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本研究在全国大尺度空间范围内,基于机器学习识别稻米镉（Cd）、砷（As）富集的重要影响因素,探究了中微量元素对稻米Cd、As超标的贡献率并构造了生物有效性模型。首先,通过决策树算法构造中微量元素判别Cd、As超标的预测模型,其预测精度分别为95.55%、97.55%,表明中微量元素是识别稻米Cd、As超标的重要指标;其次,利用随机森林算法筛选影响稻米Cd、As富集的主控因子,不同区域的主控因子表现出明显差异,其单一因子主要驱动的Cd富集在不同区域的差异表现为：华东片区pH的贡献占主导、华南片区的交换性钙（Ca）和东北片区的土壤有机质（SOM）分别占主要贡献,而有效铁（Fe）对As富集表现出特异性的区域贡献（如华东、华南和西南片区）;最后,将各区域确定的主控因子引入构建土壤-稻米生物有效性模型,其中,Cd、As的生物有效性九因子模型在不同片区的决定系数最高,分别为0.680、0.664 （P<0.05）。本研究为大尺度地域水平上稻米Cd、As重金属污染防控和环境管理提供了科学依据和决策支撑。 相似文献
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为在喀斯特山区筛选出最佳的土壤调理剂、叶面阻控剂和镉低累积水稻品种,并为贵州喀斯特山区污染耕地安全利用提供数据支撑,通过对贵州中部喀斯特山区高镉稻田土壤及稻米进行采样分析,合理设计田间处理方案,采取相同背景下田间小区试验的方式探讨不同土壤调理剂、不同叶面阻控剂对稻米中镉元素含量的降低效果,对比分析不同水稻的籽粒对镉元素的吸附强弱情况。结果显示,在高镉稻田中施用4种含氧化钙的土壤调理剂后,稻米中镉元素含量分别降低83.9%、74.6%、82.1%、51.8%。在分蘖期至灌浆期喷施含锌、硒元素的叶面阻控剂后,稻米镉含量分别降低54.7%、51.7%。3种受试水稻品种稻米镉含量比常规水稻品种降低8.36%、24.5%、33.3%。说明喀斯特山区水稻土中镉元素含量越高,稻米中镉元素的含量就会越高。在高镉区稻田施用由硅灰石、生石灰、沸石及海泡石组成的土壤调理剂(D3)、喷施含Zn元素的叶面阻控剂(Y2)、种植水稻品种成优1479(P3),通过这3种调控措施的联合作用可以达到最大的稻米降镉效果。 相似文献
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氧化老化过程对生物炭吸附镉的影响及机制 总被引：1，自引：1，他引：0
为研究氧化老化过程对生物炭性质及其对镉(Cd~(2+))吸附能力的影响及机制,以过氧化氢(H_2O_2)化学氧化方法模拟稻壳生物炭在自然环境中的氧化老化过程,通过等温吸附试验研究氧化老化过程对生物炭吸附Cd~(2+)能力的影响,运用扫描电镜和能谱分析(SEM-EDS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和~(13)C核磁共振技术探究氧化老化过程中生物炭对Cd~(2+)的吸附机制。结果表明:氧化老化过程中生物炭的元素组成和比表面积变化不明显,但含氧基团增多,芳香性增强。老化前后生物炭对Cd~(2+)的吸附均符合准二级动力学模型,但氧化老化过程抑制了稻壳生物炭对Cd~(2+)的吸附能力,在298 K时,Langmuir预测Cd~(2+)在生物炭上的最大吸附量分别为未老化生物炭(BC,21.48 mg·g~(-1))氧化老化1次生物炭(OBC1,15.07 mg·g~(-1))氧化老化2次生物炭(OBC2,7.56 mg·g~(-1))氧化老化3次生物炭(OBC3,7.51 mg·g~(-1))。生物炭吸附Cd~(2+)的机理主要有表面络合作用、阳离子-π作用和离子交换作用,氧化老化后碱金属元素的变化抑制了表面吸附作用。 相似文献
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为验证土壤调理剂在黔中酸性Cd污染稻田上的应用效果,通过田间小区试验,分析不同土壤调理剂对土壤pH值、总Cd、有效Cd、水稻各部位Cd积累量和水稻产量的影响。结果表明:相对于空白对照,施用石灰和11种调理剂使土壤pH值显著(P<0.05)提高0.25~1.02个单位,土壤有效态Cd含量显著(P<0.05)降低8.90%~22.14%。施用石灰和11种调理剂均可有效降低水稻各部位Cd含量和Cd富集系数,其中,糙米中的Cd含量显著(P<0.05)降低19.09%~85.45%,根、茎、叶、糙米中的Cd富集系数分别显著(P<0.05)降低16.62%~69.90%、18.40%~94.18%、25.82%~78.02%、18.02%~85.46%。石灰和11种调理剂均能显著(P<0.05)降低Cd从叶到穗轴和从稻壳到糙米的转运。应用11种调理剂的经济成本均高于石灰,其中,特贝钙土壤调理剂的经济成本最低,为7 200元·hm-2。综合分析降Cd效果和成本因素,试验条件下,以特贝钙土壤调理剂的效果最佳,可在黔中地区推荐使用。 相似文献
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通过盆栽试验,研究了2种改性剂(有机肥和无机功能材料)对重金属Cd、Pb和Cu污染土壤油菜生长及其吸收重金属的影响。结果表明,2种改性剂均可明显增加油菜产量,但对土壤的改良效果存在差别。有机肥对油菜茎叶吸收Pb具有较好的抑制作用,但却提高了土壤中有效态Cd、Cu含量,使油菜体内Cd、Cu含量增加;施加无机功能材料与有机肥相比,降低了油菜茎叶中Cd、Pb和Cu含量,对油菜吸收Cd、Pb和Cu均起到了较好的抑制作用。 相似文献
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生物炭与肥料复配对土壤重金属镉污染钝化修复效应 总被引：7，自引：1，他引：6
通过田间实验,研究了生物炭与有机肥及氮磷钾复合肥复配施用对菜地土壤重金属镉污染钝化修复效应,并探讨了作用机制。结果表明,菜地土壤添加不同钝化材料可显著降低油麦菜地上可食部位Cd的累积量,降幅可达32.6%~54.8%,各钝化处理的菜地土壤有效态Cd含量均出现显著降低,降幅可达7.04%~21.85%,施用生物炭可以显著提高菜地土壤pH值,有利于促进对土壤重金属Cd活性的钝化作用;而施用鸡粪却明显降低菜地土壤pH值,不利于菜地土壤重金属Cd的钝化作用。土壤pH值与油麦菜根部Cd累积量间呈显著的正相关性,但与油麦菜地上可食部位Cd累积量间的相关性并未达到显著性水平。该项研究可为生物炭与有机肥及氮磷钾复合肥复配修复污灌菜地土壤重金属镉污染提供一定的理论基础。 相似文献
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二氯苯胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长的影响 总被引：7，自引：0，他引：7
在实验水培条件下,研究了不同浓度1、2二氯苯、1、3二氯苯和1、4二氯苯对小麦种子萌发、幼苗生长和生理特性的影响。结果表明,二氯苯能明显地抑制小麦种子萌发和幼苗的生长,幼苗干重、鲜重均存在不同程度的下降,受害程度随二氯苯浓度的增加而加重,当1、2二氯苯和1、3二氯苯浓度为200 m g/L以上时小麦种子停止发芽。在正常情况下,小麦幼苗体内过氧化物酶活性和丙二醛含量均随浓度的增加呈先增加后下降的趋势。不同浓度二氯苯胁迫使小麦POD、M DA含量增加,小麦受害程度加重。 相似文献
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镉胁迫下土壤理化因子与过氧化氢酶活性的通径分析 总被引：2，自引：0，他引：2
对湖南3种不同程度Cd污染土壤添加不同种类、不同浓度的修复材料,研究修复材料修复效果,并评估了Cd胁迫下土壤理化性质对过氧化氢酶的影响。分别对pH值、速效氮、速效磷、速效钾及土壤有效态Cd浓度与土壤过氧化氢酶活性做相关性分析、多元线性回归、通径分析,并对比3种分析。结果表明：Cd浓度较小的土壤过氧化氢酶活性的主要影响因子为土壤pH、土壤速效钾、土壤速效氮、土壤速效磷;中等污染土壤过氧化氢酶的主要影响因子为土壤速效氮、土壤速效磷;严重污染土壤过氧化氢酶的主要影响因子为pH值和土壤有效Cd。对比3种土壤影响因素的系数发现,随着土壤全Cd浓度的增加,土壤有效态Cd对土壤过氧化氢酶活性的影响系数越来越大,而土壤速效钾、土壤速效氮、土壤速效磷对过氧化氢酶活性影响系数越来越小。与简单相关和多元线性回归相比,通径分析结果能更客观、全面的体现各因素对土壤过氧化氢酶活性的影响过程。该试验为评价土壤性质对酶活性的影响提供依据。 相似文献