水稻对土壤中Cd的吸收能力较强，受到高浓度Cd胁迫时，所产稻米中Cd含量超标［1］。开展Cd污染稻田土壤修复，对确保水稻等农产品生产安全具有非常重要的意义。由于农田土壤修复必须确保其土壤农业使用功能尽可能不发生变化或受到影响，采用土壤改良剂尤其是重金属钝化／稳定措施进行农田土壤Cd等重金属的污染控制成为近年来最普遍方法之一。

重金属污染农田土壤钝化／稳定改良剂主要包括石灰类物质、粘土矿物、钙镁磷肥等。石灰既可提高土壤pH，降低重金属有效态含量，对作物吸收Cd具有一定的拮抗作用［2］，又能改善植株营养和生长状况［3］，提高作物体内的POD、CAT活性同时降低叶片MDA含量［4］。钙镁磷肥可提高土壤pH值，又能降低土壤有效态Cd含量和水稻地上部分尤其是糙米中Cd含量［5］。石灰与钙镁磷肥配合施用可提高土壤pH和降低稻米中Cd含量［6］。然而，土壤改良剂组配修复水稻土壤以及不同生育期水稻的生理生化指标及其污染特征的研究相对较少。

湖南省是我国的“有色金属之乡”，一些工矿区附近农田土壤重金属尤其是Cd污染突出［7］。在镉中轻度污染稻田上种植水稻是否安全，投加土壤改良剂能否确保稻米中镉含量稳定达标有待深入研究。本研究选择湖南省某废弃矿区周边Cd污染农田，研究石灰和钙镁磷肥组配施用下水稻各生育期水稻生长、土壤pH值、土壤中有效态Cd含量、水稻体内Cd分布特征和转运特征，为工矿区镉中轻度污染农田土壤安全利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试土壤采自湖南某废弃矿区附近农田表层土壤（0～20 cm），风干，过尼龙筛备用。供试土壤基本理化性质见表1，土壤 Cd含量为1.0 mg／kg，根据《全国土壤污染状况评价技术规定》（环发［2008］39号），为Cd中度污染土壤。供试改良剂石灰和钙镁磷肥全部为市售产品。其重金属Cd含量见表1。供试水稻品种为早稻淦鑫203，属籼型三系杂交水稻。

 

表1 供试土壤和改良剂的基本性质

  

项目 pH 有机质／g·kg－1碱解氮／mg·kg－1有效磷／mg·kg－1速效钾／mg·kg－1 Cd含量／mg·kg－1 4.88 32.7 76.3 30.7 56.4 1.0石灰9.13 － － － － 0.18钙镁磷肥土壤8.30－－－－3.45

1.2 试验设计

盆栽试验所用圆柱形塑料盆，直径为18 cm、高为17 cm，每盆装土4 kg。培养前施基肥，组成比例N∶P2 O5∶K2 O＝1∶0.5∶1，基肥施用量为：CO（NH2）2 0.215 g／kg，Ca（H2PO4）2 0.08 g／kg，KCl 0.16 g／kg。试验共设置4个处理：不施用改良剂（CK）；施石灰1 g／kg（L）；施钙镁磷肥 0.5 g／kg（P）；石灰与钙镁磷肥组配分别施加 1 g／kg和 0.5 g／kg（LP）。各处理重复3次，平衡时间为2周，每盆移栽3株大小基本一致的水稻幼苗。温室昼夜温度为30℃／20℃，光照时间为10 h／d。按水稻正常培养进行水分管理。

目前沈阳市三大历史文化街区在活动方面主要就是参观、游览，形式非常的单一，参与性活动少，旅游者存在体验迟滞的现象，在这方面应充分利用现有的技术条件、网络环境。如在街区内部增设介绍指示牌，并配以二维码扫码获取历史文化街区介绍讲解、视频影音及食宿等方面的推荐信息；或者增设小型博物馆、小型影院，利用现代虚拟仿真技术或者传统播放方式，丰富活动构成。

1.3 样品处理与分析

不同改良剂处理下土壤pH值和有效态Cd含量见表2，由表2可知，CK和添加改良剂处理下土壤pH随着水稻生长时间的增加均呈上升趋势。这可能是在持续淹水状态下，土壤中硫酸盐被还原成硫化物而造成土壤 pH值升高［14］。水稻抽穗期，L、P、LP处理下土壤 pH分别较 CK增加了0.17、0.12、0.24个单位；成熟期，LP处理下土壤pH较CK分别增加了0.18个单位。表明添加改良剂处理下，土壤pH值较CK有所上升。而在水稻各生育期，各处理下土壤有效态Cd含量变化不明显。这可能是由于改良剂施用量较小、土壤缓冲性能和水稻根系分泌物的共同作用结果［15］。

现代医学教育体系下的中医药文化教育尚无系统的方案与计划，医学院校大部分本科生对中医药文化了解不够，缺乏兴趣与热爱，影响了专业信心与学习成绩。

1.3.2 分析与测试

在水稻分蘖期、抽穗期和成熟期分别采集土壤和水稻植株样品，每次随机采集1株水稻及其对应的土壤。土壤样品经自然风干、捣碎、剔除杂物，过10目尼龙网筛备用。水稻样品用自来水洗净后，再用去离子水清洗，将根、茎叶、稻壳和籽粒分离。选取一部分新鲜叶片，迅速装入塑料袋中短期冷藏，用于水稻生理指标的测定。其余部分于105℃下杀青，60℃烘干至恒重。称重，粉碎后保存备用。

生物量是反映植物生长状况的最主要指标。不同处理对水稻干重的影响见表5，由表5可知，随着培养时间的延长，水稻根和茎叶干重均呈增加趋势。与CK相比，LP处理下分蘖期水稻根和茎叶干重分别增加了16.7%和20.9%；抽穗期水稻根干重增加了30.1%；成熟期水稻糙米和稻壳干重分别提高37.1%和27.4%，这是因为石灰与一些肥料（特别是与P、Mg肥）配合施用有助于提高作物产量［20］。上述结果表明，LP处理可以增加不同时期水稻各器官生物量，特别是促进了成熟期水稻地上部干物质积累。

参照 《中国药典》2015年版四部通则 1105、1106、1107微生物限度检查方法适用性试验要求，建立检查法。

2 结果与讨论

2.1 改良剂对土壤pH值和有效态Cd含量的影响

1.3.1 样品预处理

2.3.1 生物量

这一时期的数学课程目标以“双基+三大能力(计算能力、逻辑思维能力、空间想象力)+分析和解决实际问题的能力+科学态度和辩证唯物主义世界观”的结构呈现，立体几何的教学要求是：掌握直线、平面的位置关系、多面体和旋转体的性质以及表面积和体积的计算公式，能运用这些知识解决有关问题；掌握直线平面位置关系的画法、简单多面体和旋转体的直观图的画法；逐步发展空间想象力，进一步培养逻辑思维能力.这个要求其实就是几何课程的教学目标，包含几何知识、解决问题、作图技能、空间想象力、逻辑思维能力等方面.

 

表2 不同改良剂处理下土壤pH值和有效态Cd含量

  

注：数据为平均值±标准差，同一列不同字母表示不同处理间存在显著差异（p＜0.05）。

 

处理pH有效态 Cd含量／mg·kg－1分蘖期 抽穗期 成熟期 分蘖期 抽穗期 成熟期CK 4.98±0.23a 5.28±0.05c 5.58±0.04a 0.183±0.005a 0.183±0.006a 0.180±0.005a.010a 0.190±0.010a 0.186±0.009a L 5.17±0.12a 5.45±0.08ab 5.68±0.05a 0.179±0.007a 0.187±0.006a 0.181±0.027a P 5.05±0.16a 5.40±0.09b 5.58±0.06a 0.182±0.015a 0.187±0.006a 0.178±0.010a LP 5.17±0.11a 5.52±0.08a 5.76±0.04a 0.175±0

2.2 改良剂对水稻吸收Cd的影响

2.2.1 水稻体内Cd分布

不同处理下水稻各器官Cd含量变化见表3，由表3可看出，在各生育期，所有处理下水稻Cd含量均表现为根≥茎叶≥稻壳＞糙米，重金属在植物体内的分布规律是在新陈代谢旺盛的器官（如根部）蓄积较多，而营养储存器官蓄积量较少［16］。水稻根中Cd含量随水稻生长时间增加呈下降趋势，这可能是根从土壤中吸收Cd量增加的速度比不上生物量增加的量［17］。与CK相比，改良剂处理下分蘖期水稻根中Cd含量降低显著（p＜0.05），LP处理下根中Cd含量降低了53%。这与Ca2＋、Mg2＋、Cd2＋共沉淀以及根表面阳离子竞争吸收有关［18］。与CK相比，添加改良剂处理下抽穗期水稻根中Cd含量，分蘖期、抽穗期和成熟期水稻茎叶Cd含量降低不显著。尽管所有处理成熟期糙米Cd含量均未超过《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762－2017）（0.2 mg／kg）标准，但稻壳中Cd含量较CK显著降低（p＜0.05），LP组配处理下稻壳Cd含量较CK降低率达到46.8%，糙米中Cd含量降低率达到26.0%，组配处理完全可以确保水稻安全生产，石灰和钙镁磷肥组配可作为中低度Cd污染农田土壤边修复边生产的组配改良剂。

 

表3 不同处理下水稻各器官Cd含量变化 mg／kg

  

注：数据为平均值±标准差，同一列不同字母表示不同处理间存在显著差异（p＜0.05）。

 

处理 分蘖期 抽穗期成熟期茎叶 根 茎叶 根 茎叶 稻壳 糙米CK 25.7±3.34a 3.90±1.50a 6.82±1.51a 1.08±0.33a 4.17±0.37a 1.32±0.16a 0.079±0.005a 0.05根7±0.006b 0±0.010a L 14.5±2.30b 4.85±1.35a 5.74±1.83a 1.31±0.39a 3.84±0.11a 1.39±0.17a 0.046±0.001b 0.053±0.011a P 15.7±2.88b 3.84±0.75a 5.96±0.37a 1.17±0.39a 3.84±0.40a 1.51±0.52a 0.045±0.002b 0.049±0.014a LP 12.2±2.33b 3.29±0.76a 6.19±1.70a 1.20±0.47a 3.58±0.37a 1.22±0.18a 0.042±0.005b 0.03

2.2.2 水稻不同器官Cd转运系数

重金属转运系数可反映植株向地上各器官转运重金属的能力［15］。不同处理下水稻各器官Cd转运系数见表4，由表4可知，添加改良剂处理下抽穗期、成熟期水稻植株根系到茎叶的Cd转运系数无显著变化，但在分蘖期、抽穗期和成熟期均较CK有提升，可能是改良剂促进了水稻生长，进而促进Cd在茎叶中的转运［19］。改良剂处理下，成熟期水稻茎叶到稻壳的转运系数较CK显著降低（p＜0.05），石灰和钙镁磷肥组配处理下根系到糙米的Cd转运系数较CK有所下降。石灰和钙镁磷肥组配施用对降低水稻根系到糙米的转运系数比单一改良剂效果良好，糙米中Cd含量减少明显。由此可见，水稻植株将Cd大量累积在茎叶与根部，茎叶对Cd产生了截留作用，优先将Cd分配到叶片中，进而减少可食部分Cd含量。

 

表4 不同处理下水稻各器官Cd转运系数

  

注：数据为平均值±标准差，同一列不同字母表示不同处理间存在显著差异（p＜0.05）。

 

处理 分蘖期 抽穗期根系CK 0.205±0.039b 0.162±0.058a 0.318±0.039a 0成熟期茎叶／根系 茎叶／根系 茎叶／根系 稻壳／茎叶 糙米／稻壳 糙米／0.035±0.005b 0.874±0.042ab 0.010±0.001a.061±0.009a 0.632±0.148b 0.012±0.003a L 0.332±0.054a 0.262±0.165a 0.362±0.034a 0.033±0.004b 1.140±0.234a 0.014±0.003a P 0.249±0.053b 0.197±0.060a 0.387±0.097a 0.032±0.010b 1.080±0.267ab 0.013±0.003a LP 0.271±0.038ab 0.200±0.098a 0.346±0.074a

2.3 污染土壤上水稻生理响应特征

1.2 手术方法 三孔组采用传统三孔胸腔镜手术。单孔组采用单孔胸腔镜手术，患者取侧仰卧位，行双腔气管插管复合麻醉，单肺通气，于患者腋中线第5肋骨间做一切口，长度约为4 cm。逐层切开皮肤及胸壁组织，置入胸腔镜观察各器官情况、肿瘤大小及粘连情况后，逐层剥离肺血管、支气管、肺裂，分离胸腔粘连，再将肺门、肺裂依次解剖，游离肺叶静脉及动脉分支，切除并取出肺叶，闭合支气管残端，清扫淋巴结。

数据分析采用Excel 2013和SPSS 16.0统计软件进行处理。采用单因素方差分析（One－way ANOVA）不同处理结果之间的差异，p＜0.05为显著水平。

土壤 pH值参照鲁如坤（1999）［8］的方法，按水土比2.5∶1，采用Mettler Toledo 420 pH计测定；土壤样品采用HNO3－HCIO4－HF消解，土壤中有效态Cd含量采用DTPA浸提［8］，植物采用HNO3－HClO4消解，浸提液和消解液中Cd含量均采用ICP－AES（IRIS intrepid II XSP，USA）测定。采用分光光度法［9］测定水稻叶片叶绿素含量；硫代巴比妥酸法［10］测定水稻叶片MDA（丙二醛）含量；愈创木酚法［11］测定水稻叶片POD（过氧化物酶）含量；紫外分光光度法［12］测定水稻叶CAT（过氧化氢酶）含量。水稻体内Cd的转运系数（TF）按照水稻后一部位中Cd含量除以前一部位中Cd含量进行计算［13］。

 

表5 不同处理对水稻干重的影响 g／株

  

注：数据为平均值±标准差，同一列不同字母表示不同处理间存在显著差异（p＜0.05）。

 

处理 分蘖期 抽穗期 成熟期茎叶 根 茎叶 根 茎叶 稻壳 糙米CK 0.24±0.06a 1.58±0.22a 1.46±0.11a 8.26±1.76a 2.10±0.33a 7.62±1.77a 1.79±0.41a 6.36±0根.84a.66b L 0.22±0.01a 1.55±0.19a 1.67±0.20a 9.87±1.48a 1.74±0.35a 8.60±2.32a 1.84±0.23a 7.56±0.96a P 0.20±0.03b 1.75±0.13a 1.74±0.41a 9.81±0.36a 1.92±0.41a 8.87±1.75a 1.98±0.51a 8.07±1.16a LP 0.28±0.05a 1.91±0.17a 1.90±0.32a 9.17±2.21a 2.12±0.10a 9.27±2.12a 2.28±0.24a 8.72±1

2.3.2 水稻光合色素、MDA含量、POD酶活性和CAT酶活性

不同改良剂处理下水稻生理响应特征见表6，由表6可知，添加改良剂处理下，抽穗期和成熟期水稻叶片中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均高于CK。由此可见，添加改良剂处理有利于叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的合成，促进水稻生长，与水稻生物量增加相一致。添加改良剂处理下，抽穗期和成熟期水稻叶片光合色素含量均比CK高。上述结果表明，改良剂的施用可有效促进水稻叶片中光合色素合成，促进水稻光合作用［2］。随着水稻生长，水稻叶片MDA含量呈递增趋势。随着水稻生长，叶片Cd积累量增加，H2 O2、O2－、OH等活性氧自由基对叶片的胁迫作用增加，而到成熟期水稻各器官基本衰老，水稻叶片的膜脂过氧化作用迅速增强［21］。与CK相比，在分蘖期，各处理下水稻叶片MDA含量增加不明显；在抽穗期，钙镁磷肥处理下水稻叶片MDA含量显著上升（p＜0.05）；在成熟期，石灰和钙镁磷肥单独处理下水稻叶片MDA含量均显著上升（p＜0.05）。这和史新等研究结果一致［7］。

 

表6 不同改良剂处理下水稻生理响应特征

  

注：数据为平均值±标准差，同一列不同字母表示不同改良剂处理间存在显著差异（p＜0.05）。

 

生长期 处理 叶绿素a／mg·g－1叶绿素b／mg·g－1类胡萝卜素／mg·g－1总叶绿素／mg·g－1 MDA含量／μmol·kg－1分蘖期CK 1.34±0.29a 0.92±0.10a 0.57±0.07a 2.26±0.36a 7.83±0.12a L 1.27±0.05a 0.98±0.05a 0.56±0.06a 2.25±0.09a 7.25±0.57a P 1.16±0.01a 0.92±0.05a 0.57±0.05a 2.08±0.04a 8.56±1.71a LP 1.18±0.02a 0.84±0.12a 0.53±0.07a 2.02±0.11a 8.00±0.41a抽穗期CK 1.63±0.17b 0.53±0.05b 0.46±0.04b 2.16±0.22b 9.51±0.97b L 2.16±0.19a 0.71±0.06a 0.73±0.24a 2.87±0.25a 10.74±0.70ab P 2.11±0.34a 0.72±0.14a 0.62±0.12ab 2.84±0.48a 12.51±0.32a LP 2.08±0.16a 0.71±0.05a 0.55±0.12ab 2.79±0.21a 9.30±0.97b成熟期49b 45.46±7.50b CK 1.71±0.54b 0.71±0.31b 0.44±0.12a 2.42±0.84b 37.82±2.40b L 2.42±0.03a 1.32±0.02a 0.48±0.01a 3.74±0.05a 66.93±4.31a P 2.14±0.13ab 1.41±0.28a 0.49±0.01a 3.46±0.40ab 76.60±5.26a LP 1.85±0.33b 0.80±0.16b 0.50±0.01a 2.66±0.

不同改良剂对水稻POD和CAT酶活性的影响如图1所示，由图1可知，LP处理下成熟期水稻叶片POD活性较CK增加显著（p＜0.05），提高了叶片的POD活性，减轻了叶片中Cd胁迫［7］。与CK相比，LP处理下抽穗期水稻叶片CAT活性降低显著（p＜0.05）；成熟期水稻叶片CAT活性有所降低。这可能是因为添加改良剂处理促进了茎叶Cd积累，产生活性氧自由基进而抑制了CAT的合成［22］。

  

图1 不同改良剂对水稻POD和CAT酶活性的影响

3 结 论

1.石灰和钙镁磷肥组配处理均能提高抽穗期和成熟期水稻各器官生物量，叶片POD活性显著提高而CAT活性降低。

2.石灰和钙镁磷肥组配施用稻壳和稻米Cd含量降低分别达到46.8%和26.0%，使之远低于《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762－2017）中Cd含量标准，可作为中低度Cd污染农田土壤修复有效措施之一。

弹性蛋白酶能水解弹性蛋白，还可水解脂肪族氨基酸如亮氨酸、丙氨酸、丝氨酸等残基的羧基所组成的肽键。弹性蛋白酶在皮肤上施用，可防止皮肤的过度角质化，可用于消除皱纹和防止粉刺的生成。弹性蛋白酶如与胰蛋白酶配合，可增加弹性蛋白酶的活性。

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