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摘要：本文主要分析了不同农艺措施对黑麦草、地肤、遏蓝菜修复Cd污染土壤的影响，发现将一定比例的牛粪和秸秆加入到土壤中可以提高黑麦草、地肤、遏蓝菜吸收土壤Cd的能力。如下表述。
关键词：农艺措施;黑麦草;地肤;遏蓝菜;土壤;Cd污染
农业生产采取的作业模式对土壤环境会带来或多或少的污染。如今土壤污染已经发展成全球性的问题。其中Cd作为一种重金属，会对土壤带来严重毒性。并且植物根系吸收的Cd也可以进入果实和种子，这些果实和种子被人们食用将影响人体健康。以下是本文分析的不同农艺措施对黑麥草、地肤、遏蓝菜修复Cd污染土壤的影响。
1 Cd污染的危害分析
镉作为一种金属，它的沸点和熔点分别是765℃、320.9℃，8.642为镉的相对密度。具有延展性和韧性是金属镉的物理性质。潮湿的环境中金属镉容易被氧化，氧化后的金属镉原有的银白色光泽会失去，对金属镉加热时表面会出现一层氧化物，此种氧化物颜色为棕色。镉在高温条件下与卤素会发生激烈反应，反应后生成物为卤化镉。镉直接化合硫生成硫化镉。金属镉的化学性质是不溶于碱，但是溶于酸。氧化镉的溶解度和氢氧化镉的溶解度都不大，以上两种物质均溶于酸。镉形成的配离子主要有Cd（NH3）、Cd（CN）、CdCl等。金属镉毒性较高，如果空气和食物被镉污染，一旦进入人体直接会影响身体健康。“痛痛病”是金属镉中毒后的常见症状。Cd污染导致的中毒有急慢性之分，中毒后有毒物质最先侵袭患者呼吸道，接着会侵袭患者肝脏、肾脏，出现不同程度的肝肾等临床反应。人体中的金属镉并不是必必需的，外界中的金属镉进入人体的路径主要是空气、水源、食物。进入人体的镉逐渐积累下来，可以严重影响人类身体健康。消化道内吸收的金属镉，其吸收率与镉化合物摄入量、镉化合物种类等有关。此外，当人体摄入的钙、铁摄入量较低时，金属镉吸收率会增加。当人体摄入锌时，金属镉吸收率会降低。血液中的金属镉与红细胞结合。肝脏和肾脏是体内贮存镉的两大器官，两者所含的镉约占体内镉总量的60%。据估计，40～60岁的正常人，体内含镉总量约30mg，其中10mg存于肾，4mg存于肝，其余分布于肺、胰、甲状腺、睾丸、毛发等处。沉积在人体器官组织中的镉，因污染程度和所在地区的不同，其含量也不一样。并且金属镉中毒的严重程度与年龄密切相关，年龄越高中毒反应越严重。中毒早期表现咽痛﹑咳嗽﹑胸闷﹑气短﹑头晕﹑恶心﹑全身酸痛、无力、发热等症状，严重者可出现中毒性肺水肿或化学性肺炎，有明显的呼吸困难、胸痛、咯大量泡沫血色痰，可因急性呼吸衰竭而死亡。用镀镉的器皿调制或存放酸性食物或饮料，饮食中可以含镉，误食后也可引起急性镉中毒。潜伏期短，通常经10～20min后，即可发生恶心、呕吐、腹痛、腹泻等症状。严重者伴有眩晕、大汗、虚脱、上肢感觉迟钝、甚至出现抽搐﹑休克。一般需经3-5天才可恢复。长时间吸入金属镉可以出现慢性中毒反应，有毒物质慢慢积累会损害人体肾脏，患者会出现蛋白尿。但是慢性金属镉中毒的患者肾小球滤过功能尽管正常，但是但肾小管的回收功能却慢慢变得不正常。长期在镉环境下工作的人员，也会出现贫血、肺气肿等不适，但以上症状是否直接与金属镉有关，依然得不到证实。此外，国外报道氧化镉也会增加男性前列腺癌致病率。
人体吸入大量的氧化镉烟雾，会出现急性中毒反应，针对氧化镉烟雾导致的急性中毒需要积极预防患者出现肺水肿。需要将患者及从中毒环境中撤离出来，让患者仰卧休息、保持安静、吸入氧气，确认患者呼吸道畅通后可雾化吸入10%硅酮，该药物可以将肺部泡沫消除，早期定量使用肾上腺皮质激素起到降低毛细血管通透性的作用。补液量要严格限制。及早使用抗生素避免诱发严重感染，急性食入性镉中毒则要大量补液，对症治疗缓解患者不适症状。
2 材料与方法
2.1 材料
本次研究所需的供试土壤、牛粪、淤泥秸秆均来自某试验农场，灰漠土是试验土壤的主要类型。风干预处理土壤，将风干后的土壤打碎，过尼龙筛，尼龙筛的孔径为2mm。随后使用提前配制好的氯化铬溶液喷洒在土壤上风干备用。Cd含量为500mg6·kg-1.牛粪和秸秆也要进行风干、粉碎、过尼龙筛处理。
2.2 试验方法
牛粪添加试验：土壤和牛粪的比例分别为5：2、5：3、CK。秸秆添加试验：土壤和秸秆比例与土壤与牛粪的比例设置一致。温室条件下进行盆栽模拟实验，将黑麦草、地肤、遏蓝菜种子分别均匀撒播在花盆中。温度、湿度分别如下设置，35～41℃、42%～48%，40d后结束试验。
2.3 采集样品并分析
结束试验后将全部花盆中的黑麦草、地肤、遏蓝菜按照地上、地下部位的不同分开采集，并进行清洗、烘干和粉碎处理。预处理之后取样0.2g，将样品放在消煮管中，将3mLHNO3加入到消煮管中，之后将消煮管放进红外消煮炉中，温度设置在220℃，时间设置在4～5h，直到样品澄清。消煮完毕后对其冷却处理到室温，之后放进容量瓶中，容量瓶规格为50ml。采集土壤样品时按照非根际和根际采集方式。预处理土壤将干样0.2g放进消煮管中，消煮管规格为100ml。并将王水、HClO4一次加入，加入剂量分别为1ml。随后进行加热处理直到完全消化，然后将其冷却到室温，Cd含量测定中采用石墨炉原子吸收法。
3 结果
3.1 牛粪施用比例的不同对黑麦草、地肤、遏蓝菜土壤体系中Cd迁移的影响
有机肥在农业生产中较为常见，有机肥可以提高土壤肥力。本次研究中设定了不同比例的牛粪与土壤，分析牛粪施用比例的不同对黑麦草、地肤、遏蓝菜土壤体系中Cd迁移的影响。结果发现牛粪与土壤比例为5：2时，土壤中CD迁移从小到大依次是根际土、非根际土、地下部分、地上部分。在牛粪与土壤比例为5：3时土壤中Cd迁移从小到大依次是地下部分、根际土、非根际土、地上部分。本次研究可以证实将一定比例的牛粪加入到土壤中可以促使Cd从非根际向根际土壤迁移，且牛粪与土壤比例的不同土壤中Cd迁移方向也不一样。当两者比例为5：2时土壤中Cd含量呈现出增加趋势，当两者比例为5：3时土壤中Cd含量没有变化。Cd的毒性很大，可以对植物产生较大伤害。土壤中Cd含量为3～10mg·kg-1时就可以对植物产生较大伤害。因此土壤与牛粪的比例为5：2时可以促使植物中的Cd向土壤中转移。经过反复几次转移后对Cd污染可以起到很好的修复效果。 3.2 秸秆施用比例的不同对黑麦草、地肤、遏蓝菜土壤体系中Cd迁移的影响
农业生产出现的农副产品较多，其中秸秆就是其中之一。伴随我国科学技术的快速发展，秸秆可以被应用在多个领域。我国处理秸秆较为成熟的方式就是秸秆还田，所谓秸秆还田就是将秸秆打碎处理将其洒在农田里，这样可以起到增加土壤中有机物含量的作用。但是秸秆还田的不足就是会耽误农作物的生长。当土壤与秸秆比例为5：2时，土壤中Cd迁移从小到大依次是非根际土、根际土、地上部分、地下部分;当土壤与秸秆比例为5：3时，土壤中CD迁移从小到大依次是根际土、非根际土、地下部分、地上部分。本次研究可以得出将一定比例的秸秆加入到土壤中可以将非根际土中Cd含量降低，并促使根际土中的Cd含量增加。效果最为明显的是土壤与秸秆比例为5：2时。
4 结论
综上所述，花盆中加入一定比例的牛粪可以降低非根际土中的Cd含量，并增加根际土中的Cd含量，整体上植物吸收的Cd含量也会增加，由此可见，土壤中加入一定比例的牛粪可以对Cd污染可以起到很好的修复效果。花盆中加入一定比例的秸秆可降低非根际土中的Cd含量，并增加根际土中的Cd含量，效果最为明显的是土壤与秸秆比例为5：2时，但是植物整体吸收的Cd含量变化不明显，这说明加入一定比例秸秆的方式不能起到很好的土壤Cd修复效果。总而言之，农业生产所开展的生产活动会对土壤环境带来或多或少的影响，采取有效的农艺措施可起到修复土壤的作用，需要农业学者们提高对该领域研究的重视程度。
参考文献
[1] 李贺.不同农艺措施对黑麦草、地肤、遏蓝菜修复Cd污染土壤的影响[D].新疆农业大学，2013.
[2] 刘彬.水稻对Cd吸收的差异性机理及Cd污染土壤农艺修复[D].中国农业科学院，2017.
[3] 井永苹，李彦，赵瑞君，等.农艺措施对重金属污染小麦田的修复研究[J].山东农业科学，2020，52（11）：80-85.
[4] 李賀，朱新萍，郑春霞，等.不同农艺措施对黑麦草修复土壤中Cd的影响[J].农业环境与发展，2012，29（1）：44-47.
[5] 张秋，尚艺婕，史静.生物质炭对Cd污染土壤团聚体酶活性的影响[J].中国环境科学，2021，41（1）：307-315.
[6] 刘佳炜，周航，魏宾纭，等.组配改良剂联合硅肥对Cd污染稻田的修复效果[J].中国环境科学，2020，40（8）：3512-3519.
[7] 慈凯东，朱健，杨雨中，等.Fe-Al改性硅藻土与CaO配施改良Cd污染土壤[J].中国环境科学，2019，39（9）：3905-3913.
关键词：农艺措施;黑麦草;地肤;遏蓝菜;土壤;Cd污染
农业生产采取的作业模式对土壤环境会带来或多或少的污染。如今土壤污染已经发展成全球性的问题。其中Cd作为一种重金属，会对土壤带来严重毒性。并且植物根系吸收的Cd也可以进入果实和种子，这些果实和种子被人们食用将影响人体健康。以下是本文分析的不同农艺措施对黑麥草、地肤、遏蓝菜修复Cd污染土壤的影响。
1 Cd污染的危害分析
镉作为一种金属，它的沸点和熔点分别是765℃、320.9℃，8.642为镉的相对密度。具有延展性和韧性是金属镉的物理性质。潮湿的环境中金属镉容易被氧化，氧化后的金属镉原有的银白色光泽会失去，对金属镉加热时表面会出现一层氧化物，此种氧化物颜色为棕色。镉在高温条件下与卤素会发生激烈反应，反应后生成物为卤化镉。镉直接化合硫生成硫化镉。金属镉的化学性质是不溶于碱，但是溶于酸。氧化镉的溶解度和氢氧化镉的溶解度都不大，以上两种物质均溶于酸。镉形成的配离子主要有Cd（NH3）、Cd（CN）、CdCl等。金属镉毒性较高，如果空气和食物被镉污染，一旦进入人体直接会影响身体健康。“痛痛病”是金属镉中毒后的常见症状。Cd污染导致的中毒有急慢性之分，中毒后有毒物质最先侵袭患者呼吸道，接着会侵袭患者肝脏、肾脏，出现不同程度的肝肾等临床反应。人体中的金属镉并不是必必需的，外界中的金属镉进入人体的路径主要是空气、水源、食物。进入人体的镉逐渐积累下来，可以严重影响人类身体健康。消化道内吸收的金属镉，其吸收率与镉化合物摄入量、镉化合物种类等有关。此外，当人体摄入的钙、铁摄入量较低时，金属镉吸收率会增加。当人体摄入锌时，金属镉吸收率会降低。血液中的金属镉与红细胞结合。肝脏和肾脏是体内贮存镉的两大器官，两者所含的镉约占体内镉总量的60%。据估计，40～60岁的正常人，体内含镉总量约30mg，其中10mg存于肾，4mg存于肝，其余分布于肺、胰、甲状腺、睾丸、毛发等处。沉积在人体器官组织中的镉，因污染程度和所在地区的不同，其含量也不一样。并且金属镉中毒的严重程度与年龄密切相关，年龄越高中毒反应越严重。中毒早期表现咽痛﹑咳嗽﹑胸闷﹑气短﹑头晕﹑恶心﹑全身酸痛、无力、发热等症状，严重者可出现中毒性肺水肿或化学性肺炎，有明显的呼吸困难、胸痛、咯大量泡沫血色痰，可因急性呼吸衰竭而死亡。用镀镉的器皿调制或存放酸性食物或饮料，饮食中可以含镉，误食后也可引起急性镉中毒。潜伏期短，通常经10～20min后，即可发生恶心、呕吐、腹痛、腹泻等症状。严重者伴有眩晕、大汗、虚脱、上肢感觉迟钝、甚至出现抽搐﹑休克。一般需经3-5天才可恢复。长时间吸入金属镉可以出现慢性中毒反应，有毒物质慢慢积累会损害人体肾脏，患者会出现蛋白尿。但是慢性金属镉中毒的患者肾小球滤过功能尽管正常，但是但肾小管的回收功能却慢慢变得不正常。长期在镉环境下工作的人员，也会出现贫血、肺气肿等不适，但以上症状是否直接与金属镉有关，依然得不到证实。此外，国外报道氧化镉也会增加男性前列腺癌致病率。
人体吸入大量的氧化镉烟雾，会出现急性中毒反应，针对氧化镉烟雾导致的急性中毒需要积极预防患者出现肺水肿。需要将患者及从中毒环境中撤离出来，让患者仰卧休息、保持安静、吸入氧气，确认患者呼吸道畅通后可雾化吸入10%硅酮，该药物可以将肺部泡沫消除，早期定量使用肾上腺皮质激素起到降低毛细血管通透性的作用。补液量要严格限制。及早使用抗生素避免诱发严重感染，急性食入性镉中毒则要大量补液，对症治疗缓解患者不适症状。
2 材料与方法
2.1 材料
本次研究所需的供试土壤、牛粪、淤泥秸秆均来自某试验农场，灰漠土是试验土壤的主要类型。风干预处理土壤，将风干后的土壤打碎，过尼龙筛，尼龙筛的孔径为2mm。随后使用提前配制好的氯化铬溶液喷洒在土壤上风干备用。Cd含量为500mg6·kg-1.牛粪和秸秆也要进行风干、粉碎、过尼龙筛处理。
2.2 试验方法
牛粪添加试验：土壤和牛粪的比例分别为5：2、5：3、CK。秸秆添加试验：土壤和秸秆比例与土壤与牛粪的比例设置一致。温室条件下进行盆栽模拟实验，将黑麦草、地肤、遏蓝菜种子分别均匀撒播在花盆中。温度、湿度分别如下设置，35～41℃、42%～48%，40d后结束试验。
2.3 采集样品并分析
结束试验后将全部花盆中的黑麦草、地肤、遏蓝菜按照地上、地下部位的不同分开采集，并进行清洗、烘干和粉碎处理。预处理之后取样0.2g，将样品放在消煮管中，将3mLHNO3加入到消煮管中，之后将消煮管放进红外消煮炉中，温度设置在220℃，时间设置在4～5h，直到样品澄清。消煮完毕后对其冷却处理到室温，之后放进容量瓶中，容量瓶规格为50ml。采集土壤样品时按照非根际和根际采集方式。预处理土壤将干样0.2g放进消煮管中，消煮管规格为100ml。并将王水、HClO4一次加入，加入剂量分别为1ml。随后进行加热处理直到完全消化，然后将其冷却到室温，Cd含量测定中采用石墨炉原子吸收法。
3 结果
3.1 牛粪施用比例的不同对黑麦草、地肤、遏蓝菜土壤体系中Cd迁移的影响
有机肥在农业生产中较为常见，有机肥可以提高土壤肥力。本次研究中设定了不同比例的牛粪与土壤，分析牛粪施用比例的不同对黑麦草、地肤、遏蓝菜土壤体系中Cd迁移的影响。结果发现牛粪与土壤比例为5：2时，土壤中CD迁移从小到大依次是根际土、非根际土、地下部分、地上部分。在牛粪与土壤比例为5：3时土壤中Cd迁移从小到大依次是地下部分、根际土、非根际土、地上部分。本次研究可以证实将一定比例的牛粪加入到土壤中可以促使Cd从非根际向根际土壤迁移，且牛粪与土壤比例的不同土壤中Cd迁移方向也不一样。当两者比例为5：2时土壤中Cd含量呈现出增加趋势，当两者比例为5：3时土壤中Cd含量没有变化。Cd的毒性很大，可以对植物产生较大伤害。土壤中Cd含量为3～10mg·kg-1时就可以对植物产生较大伤害。因此土壤与牛粪的比例为5：2时可以促使植物中的Cd向土壤中转移。经过反复几次转移后对Cd污染可以起到很好的修复效果。 3.2 秸秆施用比例的不同对黑麦草、地肤、遏蓝菜土壤体系中Cd迁移的影响
农业生产出现的农副产品较多，其中秸秆就是其中之一。伴随我国科学技术的快速发展，秸秆可以被应用在多个领域。我国处理秸秆较为成熟的方式就是秸秆还田，所谓秸秆还田就是将秸秆打碎处理将其洒在农田里，这样可以起到增加土壤中有机物含量的作用。但是秸秆还田的不足就是会耽误农作物的生长。当土壤与秸秆比例为5：2时，土壤中Cd迁移从小到大依次是非根际土、根际土、地上部分、地下部分;当土壤与秸秆比例为5：3时，土壤中CD迁移从小到大依次是根际土、非根际土、地下部分、地上部分。本次研究可以得出将一定比例的秸秆加入到土壤中可以将非根际土中Cd含量降低，并促使根际土中的Cd含量增加。效果最为明显的是土壤与秸秆比例为5：2时。
4 结论
综上所述，花盆中加入一定比例的牛粪可以降低非根际土中的Cd含量，并增加根际土中的Cd含量，整体上植物吸收的Cd含量也会增加，由此可见，土壤中加入一定比例的牛粪可以对Cd污染可以起到很好的修复效果。花盆中加入一定比例的秸秆可降低非根际土中的Cd含量，并增加根际土中的Cd含量，效果最为明显的是土壤与秸秆比例为5：2时，但是植物整体吸收的Cd含量变化不明显，这说明加入一定比例秸秆的方式不能起到很好的土壤Cd修复效果。总而言之，农业生产所开展的生产活动会对土壤环境带来或多或少的影响，采取有效的农艺措施可起到修复土壤的作用，需要农业学者们提高对该领域研究的重视程度。
参考文献
[1] 李贺.不同农艺措施对黑麦草、地肤、遏蓝菜修复Cd污染土壤的影响[D].新疆农业大学，2013.
[2] 刘彬.水稻对Cd吸收的差异性机理及Cd污染土壤农艺修复[D].中国农业科学院，2017.
[3] 井永苹，李彦，赵瑞君，等.农艺措施对重金属污染小麦田的修复研究[J].山东农业科学，2020，52（11）：80-85.
[4] 李賀，朱新萍，郑春霞，等.不同农艺措施对黑麦草修复土壤中Cd的影响[J].农业环境与发展，2012，29（1）：44-47.
[5] 张秋，尚艺婕，史静.生物质炭对Cd污染土壤团聚体酶活性的影响[J].中国环境科学，2021，41（1）：307-315.
[6] 刘佳炜，周航，魏宾纭，等.组配改良剂联合硅肥对Cd污染稻田的修复效果[J].中国环境科学，2020，40（8）：3512-3519.
[7] 慈凯东，朱健，杨雨中，等.Fe-Al改性硅藻土与CaO配施改良Cd污染土壤[J].中国环境科学，2019，39（9）：3905-3913.