金属抗性促生菌对玉米生长和锌积累的影响

【目的】探讨金属抗性促生菌对锌污染土壤中玉米生长和Zn吸收的影响,为利用微生物缓解重金属对农作物胁迫和减少重金属吸收提供理论依据.【方法】通过盆栽试验研究接种促生菌Ⅱ2R3和Ⅳ8R3是否能够缓减Zn对玉米的毒害作用,减少玉米对Zn的吸收和积累.【结果和结论】促生菌Ⅱ2R3、Ⅳ8R3不仅有很强的抗Zn胁迫能力,而且具有较强地吸附、积累Zn的能力.在中、轻度Zn污染(200和400 mg·kg-1)土壤上,单独接种促生菌Ⅳ8R3促进了玉米的生长;当土壤Zn污染水平达到800 mg·kg-1时,同时接种促生菌Ⅳ8R3+Ⅱ2R3显著促进玉米的生长.单独或同时接种促生菌Ⅳ8R3、Ⅱ2R3使不同Zn污染水平土壤中的有效Zn含量均显著降低.当土壤Zn含量达到800mg·kg-1时,单独接种菌株Ⅱ2R3或同时接种Ⅱ2R3+Ⅳ8R3均显著抑制玉米对Zn的吸收和向地上部转运,而在中、轻度Zn污染(Zn≤400 mg·kg-1)土壤上,3种接种处理对玉米吸收Zn均没有显著影响.表明在高锌污染(800mg·kg-1)土壤中,接种促生菌Ⅳ8R3、Ⅱ2R3能显著抑制玉米对Zn的吸收和向地上部转运;菌株Ⅳ8R3、Ⅱ2R3对玉米生长的影响与土壤Zn污染水平和菌株的性质有关.     

植物根际促生菌辅助红麻修复铅污染土壤

通过盆栽实验研究土壤Pb浓度对经济作物红麻（Hibiscus cannabinus）生长、富集及转运Pb的影响,并将具有较强Pb抗性的植物根际促生菌（PGPR）DBM1（Arthrobacter sp.）接种至红麻根际,考察Pb胁迫下PGPR对红麻的促生作用,以探索利用PGPR辅助重金属耐性植物红麻对Pb污染土壤进行植物稳定修复的可行性。结果表明,土壤Pb浓度和接菌处理均显著影响红麻的生长。红麻对Pb具有较高耐性,可通过将Pb富集在根部,并抑制其向地上部转移,从而在中低Pb（Pb400和Pb800处理）污染土壤中良好定植和生长。土壤Pb浓度达到1600 mg·kg-1时,红麻生长开始受到Pb胁迫的抑制,红麻通过自身胁迫抵抗机制缓解Pb毒性。接种DBM1可有效促进红麻的生长,提高红麻叶绿素含量。DBM1对红麻的促生作用是由胁迫诱导的特性,在高Pb胁迫下促生效果更显著。因此,可利用植物根际促生菌DBM1辅助红麻对高Pb污染土壤进行植物稳定修复,在促进红麻生长的同时,有效抑制Pb向红麻地上部的转移。     

赤泥、骨炭和石灰对玉米吸收积累As、Pb和Zn的影响

为探索添加剂(赤泥、骨炭和石灰)对土壤重金属的钝化效果,筛选有效的土壤重金属钝化剂,在温室条件下通过土壤盆栽试验研究赤泥、骨炭和石灰对玉米吸收积累Pb、Zn和As的影响.结果表明,施用不同的改良剂均显著地提高了玉米地上部生物量,其中5％骨炭处理玉米地上部生物量最大,比对照处理提高5.3倍.污染土壤中施用不同的改良剂(5％赤泥、5％骨炭、5％石灰、2.5％赤泥+2.5％骨炭),可导致玉米地上部Pb和Zn含量分别比对照降低70.9％～89.1％和78.3％～89.7％,根部Pb和Zn含量分别降低50.0％～67.5％和91.0％～94.3％.应用改良剂对玉米植株As含量影响不一样,与对照处理相比,5％赤泥和2.5％赤泥+2.5％骨炭处理显著地降低了玉米地上部和根部的As含量,而5％骨炭和5％石灰处理显著地提高了玉米地上部的As含量.不同的改良剂应用均显著地降低土壤中Pb和Zn的植物有效态含量,提高土壤中As的植物有效态含量.研究结果表明赤泥、骨炭和石灰是较具有潜力的修复重金属污染酸性土壤的改良剂,为重金属污染土壤钝化修复提供了新材料.     

根际促生菌对烟草吸收和积累Cd的影响

为探讨植物根际促生菌用于强化烟草修复Cd污染土壤的可行性,采用盆栽试验,比较了4种根际促生菌剂对烟草吸收和积累Cd的影响。结果表明,4种植物根际促生菌(友益君菌剂、光合细菌菌剂、胶冻样芽孢杆菌菌剂、巨大芽孢杆菌菌剂)均提高了烟草地上部、地下部的Cd含量,并提高了烟草干质量,其中以光合细菌菌剂处理效果最优。相比对照(不加菌处理),施用光合细菌菌剂使烟草地上部、地下部Cd含量分别提高了36.4%、52.4%,使Cd总含量提高了191.2%,同时使烟草地上部、地下部的干质量均提高了100.0%。进一步分析发现,光合细菌菌剂处理提高了土壤有效Cd含量、总氮含量。光合细菌菌剂有望成为用于强化烟草修复Cd污染土壤的有效措施。     

耐砷真菌与芦苇联合对砷污染土壤修复作用的研究

通过盆栽模拟试验研究了添加耐砷真菌联合芦苇对土壤砷的吸收及对重金属污染土壤修复的影响.结果表明:施用耐砷真菌能促进芦苇植株的生长,K2处理的地上部干重、K3处理的地下部干重均明显高于对照(CK+P);施菌处理的芦苇地上茎、地下茎及根的砷含量均高于对照(CK+P),其中K3处理的地下茎砷含量达6.18 mg/kg,高出对照(CK+P)69.3％;耐砷真菌联合芦苇处理的根际土砷含量<非根际土砷含量<对照土壤(CK+P)砷含量,其中K2处理的非根际、根际土壤砷含量和K3处理的非根际土壤砷含量分别较对照(CK+P)降低了22.5％、33.9％和22.9％;K3处理的非根际土砷去除效率为24.6％,K2处理的根际土的砷去除效率为45.3％;不同处理的砷富集系数表现为K3>K2>K1>CK+P.总之,接种耐砷真菌可有效提高芦苇累积砷的能力,且以菌株K2、K3的效果最好.     

矿区重金属污染土壤中铅镉抗性细菌的筛选及其活化作用研究

从广西大新铅锌矿区重金属污染土壤中分离筛选出生长良好、产酸能力强的镉抗性菌株K1和铅抗性菌株K2,经革兰氏染色呈阴性,杆状菌体。菌株K1和K2的最适生长温度均为28℃,最适pH值为7和8。将菌株K1和K2分别接种到添加不溶性镉、铅的液体培养基（28℃培养48h）和含有固定态镉、铅的土壤（28℃培养5d）中,结果液体培养基中接菌处理比不接菌对照有效态镉、铅含量分别增加844．62％和370．48％,pH值分别降低2．95和2．07;土壤中接菌处理比不接菌对照有效态镉、铅含量分别增加42．42％、19。23％。说明两菌株具有较强的重金属镉、铅活化能力,可作为试验材料应用于抗性菌株强化植物富集重金属镉、铅研究中。     

抗Zn菌对大豆抵抗Zn胁迫能力的影响

探讨3株抗Zn菌(Flavobacterium FCZ05E、Pseudomonas PCZ05B、Pseudomonas PCZ05H)对大豆抵抗Zn胁迫能力的影响.在没有添加外源Zn的土壤中,接种FCZ05H的大豆生物量高于该土壤中的对照处理,而接种FCZ05E、PCZ05B的大豆生物量与对照相比无显著差异.在Zn添加量为200和500mg/kg的人工模拟Zn污染土壤中,接种PCZ05B的大豆生物量均比同一Zn添加量的对照高,植株Zn含量、地下部分丙二醛含量比对照低,地下部过氧化物酶活性比对照高,但叶片叶绿素含量仅在Zn添加量为500mg/kg时才显著高于该Zn添加量的对照处理;接种FCZ05E、PCZ05H的大豆生物量、Zn含量、地下部丙二醛含量、过氧化物酶活性及叶绿素含量与同一Zn添加量的对照处理相比均无显著差异.     

混合淋洗剂对污染土壤中重金属的去除及植物生长的影响

以重金属污染水稻田土壤为研究对象,采用盆栽试验,研究EDTA和混合试剂(EDTA、GLDA、柠檬酸)7次淋洗后土壤理化性质、重金属含量、赋存形态等的变化,并在淋洗后的土壤中种植三季作物。通过分析各季作物生物量以及地上部和地下部重金属含量,评价其农用价值,以期达到多种重金属污染农田土壤的修复及安全农用目的。结果表明:与EDTA处理相比,混合试剂(MC)对土壤中Cd、Pb、Cu和Zn也有较好的去除率,分别为44.30%、28.78%、26.44%和11.49%,且第二次淋洗土壤中重金属去除率最高;此后重金属的去除率随着淋洗次数的增加持续降低。淋洗处理降低了小白菜生物量,提高了小白菜地上部和地下部重金属含量。与对照相比,淋洗处理玉米的生物量差异不显著,然而玉米地上部Cd、Pb和Zn含量显著降低,所有处理两季玉米地上部重金属含量均低于国家饲料卫生标准。研究表明,与EDTA处理相比,MC处理土壤重金属乙酸铵提取态含量较低,对植物生长影响较小,是一种修复多种重金属污染土壤的较为温和的淋洗剂。     

抗Zn菌对大豆抵抗Zn胁迫能力的影响

探讨3株抗Zn菌(Flavobacterium FCZ05E、Pseudomonas PCZ05B、Pseudomonas PCZ05H)对大豆抵抗Zn胁迫能力的影响.在没有添加外源Zn的土壤中,接种FCZ05H的大豆生物量高于该土壤中的对照处理,而接种FCZ05E、PCZ05B的大豆生物量与对照相比无显著差异.在Zn添加量为200和500 mg/kg的人工模拟Zn污染土壤中,接种PCZ05B的大豆生物量均比同一Zn添加量的对照高,植株Zn含量、地下部分丙二醛含量比对照低,地下部过氧化物酶活性比对照高,但叶片叶绿素含量仅在Zn添加量为500 mg/kg时才显著高于该Zn添加量的对照处理;接种FCZ05E、PCZ05H的大豆生物量、Zn含量、地下部丙二醛含量、过氧化物酶活性及叶绿素含量与同一Zn添加量的对照处理相比均无显著差异.     

根际芽孢杆菌对水稻根系的促生效应

为研究不同根际芽孢杆菌及其复合菌剂对水稻根系的促生效应,采用盆栽试验筛出促生效果好的促生菌剂,研究其对水稻根系生长的影响。结果表明,经解磷菌(Bacillus pumilus sp.,J)、溶磷菌(Bacillus megateriun sp.,R)、解钾菌(Bacillus subtilis sp.,K)菌悬液处理后,水稻幼苗胚根长分别比未添加菌液处理提高161.2%、157.9%、110.5%;在未灭菌的土壤中,解钾菌(K,LZP06)菌悬液处理对水稻根系生长有较好的促生效应,水稻幼苗根干质量比清水对照提高了65.3%;在灭菌土壤中,解钾菌+解磷菌[(K+J)s]、解钾菌+溶磷菌+解磷菌[(K+R+J)s]菌悬液处理对水稻有较好的促生效应,水稻幼苗根干质量比灭菌水对照分别显著提高57.8%、69.2%。综上,K(LZP06)菌悬液、复合菌悬液(K+J)s和(K+R+J)s对水稻促生效果较好,可作为微生物肥料生产的候选菌剂。     

锌对粳稻幼苗镉吸收转运特性的影响

采用水培实验,研究了镉胁迫下粳稻幼苗的生长发育特征及镉和锌的吸收转运特性。结果表明,施加1.2 mmol·L~(-1)及1.4mmol·L~(-1)锌能显著增加根尖数目和根系及地上部的生物量,并使根系中的镉积累量分别下降86.4%和97.5%,地上部镉积累量分别下降62.6%和73.3%。根系和地上部的镉主要分布在细胞壁(F1)和胞液(F3)中,细胞器(F2)中的镉含量很少,只占根系镉总量的5.4%和地上部镉总量的9.4%。锌降低了各亚细胞组分中镉的含量,提高了镉在F3中的分配比例。当锌使根系F3中的镉浓度降低到12.8 mg·kg~(-1)FW以下时,镉从根系F3中向地上部转运的比率显著增加,但转运量只有2.7μmol·L~(-1)Cd~(2+)(无锌添加)处理组的26.9%~46.1%。     

土壤灭菌和杀真菌剂对紫花苜蓿生长和重金属累积的影响

以云南会泽铅锌矿周边重金属污染的农田土壤为基质,开展室内盆栽试验,研究土壤灭菌和杀真菌剂(苯菌灵)对紫花苜蓿的生长、光合色素含量、部分抗氧化生理、重金属含量与累积量的影响。结果表明:土壤灭菌显著影响苜蓿的抗氧化生理,导致巯基含量减少54%,丙二醛含量增加44%;显著降低光合色素含量和植株的生长,叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量分别下降27%、23%和30%,株高降低45%,地上部和地下部生物量分别减少74%和85%;土壤灭菌和施用苯菌灵均显著增加土壤有效Pb含量和苜蓿地下部Pb的含量,减少苜蓿地下部Zn的含量;土壤灭菌还显著增加苜蓿地上部Cd的含量;土壤灭菌极显著减少苜蓿对重金属的累积,植株Pb、Zn、Cd和Cu的累积量分别下降74%、78%、68%和76%;施用苯菌灵对苜蓿生长、抗氧化生理及重金属累积的影响均不显著。总之,完全消除土壤微生物明显降低了苜蓿对重金属的耐性与累积能力,土壤微生物对植物耐受重金属有重要作用。     

孔雀的饲养与驯化

孔雀是一种观赏价值和食用价值都较高的特禽,饲养与驯化具有重要意义;本文从场址选择、饲养管理、驯化和疾病防治等方面,进行了系统的介绍。     

水稻根系对镧、铈、锌胁迫的生理生化应答(英文)

[目的]研究镧(La3+)、铈(Ce3+)、锌(Zn2+)对水稻根系的生理生化影响,探讨过量施用稀土的环境效应。[方法]以稀土元素镧(La3+)、铈(Ce3+)和兼具营养与毒性的重金属元素锌(Zn2+)为胁迫因子,采用组织培养法比较三者对水稻种子萌发及幼苗生长发育的影响。[结果]La3+、Ce3+和Zn2+对水稻种子萌发率影响很小,但对幼苗根、苗的生长具有显著的抑制作用,且在高浓度下稀土离子的抑制作用均大于Zn2+。水稻根可溶蛋白质含量随3种金属离子浓度的升高均呈先升后降的趋势,且La3+、Ce3+较Zn2+更为敏感;CAT和POD的活性随La3+、Ce3+和Zn2+浓度的增加逐渐上升,而SOD活性则先降后升;3种金属离子均能显著地刺激水稻根内MDA迅速积累。在高浓度下,La3+、Ce3+表现出比Zn2+更强的毒性。[结论]稀土元素La3+、Ce3+同重金属元素Zn2+对水稻的毒害机制相似。从长远来看,稀土有可能是一种新型的污染。     

Zn对水稻吸收转运Cd的影响

通过探究锌(Zn)对水稻吸收、积累镉(Cd)的影响,为揭示水稻体内Zn、Cd互作机制提供理论依据。通过水培实验,研究Cd胁迫下施加Zn对水稻生物量、Cd含量、Cd积累量、根表铁膜成分、细胞壁组分及吸附解析动力学特征的影响。结果表明:与单Cd处理相比,Cd+Zn处理地上部生物量显著下降;根及地上部Cd含量、积累量显著提高;根表铁膜中Fe含量及Cd含量分别提高18.70%和29.99%;比较单Cd与Cd+Zn的细胞壁组分发现,Zn显著降低了水稻根细胞壁中的果胶及半纤维素1(HCl)成分,导致Cd+Zn处理细胞壁吸附能力下降而解吸能力增强。研究表明,Zn促进Cd在根表铁膜中Cd积累量,降低细胞壁的阻隔作用,进而促进水稻对Cd的吸收及转运。     

排污河道沉积物中重金属的植物修复

利用栽培试验研究了黑麦草对排污河道沉积物中重金属的修复作用。结果表明:种植黑麦草后沉积物中重金属总量减少,各种重金属在黑麦草体内的累积量均为地下部分大于地上部分,Cu的地下部分与地上部分的含量相差最大,地下部分为309.66 mg/kg,比地上部分高出171.40 mg/kg。地上部分累积的重金属含量与其离子交换态含量有一定相关性。种植黑麦草后沉积物中微生物数量增加,过氧化氢酶活性也有所提高。     

纳米羟基磷灰石钝化修复重金属污染土壤的稳定性研究

为评估纳米羟基磷灰石(Nano-hydroxyapatite,NAP)钝化修复重金属污染土壤的稳定性,采用一次性添加不同用量(0.5%、1%、2%,W/W)的NAP进行水稻盆栽试验,研究了一年和三年后土壤性质、有效态重金属(Cd、Cu、Zn、Pb)含量和水稻体内重金属含量的变化。结果表明:不同NAP施用量下土壤p H值在第一年和第三年分别显著提高了0.71~1.24和0.60~1.16,年际间p H提高幅度的差异较小,表现出较好的稳定性;第三年土壤中有效态Cd、Cu和Zn含量与对照相比降幅(62.7%~96.5%)要显著低于第一年(66.6%~98.4%),而有效态Pb含量的降幅(百分比)则略有提高,表明随着时间的延长,NAP固定土壤Cd、Cu和Zn含量的能力有所减弱,而对Pb的固定能力有所增强。添加NAP显著降低了水稻根中的重金属含量和糙米中Cd含量,糙米中的Pb、Cu和Zn含量也有所降低。糙米中重金属含量与土壤中有效态重金属含量呈正相关关系,表明NAP通过降低土壤有效态重金属来降低重金属在水稻籽粒中的累积。     

Cd污染农田的炭基修复方案设计和效果评价

为了解不同Cd污染农田土壤上炭基改良剂的治理效果，运用土壤医生理念，针对广东省韶关和云浮3个重金属Cd污染状况和土壤理化性质不同的区域农田分别设计了3种以生物炭为主要原料，搭配石灰、有机肥等不同辅料的3种生物炭基土壤改良剂，并进行了大田应用试验，同时归纳总结设计原则，评价设计的3种改良剂对Cd污染农田的治理效果。结果表明：在3个区域施用的改良剂均不会降低作物的产量，在Cd污染严重的酸性土壤上有显著增产的效果（增产效果达到383.03%）；同时施加3种不同配方的炭基改良剂均可以有效降低作物可食用部位的Cd含量，分别是对照的33.33%、46.88%和42.86%，使3个试验区的农产品可食用部分Cd含量均达到国家标准；施用炭基改良剂，可有效降低土壤中酸溶态Cd的含量，尤其是在酸性较强、Cd污染程度高的土壤中，能够将土壤中活性和生物可利用形态的Cd含量降低18.28%。综上所述，根据土壤理化性质、污染程度和修复目的来针对性设计以生物炭为基础的炭基改良剂可以保障作物产量，提高作物品质，实现对南方Cd污染土壤的改良。     

秧苗富锌对不同水稻品种镉积累及相关转运基因的影响

【目的】 秧苗富锌是发挥水稻锌-镉拮抗效应的一种新模式,研究不同水稻品种对秧苗富锌降镉效应的响应差异及潜在机制,为该模式的推广应用奠定基础。【方法】 选择武运粳21号、浙粳优1578、黄华占、徽两优丝苗等4个品种开展水培富锌和盆栽验证试验,研究不同品种锌富集的动态特征及移栽后水稻组织对镉的吸收转运差异,通过分析根系相关镉转运基因的表达状况探究秧苗富锌降镉效应的种间差异机制。【结果】 锌培养对水稻秧苗的生长发育无明显影响,但不同品种幼苗锌富集能力差异明显,浙粳优1 578幼苗锌积累量（230 μg/株）最高,武运粳21号次之（124 μg/株）,黄华占和徽两优丝苗相对较低（85.1—95.0 μg/株）。浙粳优1578幼苗根系镉转运基因对富锌较为敏感,OsZIP7表达下调48.7%,OsZIP1表达上调81.3%;武运粳21号幼苗根系OsIRT1和OsZIP7表达分别下调35.9%和35.0%,OsZIP1表达上调31.1%;而黄华占和徽两优丝苗幼苗根系镉转运基因对富锌较不敏感。秧苗富锌使分蘖期武运粳21号根系和茎叶镉浓度分别下降26.7%和36.7%;浙粳优1578根系和茎叶镉浓度分别下降32.0%和40.0%,根系-茎叶镉转运系数显著下降12.0%。秧苗富锌使武运粳21号、浙粳优1578和黄华占糙米镉含量分别下降37.5%、36.7%和25.3%,而对徽两优丝苗糙米镉含量无明显影响,表明秧苗富锌对水稻降镉效应存在明显的种间差异。相关分析显示,糙米Cd浓度与茎叶Cd浓度呈显著正相关,而茎叶Cd浓度与根系和茎叶Zn浓度呈显著负相关,表明水稻内部Zn、Cd拮抗作用明显。根系和茎叶Zn浓度均与OsZIP7和OsIRT1的相对表达量呈显著负相关,与OsZIP1的相对表达量呈显著正相关关系,表明秧苗富锌主要通过调控根系OsZIP1、OsZIP7和OsIRT1的表达,从而间接影响糙米镉含量。【结论】 不同品种幼苗根系镉转运基因对富锌的响应差异明显,浙粳优1578和武运粳21号较为敏感,故而糙米镉含量下降幅度高于其他品种。     

氮肥形态对伴矿景天生长和锌镉吸收性的影响研究

以锌镉超积累植物伴矿景天为供试植物,采用单边根袋法盆栽试验研究了铵态氮肥和硝态氮肥施用对植物根际和非根际土壤中Zn、Cd的化学行为,以及伴矿景天生物量和Zn、Cd吸收性的影响。结果表明,施用硝态氮肥更能提高根际土壤Zn和Cd的生物有效性,显著增大植物体内Zn和Cd浓度(P0.05),增率分别为38.2%和110%,但施用铵态氮肥更有利于促进伴矿景天的生长,增率为49.4%;氮肥形态对伴矿景天生物量的影响显著大于对植物地上部Zn、Cd浓度的效应,施用铵态氮肥显著提高Zn和Cd总吸收量,增率分别为53.3%和123%,施用硝态氮肥对其则无显著影响。施用铵态氮肥较硝态氮肥更能提高伴矿景天的污染土壤Zn、Cd吸取修复效率。