外源一氧化氮对镉胁迫下紫花苜蓿幼苗活性氧代谢和镉积累的影响

采用外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对镉(Cd)胁迫(0.5 mmol·L~(-1) CdCl_2)下紫花苜蓿(Medicogo sativa L.)幼苗进行预处理,分析NO对Cd胁迫下紫花苜蓿幼苗膜脂过氧化、抗氧化酶系统、渗透调节物质和Cd积累量的影响,探讨NO在植物逆境胁迫响应中的作用及其机理。结果表明:300μmol·L~(-1)SNP显著降低Cd胁迫下紫花苜蓿幼苗相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量、过氧化氢(H_2O_2)含量和超氧阴离子(O_2~-·)产生速率;400μmol·L~(-1)SNP显著促进脯氨酸(Pro)、可溶性蛋白(SP)、类胡萝卜素(Car)的合成;200μmol·L~(-1)SNP显著降低叶和茎中Cd含量;100μmol·L~(-1)SNP显著降低根中Cd含量。不同浓度SNP对紫花苜蓿叶、茎和根中抗氧化酶活性的影响比较复杂:100μmol·L~(-1)SNP显著增强叶中过氧化物酶(POD)活性、叶和茎中超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性;50μmol·L~(-1)SNP显著增强叶、茎和根中抗坏血酸酶(APX)活性;400μmol·L~(-1)显著增强茎和根中POD活性。适当浓度的NO可以增加渗透调节物质含量和调节抗氧化酶活性,有效保护紫花苜蓿幼苗膜系统的稳定性,缓解Cd胁迫对紫花苜蓿幼苗的伤害。     

Cd胁迫对不同类型小麦幼苗生长及光合生理特性的影响

为探讨不同类型小麦对镉(Cd)胁迫的耐受机制,以蓝黑粒和商麦1619为材料,采用水培法,研究不同Cd浓度(0 mg·L~(-1)、25 mg·L~(-1)、50 mg·L~(-1)、75 mg·L~(-1)和100 mg·L~(-1))对小麦幼苗生长和光合生理特性的影响。结果表明:(1)随着Cd浓度的增加,小麦幼苗株高、根长、根系干重和地上干重呈现先增后减的变化趋势;(2)叶绿素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)随着Cd浓度增加显著下降;综合来看,蓝黑粒较商麦1619表现出较强的Cd耐受能力。     

Cd胁迫下小麦的形态生理响应及Cd积累分布特征

以Cd抗性不同的四个小麦品种为试验材料,设置0、25 mg·kg~(-1)和50 mg·kg~(-1)三个CdCl2添加浓度进行盆栽试验。通过对小麦成熟期形态指标、多个生育时期生理指标、成熟期各器官中总Cd含量及各化学结合形态Cd占比的研究,旨在探讨小麦对Cd胁迫的形态和生理响应、小麦Cd吸收积累特性以及抗Cd机理。结果表明,株高、叶面积对Cd胁迫敏感程度低,25 mg·kg~(-1)Cd处理下对M1019的株高和西农20、许农186和M1019叶面积有促进作用;而同化物质的积累对Cd胁迫敏感,叶片干质量最为敏感,50 mg·kg~(-1)Cd处理下下降20%以上;高浓度Cd处理对小麦各生长指标均表现为抑制。25 mg·kg~(-1)Cd胁迫下能提高叶片POD酶活性,而50 mg·kg~(-1)Cd胁迫下POD酶活性降低,随胁迫时间增加POD酶活性降低;叶片SOD酶活性随着胁迫浓度和时间的增加而降低;脯氨酸含量则随着胁迫浓度和时间的增加而升高;叶绿素含量随胁迫浓度的增加而降低。随Cd处理浓度的增加小麦各器官Cd含量增加,各器官积累量表现为:根叶片茎秆籽粒,许农186和M1019整株Cd含量低于西农20和漯麦0603。50 mg·kg~(-1)Cd处理下漯麦0603叶片和籽粒的Cd转运系数最低,分别是21.2%和2.2%;叶片Cd转运系数最高的品种是西农20,系数为26.4%;籽粒Cd转运系数最高的是许农186,转运系数为3.0%。各化学结合形态中以氯化钠提取态和醋酸提取态占比最大,随Cd处理浓度增加而增加,活跃态Cd含量占比以许农186和M1019较低。结果表明不同形态和生理指标对Cd胁迫的响应不同,不同小麦对Cd的吸收积累特征有共性也存在品种间的差异,抗性品种与敏感型品种相比Cd的吸收积累量较低,活性高的Cd占比较少。     

外源有机酸对土壤pH值、酶活性和Cd迁移转化的影响

为了筛选植物修复土壤Cd污染适宜的外源有机酸,采用盆栽试验,在温室内以油菜为试验材料,在模拟重度Cd污染的土壤(原土Cd含量为0.838 mg·kg~(-1),人工喷洒CdCl_2水溶液,制备成Cd含量为4.838 mg·kg~(-1)的试验土)中加入5种有机酸:乙酸、草酸、柠檬酸、苹果酸和酒石酸,设置6个浓度:1、2、3、4、5、6 mmol·kg~(-1),以不加有机酸为对照(CK),测定了油菜收获时的土壤pH值、酶活性和油菜干物质量以及Cd累积量,并分析了土壤理化指标与土壤Cd形态之间的关系。结果表明:1、3、4、5、6 mmol·kg~(-1)乙酸处理,4、5、6 mmol·kg~(-1)柠檬酸处理,3 mmol·kg~(-1)苹果酸处理,3、6 mmol·kg~(-1)酒石酸处理可显著增大土壤pH值(P0.05),草酸处理pH值与CK差异不显著;但施加有机酸对土壤酶活性的影响不明显。1、4、6 mmol·kg~(-1)乙酸处理显著提高了油菜地上部干物质量,1、6 mmol·kg~(-1)乙酸处理根干物质量较CK增加了1倍以上,差异显著(P0.05),4、6 mmol·kg~(-1)苹果酸处理根干物质量较CK显著增加了77.13%和88.30%(P0.05),其余处理与CK差异不显著。1 mmol·kg~(-1)乙酸处理地上部Cd累积量较CK增加了51.52%,2mmol·kg~(-1)草酸处理根系Cd累积量较CK增加了1.58倍,1 mmol·kg~(-1)柠檬酸处理地上部+根系Cd吸收总量高于CK,差异均显著(P0.05);增加苹果酸量有利于提高根系Cd吸收总量,1、2 mmol·kg~(-1)酒石酸处理也提高了根系Cd累积量,但与CK差异均不显著(P0.05)。施加乙酸时,土壤pH值与铁锰氧化物结合态Cd和土壤总Cd显著负相关,施加柠檬酸时,土壤pH值与碳酸盐结合态Cd和试验结束时土壤中的总Cd量显著正相关,施加苹果酸时土壤pH值与可交换态Cd显著正相关,其余处理土壤pH值与Cd形态相关性不显著。在碱性土上种植油菜,施加5种有机酸均会增大收获时土壤的pH值,且不同有机酸施加量对土壤Cd形态的影响不同。5种有机酸中乙酸最有利于提高油菜干物质量和油菜Cd累积量。     

蓖麻对重金属Cd的耐性与吸收积累研究

采用60d温室盆栽试验研究了蓖麻对土壤中重金属Cd污染的耐性和积累效应。结果表示,在40mg·kg~(-1)的Cd处理浓度时,蓖麻的株高以及根、茎、叶的干物重达到最大,但是随着Cd处理浓度的增加,蓖麻生长缓慢,植株矮小,并从Cd处理浓度200mg·kg~(-1)开始出现较明显的叶片黄化等重金属中毒症状,当Cd处理浓度达到400mg·kg-1时仍能生长,表现出较强的耐性。说明低浓度的Cd对蓖麻生长有一定促进作用,高浓度的Cd抑制蓖麻的生长。蓖麻对Cd的积累主要集中在根部,积累浓度为根>茎>叶,这可能与蓖麻具有强大的根系有关。蓖麻根系对Cd的积累在土壤Cd处理浓度为200mg·kg~(-1)时显著上升,并在Cd处理浓度为360mg·kg~(-1)时最大,积累量达到4460.3mg·kg~(-1);蓖麻地上部叶和茎对Cd的积累分别在Cd处理浓度320mg·kg~(-1)和360mg·kg~(-1)时达到最大,其中茎对Cd的最大积累量达到137.1mg·kg~(-1)。蓖麻对修复Cd污染土壤有一定的潜力。     

SO2对谷子幼苗根系镉胁迫的缓解作用

以谷子幼苗为材料,采用SO_2衍生物(SO_3~(2-)∶HSO_3~-,3∶1,mmol·L~(-1)/mmol·L~(-1))预处理方式,研究外源SO_2对镉(Cd)致根系毒性的影响。研究发现:250、500μmol·L~(-1)Cd胁迫下,谷子幼苗根生长受到明显抑制,根组织中活性氧(ROS)大量产生,膜脂过氧化增加;与Cd单独处理组相比,用500μmol·L~(-1)SO_2衍生物预处理后,Cd对根系生长的抑制作用减弱,根组织中ROS水平降低,膜脂氧化损伤减轻,谷胱甘肽(GSH)含量提高,过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)和谷胱甘肽硫转移酶(GST)等酶活性明显增加。结果表明:一定浓度的SO_2衍生物能够通过上调抗氧化酶系统POD和GPX的活性来有效缓解Cd胁迫造成的谷子根系氧化损伤,并很可能通过维持较高的GSH水平和提高GST活性来增强谷子根系的Cd解毒能力。     

三种有机物料组成性质及其对土壤Cd形态与水稻Cd含量的影响

为探讨有机物料对土壤Cd形态和水稻Cd含量的影响,于2017年5月至2017年9月在温室大棚进行水稻盆栽试验,在不同外源Cd浓度处理下,通过分析对照组(CK)及施加猪粪堆肥(PM)、腐殖土(HM)、污泥堆肥(CS)对水稻Cd含量的影响,探究有机物料活性组分差异与水稻Cd含量的关联性。结果表明:三种有机物料含氧官能团含量和极性大小顺序均为HMCSPM。施加三种有机物料都有利于缓解土壤Cd污染对水稻的生长毒害作用。外源Cd浓度为2 mg·kg~(-1)时,施用PM、HM和CS后的水稻籽粒Cd浓度较对照分别降低17.24%、32.41%和17.93%。且施用HM后,水稻籽粒Cd最高浓度为0.19 mg·kg~(-1),满足《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762—2017)要求。而在外源Cd浓度达到10 mg·kg~(-1)时,仅施加PM可使水稻籽粒Cd浓度降低,但仍不能达到食品安全标准要求。水稻籽粒Cd含量与土壤可交换态Cd及铁锰氧化物结合态Cd含量呈显著正相关关系,与水稻根Cd含量呈极显著正相关,含氧官能团丰富、极性大的HM降低土壤可交换态镉含量效果最好。有机物料主要通过改变土壤Cd赋存形态,降低水稻根系对土壤Cd的吸收富集,抑制Cd向籽粒转运,进而影响Cd在水稻体内含量。     

Cd胁迫对凹叶厚朴生物量及光合荧光特性的影响

以2年生的凹叶厚朴幼苗为试验对象,设置0(CK)、50、100、200和300mg·kg~(-1)等5个梯度,研究Cd胁迫对厚朴幼苗生物量、叶绿素SPAD值、各组织部分Cd含量和叶绿素荧光合特性的影响。厚朴幼苗根干质量Cd积累最高达325.76mg·kg~(-1),地上部分干质量Cd积累最高仅为13.56mg·kg~(-1),而根部Cd积累量占到全株Cd积累量的95.71%~96.23%,其地下组织部分Cd含量高于地上组织部分,说明厚朴幼苗根吸收的镉主要积累在根部。厚朴幼苗株高增长量随Cd含量的增加而下降,在高Cd胁迫下,叶绿素SPAD值呈差异极显著变化,低Cd胁迫下厚朴仍能生长和代谢,说明厚朴有一定的适应性。4个Cd处理下厚朴幼苗的PSⅡ的最大量子产量(Fv/Fm)、实际的光化学有效量子产量(ΦPSⅡ)、化学淬灭(qP)、电子传递效率(ETR)与CK组相比均显著下降,说明Cd处理阻碍了凹叶厚朴叶片光合反应链中电子传递,进而影响PSⅡ反应中心活性,改变了对光能捕获与转换及电子传递效率,产生光抑制,进而造成对植物的损伤。     

Spd浸种对Cd胁迫下油菜幼苗的抗氧化系统的影响

采用水培试验,研究了0.20mmol·L-1Cd2+浓度下,0.10mmol·L-1亚精胺(Spd)浸种处理对油菜幼苗叶片抗氧化系统的影响。结果表明,Cd胁迫使油菜幼苗叶片褪绿,叶绿素总量及叶绿素a/b含量与对照相比极显著降低,Spd浸种处理可显著逆转这一变化,缓解叶片的褪绿现象。与Cd处理相比,Spd浸种显著或极显著提高了油菜幼苗中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和可溶性蛋白、谷胱甘肽(GSH)含量,从而降低了丙二醛(MDA)含量,极显著降低了超氧阴离子(O-2·)含量,缓解了Cd的氧化胁迫作用。总之,Spd浸种处理通过提高Cd胁迫下植株体内抗氧化酶及抗氧化剂活性,降低活性氧(ROS)水平来缓解重金属胁迫对油菜幼苗的伤害,提高幼苗的耐重金属能力。     

施用秸秆生物炭和鸡粪对镉胁迫下玉米生长及镉吸收的影响

为探讨秸秆生物炭与鸡粪单独及其联合施用对镉(Cadmium,Cd)污染土壤的修复效应,采用模拟Cd胁迫盆栽试验,研究了施用秸秆生物炭(20、40 g·kg~(-1)土壤)、鸡粪(20、40 g·kg~(-1)土壤)、秸秆生物炭和鸡粪混合(各20 g·kg~(-1)土壤)对Cd胁迫下玉米生长及Cd吸收的影响。结果表明:(1)与对照相比,施用生物炭和鸡粪不同处理均显著增加Cd胁迫下玉米的株高和生物量,提高玉米叶片中超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性,降低丙二醛(Malondiadehyde,MDA)含量。(2)与对照相比,施用生物炭和鸡粪不同处理均显著降低玉米根、茎、叶中Cd含量、富集系数、转运系数及土壤有效态Cd含量。(3)与鸡粪相比,秸秆生物炭降低土壤中有效态Cd含量和玉米组织中Cd含量效果优于鸡粪,而鸡粪促进玉米生长效果优于生物炭。(4)相比而言,施用40 g·kg~(-1)鸡粪处理促进Cd胁迫下玉米生长和抗氧化酶活性效果最佳,玉米株高和生物量分别较对照增加59.7%和72.5%,SOD、POD和CAT活性分别较对照提高48.4%、69.4%、81.9%,而生物炭和鸡粪等量复配处理对降低玉米根、茎、叶Cd含量和土壤有效态Cd含量效果最优,根、茎、叶Cd含量分别较对照降低46.9%、49.3%、63.9%,土壤有效态Cd含量降低61.1%。总之,采用生物炭和鸡粪进行Cd污染土壤修复均可通过增强玉米的抗氧化性能,从而促进Cd胁迫下玉米生长;而且二者联合应用更有利于降低土壤Cd的生物有效性,减少玉米对Cd吸收和积累。     

三种螯合剂对芥菜修复铀镉复合污染土壤的影响

为探讨螯合剂对植物修复的影响,采用模拟土壤铀镉复合污染的盆栽试验,研究3种可降解螯合剂乙二胺二琥珀酸(EDDS)、草酸(OA)和柠檬酸(CA)在不同浓度(0、2.5、5.0、7.5 mmol·kg~(-1))下对芥菜吸收、转运、富集铀和镉的影响。结果表明:芥菜生长受螯合剂种类及浓度的影响,其中EDDS对芥菜有较强的毒害效用,且与浓度呈正效应,而低浓度的(2.5 mmol·kg~(-1))CA、OA均促进芥菜的生长,高浓度(7.5 mmol·kg~(-1))出现抑制;螯合剂促进芥菜对铀和镉的吸收、转运,其中,在7.5 mmol·kg~(-1)CA处理时,芥菜地上部、单株铀含量均达到峰值,分别为9.71、20.63 mg·kg~(-1)DW,是对照的6.03、2.84倍。在5.0 mmol·kg~(-1)EDDS处理时,芥菜地上部、单株镉含量达到峰值,分别为382.2、328.2 mg·kg~(-1)DW,是对照的4.67、2.35倍。在7.5 mmol·kg~(-1)CA处理下,芥菜的铀转运系数最高为0.118,是对照组的2.93倍,而EDDS处理下镉的转运效果较佳。从单株铀、镉富集量来看,CA促进芥菜富集铀的效果最佳,而EDDS促进芥菜富集镉的效果最佳,同时,对铀也有一定效用;此外,CA、EDDS的添加分别增强了土壤中铀镉的有效态含量。综合而言,施加适宜浓度的螯合剂能够提升芥菜对铀镉复合污染土壤的修复效率。     

螯合剂和鼠李糖脂联合淋洗污染土壤中Cd

采用pH为4.31的土壤,制备3种Cd浓度水平的模拟污染土壤,研究了螯合剂和鼠李糖脂对土壤中Cd的淋洗特征,探讨了乙二胺四乙酸二钠(EDTA)和鼠李糖脂联合淋洗土壤中Cd的形态变化。结果表明,在淋洗剂浓度为0.025 mol·L~(-1)、初始pH为7时,EDTA、乙二胺二琥珀酸(EDDS)和柠檬酸(CIT)淋洗分别在220、140、60 min达到平衡,EDTA的淋洗效果最好,其对0.38、0.69、0.93 mg·kg~(-1)Cd污染土壤的最大淋洗率分别达到93.16%、93.62%和94.09%;淋洗过程符合准二级动力学模型,淋洗速率常数表现为0.38 mg·kg~(-1)Cd污染土壤0.69 mg·kg~(-1)Cd污染土壤0.93 mg·kg~(-1)Cd污染土壤。当EDTA和鼠李糖脂(浓度均为0.025 mol·L~(-1))的体积比为1.5∶1时,3种土壤中Cd的淋溶率分别为85.45%、89.25%和93.88%,淋洗平衡时间为50 min。EDTA和鼠李糖脂联用能够有效淋洗污染土壤中的交换态、碳酸盐结合态和有机结合态Cd,可能的作用机制是EDTA的螯合作用和鼠李糖脂的胶束增溶作用产生的协同效应。     

EDDS与EDTA强化苎麻修复镉铅污染土壤

为探明施用生物可降解螯合剂乙二胺二琥珀酸(EDDS)对苎麻修复重金属污染土壤的效果,通过盆栽试验研究了镉、铅复合污染黄褐土中施加EDTA和EDDS对苎麻生物量、叶片中丙二醛含量及重金属镉、铅积累特性的影响。结果表明:相比单一种植苎麻,施加EDTA和EDDS都能显著增强苎麻植株各部位铅、镉的含量,提升苎麻对土壤中重金属的修复效果。在浓度为1.5～3 mmol·kg^-1时,EDDS强化苎麻修复镉的效果较好,土壤镉的去除效率相比对照提高了16%～27%,在更高浓度时,EDTA强化苎麻修复镉的效果较好;EDTA强化苎麻修复土壤铅的效果好于EDDS,对土壤铅的去除效果可提高达22.6%。但EDTA和EDDS的施加会造成苎麻生物量减少,叶片丙二醛含量增加,在同等浓度水平下,EDDS对苎麻生长产生的不利影响要小于EDTA。     

两种AMF对巨菌草根际土壤Cd生物可利用性以及Cd积累的影响

利用盆栽巨菌草(Pennisetum sp.)实验,研究了不同土壤镉(Cd)浓度(T0:空白;T1:5 mg·kg~(-1);T2:10 mg·kg~(-1);T3:15 mg·kg~(-1))条件下,接种两种丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)[摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae,Fm)和根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices,Ri)]后土壤中Cd的生物有效性、巨菌草生物量、巨菌草Cd积累量等的变化。结果表明:与不施加菌剂(CK)相比,接种AMF显著降低了土壤中Cd的生物可利用性,在5、10、15 mg·kg~(-1)处理下,接种Fm和Ri后可交换态Cd分别降低了18.65%、20.51%、6.53%和12.54%、16.64%、6.66%;在10、15 mg·kg~(-1)处理下,接种Fm和Ri,植物地上部分生物量分别增加了20.98%、36.94%和36.54%、43.88%,地下部分生物量增加了14.31%、21.79%和25.78%、12.83%。接种AMF显著提高了巨菌草对Cd的吸收能力,其中在5 mg·kg~(-1)处理下接种Ri,巨菌草的重金属富集系数(BCF)最高,达到0.77,由于植物地上、地下部分Cd的含量均增加,巨菌草的Cd转移系数(TF)并没有显著变化。     

镉、铅、锌复合胁迫对滇杨幼苗富集及转运镉的影响

为探究Cd-Pb、Cd-Zn和Cd-Pb-Zn复合污染的交互效应,以滇杨幼苗为研究对象,通过土培盆栽试验对Cd(50 mg·kg^-1)、Pb(500 mg·kg^-1)、Zn(500 mg·kg^-1)单一及复合胁迫下滇杨富集、转运Cd的特征进行深入分析,旨在为滇杨的矿区修复利用提供依据。结果表明：单一及复合胁迫可降低滇杨幼苗株高增长率,提高其地径增长率,其中Cd-Pb-Zn复合胁迫株高增长率降幅最大(24.45%),Cd-Zn复合胁迫地径增长率增幅最高(317.04%),而滇杨生物量仅在Cd-Pb-Zn复合胁迫时显著下降,降幅为30.28%。与单一Cd胁迫相比,Cd-Pb复合胁迫显著增加滇杨茎中Cd含量,Cd-Zn和Cd-Pb-Zn复合胁迫显著降低滇杨各器官Cd含量;单一Cd胁迫下滇杨Cd积累量为0.32 mg·pot^-1,Cd-Pb胁迫未显著改变Cd积累量(0.34 mg·pot^-1),而Cd-Zn(0.14 mg·pot^-1)和Cd-Pb-Zn胁迫(0....     

镉处理对水稻镉安全材料的镉积累及转移特性的影响

采用土培试验,以前期筛选出的水稻Cd安全材料D62B为试验材料,普通材料Luhui17为对照材料,研究水稻Cd安全材料对Cd的转移特性以及不同叶位对Cd的积累差异。结果表明:在不同Cd处理浓度下,D62B生长受到了一定程度的抑制,且各器官生物量均随Cd处理浓度的增加而显著降低。在分蘖期、抽穗期和成熟期,当Cd处理浓度为8 mg·kg~(-1)时,D62B生物量分别较1mg·kg~(-1)Cd处理降低了43.74%、45.72%和40.24%。D62B地上部各器官Cd含量在不同生育期均显著低于Luhui17,且成熟期穗部Cd含量仅为Luhui17的44.52%~54.59%;D62B根系对Cd的滞留率在不同生育期均大于Luhui17,茎叶-穗的转移系数显著低于Luhui17。抽穗期,D62B上部3片功能叶(简称3片功能叶)的Cd含量在不同Cd处理下均显著低于普通材料Luhui17,其积累量则在4 mg·kg~(-1)和8 mg·kg~(-1)Cd处理浓度下显著低于Luhui17,分别为Luhui17的72.10%和78.00%,且倒2叶Cd积累量差异最大。据此认为,D62B根系对Cd较强的固持作用以及抽穗期3片功能叶低Cd积累量是其籽粒Cd含量较低的主要因素之一,这为后期水稻Cd低积累品种的培育及推广应用提供理论依据。     

多功能复合菌对玉米幼苗镍和镉胁迫的解毒特征及其机理

微生物可通过与植物的共生作用来降低重金属对植物的毒性,在重金属污染土壤低碳和绿色修复方面具有重要的应用价值。通过水培实验研究了沙福芽孢杆菌N4和睾丸酮丛毛单胞菌ZG2复合菌对玉米幼苗镍（Ni）和镉（Cd）胁迫的解毒特征及其机制。结果表明,在Ni和Cd胁迫浓度为5~20 mg·L^-1的水培条件下,玉米种子萌发和幼苗生长都受到了明显的影响,而复合菌可通过与玉米幼苗的共生作用进行生长繁殖,降低了Ni和Cd对玉米幼苗生长的毒害作用,进而提高了玉米幼苗的株高、主根长、生物量以及叶绿素SPAD值。在Ni和Cd的胁迫浓度均为5、10、20 mg·L^-1的条件下,与对照相比,复合菌可使玉米幼苗茎叶部Ni含量分别降低42.2%、37.0%、35.1%,Cd含量分别降低25.8%、27.2%、28.4%,叶片内较高毒性形态（乙醇提取态和去离子水提取态） Ni的分布比例之和降低13.9%~21.5%,Cd的分布比例之和降低14.7%~20.3%,叶片细胞器中Ni的分布比例降低12.1%~17.0%,Cd的分布比例降低20.7%~29.3%,使Ni胁迫下玉米幼苗茎叶部的Mg含量分别增加21.0%、39.0%、24.1%,Cd胁迫下玉米幼苗茎叶部的Mg含量分别增加29.4%、11.4%、35.9%,并且随着Mg浓度的增加,叶片Ni和Cd的含量进一步降低。研究表明复合菌通过降低玉米幼苗对Ni和Cd的吸收,促进叶片中Ni和Cd向较低毒性形态转化,降低叶片细胞器中Ni和Cd的占比,提高玉米幼苗对Mg的吸收等机制降低Ni和Cd对玉米幼苗的毒性作用,复合菌在Ni和Cd污染玉米耕地土壤修复方面具有重要的应用潜力。     

巨大芽孢杆菌与柠檬酸联合强化青葙修复镉污染土壤研究

为研究柠檬酸和巨大芽孢杆菌对青葙修复Cd污染土壤的影响,筛选最佳添加量以提高修复效率,采用盆栽试验,以正交方式研究了添加不同浓度的柠檬酸(Citric acid)(0、2.5、5、7.5 mmol·kg~(-1)和10 mmol·kg~(-1))和巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)(0、108、109cfu·kg~(-1)和1010cfu·kg~(-1))对青葙(Celosia argentea Linn)修复Cd污染土壤的强化作用。结果表明:与对照处理(无柠檬酸和巨大芽孢杆菌添加)相比,柠檬酸和巨大芽孢处理使青葙各部分生物量、Cd含量及Cd积累量均增加。其中,109cfu·kg~(-1)的巨大芽孢杆菌+5 mmol·kg~(-1)柠檬酸处理增加效果最显著,使青葙叶、茎、根及地上部的生物量分别比对照处理增加48.7%、43.3%、78.8%和45.6%;叶、茎及根中的Cd含量较对照处理分别增加75.8%、76.3%和74.6%;地上部Cd积累量增加159%。该处理的青葙地上部Cd积累量为1.03 mg·pot-1,Cd去除率高达21.0%。因此,添加柠檬酸和巨大芽孢杆菌浓度为5 mmol·kg~(-1)和109cfu·kg~(-1)的处理最有利于提高青葙对Cd污染土壤的修复效率。