：1)环境因子对瓜类蔬菜镉含量的影响显著高于基因型，环境、品种和环境品种互作共解析了瓜类蔬菜镉含量和BCF的94.05%和84.03%，其中环境的贡献率分别为62.90%和36.67%;2)瓜类蔬菜镉含量与土壤总镉、有效态镉显著正相关（r=0.721,p≤0.01;r=0.737,p≤0.01），与p H值呈显著负相关（r=-0.390,p≤0.01）；土壤有效态镉与p H值是主要的环境影响因素，可以解释瓜类蔬菜镉含量变异的60.80%;3)瓜类蔬菜整体超标风险较低，但不同瓜类品种的镉富集能力存在显著差异，板栗南瓜（Cucurbita moschata）品种V5表现出较高敏感性，蜜本南瓜品种V6表现出低敏感性；4)基于Burr III type分布模型，估算了保障95%瓜类蔬菜安全生长的土壤镉含量阈值，其阈值为1.316 mg·kg-1。该研究可为镉污染土壤中的瓜类蔬菜种植提供科学的品种选择和风险控制指导。
关键词： 瓜类蔬菜 镉 物种敏感性分布(SSD) 生物富集系数(BCF) 安全阈值
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基于主成分分析和隶属函数法筛选低镉高产辣椒品种
《湖南农业大学学报(自然科学版) 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为筛选高产且适合在轻度镉（Cd）污染土壤中种植的低镉积累辣椒品种，选取了4个辣椒类型（朝天椒、泡椒、牛角椒、线椒）主产区的12个主栽品种为供试材料，通过Cd污染（2.5 mg/kg）土壤盆栽试验，研究不同辣椒品种中Cd积累量的差异，分析Cd对光合色素、光合能力、产量的影响，并通过主成分分析和隶属函数法从果实Cd含量、产量和光合能力等3个维度筛选具有低Cd、高产特性的辣椒品种。结果表明：12个辣椒品种中长兴8号和龙福椒的单株产量较高，分别为402.35、384.26 g，显著高于其他品种；供试辣椒品种中根、茎、叶、果中的Cd含量依次降低；4个类型中，牛角椒的根和茎富集系数最高，线椒的根和茎富集系数最低，朝天椒叶片的富集系数最低；长兴8号、湘辛28号、龙福椒的果实富集系数较低；龙福椒鲜果中Cd含量最低，为0.11 mg/kg；目标危险系数（THQ）显示，健康风险较高的是星秀（1.373）、橙艳（1.125）和湘辣699（1.152），较低的是龙福椒（0.587）、湘辛28号（0.722）、长兴8号（0.732）;Cd对叶片CO2同化效率的抑制程度高于其对光化学效率的抑制程度，Pn和Fv/Fm共同影响辣椒在Cd处理下的产量，路径系数分别为0.58和0.37；通过综合评价值，龙福椒具备低镉高产的特性，可优先考虑在轻度Cd污染农田推广种植。
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连续施用镉砷同步钝化剂的稻米镉砷含量降低效果分析(英文)
《农业科学与技术(英文版) 》 2023
摘要：选择湖南典型镉砷复合污染稻田，通过2018—2020年连续3 a的大田定位试验对10个镉砷同步钝化产品进行效果验证，为镉砷同步钝化产品连续施用的持续效果及镉砷复合污染稻田产品的选择提供参考。结果表明：10个钝化剂产品均具有同步降低稻米镉砷含量的效果，但不同钝化剂的稻米降镉、降砷效果不同，稻米降镉效果最好的是T9处理，3 a平均稻米降镉率为52.42%；其次是T4和T3,3a平均稻米降镉率分别为42.62%和40.96%；稻米降砷效果最好的为T7和T4处理，3 a平均稻米降砷率分别为34.15%和33.32%；整体上，钝化剂降低稻米镉含量的效果高于降砷的效果，且钝化剂的连续施用对稻米降镉和降砷皆具有一定的累加效应；另外，连续施用3 a钝化剂在一定程度上提升了土壤的p H值，且2018—2020年稻米镉含量皆与土壤p H值呈显著负相关，表明施用钝化剂提升了土壤p H值，并抑制了水稻对镉的吸收积累。综合考虑认为，T4、T8、T7和T10处理的钝化剂产品适用于镉砷复合污染土壤的修复治理，T9等其他处理的钝化剂产品适用于单镉污染耕地的修复治理。
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长株潭地区农作物种植结构调整耕地蔬菜高效种植模式研究
《辣椒杂志 》 2023
摘要：为指导长株潭镉污染耕地蔬菜安全生产及种植结构调整,本文随机选取了长株潭地区农作物种植结构调整区10个基地种植黄瓜、冬瓜、丝瓜、苦瓜、中国南瓜、西瓜、豇豆、叶用甘薯、菜薹、甘蓝10类蔬菜,结合产品镉积累量和经济效益,探讨最佳种植模式.结果发现,检测的蔬菜样品镉含量均未超过食品安全国家标准食品中污染物限量限定值,在对应种植区域可安全生产;镉积累能力表现为叶菜类>豆类>瓜类,其中积累值最高的为叶用甘薯,最低为西瓜,中国南瓜、豇豆、丝瓜等积累能力较低.结果表明,结合经济效益、地力损耗等因素,推荐西瓜-甘蓝、丝瓜-甘蓝、丝瓜-菜薹、冬瓜-甘蓝、南瓜-甘蓝等5种种植模式作为长株潭地区农作物种植结构调整区的蔬菜种植模式.
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钝化材料组合对酸性土壤镉铅砷和中微量元素有效性的影响
《中国农学通报 》 2023 CSCD
摘要：采用土壤培养试验的方法，研究了在同等剂量下（6 g/kg土）海泡石（S）、铁锰矿粉（F）和生物炭（B）及其组合对酸性土壤镉（Cd）、铅（Pb）、砷（As）、锌（Zn）、铁（Fe）、锰（Mn）有效性的影响，以期筛选出同步钝化酸性土壤镉铅砷且对中微量元素锌铁锰有效性影响小的钝化材料组合。结果表明：海泡石、铁锰矿粉、生物炭及其组合均在一定程度上提高了土壤pH，降低了土壤中Cd、Pb和As的有效态含量，组合处理降低了土壤Cd、Pb和As有效性的效果均优于单施处理。3种钝化材料及其组合在一定程度上降低了土壤中Zn的有效态性，3种钝化材料及其大多数组合降低了土壤Fe和Mn有效性。S5F1B0组合同步钝化土壤Cd、Pb和As效率均较高，该处理土壤有效态Cd、有效态Pb、有效态As和有效态Zn含量比CK分别降低了30.9%、84.5%、60.2%和32.5%，有效态Mn含量上升了19.9%。土壤中有效态Cd、Pb、Zn和Mn含量与pH均显著负相关。S5F1B0组合同步钝化复合污染土壤Cd、Pb、As的效率均较高，可适当提高土壤Mn的有效性，应用时需适当补充Zn元素。
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水稻积累及耐受镉和砷的分子机制与育种实践
《植物遗传资源学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：近些年来，我国农田镉、砷污染日益严重，导致稻米镉、砷超标事件时有发生。稻米是全球约一半人口的主粮，也是人体从食物中摄入镉和砷的主要来源，土壤中的镉和砷被水稻吸收后，通过食物链的富集作用在人体内积累，进而危害人体健康。因此，减少镉、砷在稻米中的积累成为保障我国粮食质量安全和促进水稻产业发展亟待解决的重要问题。研究水稻对镉和砷的累积机制，在此基础上培育镉、砷低积累水稻品种，是解决稻米镉和砷超标最经济的方法，对实现污染农田的稻米安全生产具有重要意义。本研究主要综述了农田镉和砷的存在形态及生物有效性，阐述了水稻吸收、转运镉和砷的分子机制，以及镉、砷耐受机制，概述了镉、砷低积累水稻育种进展，并对未来的发展方向进行了展望，旨在为减少水稻籽粒镉、砷含量的研究提供一些参考。
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絮凝处理镉模拟污水及用于水稻栽培效应研究（英文）
《Agricultural Science & Technology 》 2023
摘要：通过盆栽试验，研究了不同浓度镉模拟污水絮凝除镉处理后的“再生水”浇灌水稻对其生长的影响和Cd在其中的迁移分布状况。结果表明，0.1和0.5 mg/L的两种模拟污水絮凝后的清液Cd浓度≤0.01 mg/L、pH=5–8.5，达到中国农田灌溉水质标准，将其浇灌栽培水稻，所得稻谷Cd含量分别为0.07和0.13 mg/kg，达到中国食品安全国家标准（谷物镉残留≤0.2 mg/kg）；抽穗期叶绿素含量、分蘖期分蘖数、稻谷产量均随着Cd浓度提高逐渐降低；同等浓度Cd模拟污水与絮凝除镉处理后的含Cd上清液浇灌水稻，对水稻生长具有同等效应；成熟后水稻根、茎和谷Cd含量依次为根>茎>谷。
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不同镉砷同步钝化剂对复合污染农田的修复效果研究（英文）
《Agricultural Science & Technology 》 2023
摘要：为筛选出适合镉砷复合污染稻田的同步钝化剂，采取大田试验对15个镉砷同步钝化剂修复效果进行对比分析。结果表明，大部分钝化剂有增产效果，其中T5和T13较CK增幅显著，分别增产11.63%和11.17%；钝化剂的稻米降镉效果整体上优于降砷效果，除T3和T14外，其它13个产品的稻米降镉效果明显，降幅在11.74%–60.32%之间；T5、T7、T8、T9、T10、T15等产品的稻米降砷效果明显，降幅在17.95%–23.87%之间；聚类分析表明15个产品可分为3类，即高效降镉并可同步降砷的产品、对稻米降镉、降砷均没有显著效果的产品和具有一定降砷或降镉效果的产品。综合考虑稻米降镉和降砷及增产效果，T4、T5、T13要优于其他12个产品，可在本区域镉砷复合污染稻田进行推广应用。
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