Pb胁迫对欧美杂交杨（Populus deltoides×Populus nigra）生物量分配格局及其Pb富集特性的影响

采用速生树种修复重金属污染土壤的方法近年来受到越来越多关注,但已有结果存在很大不确定性。为了解杨树在不同Pb胁迫条件下生长响应和Pb富集效果,以长江上游两种典型土壤（酸性紫色土和钙质紫色土）为栽培介质,采用盆栽试验方法,研究了不同Ph浓度处理下（CK：0mg·kg^-1;T1：200mg·kg^-1;T2：450mg·kg^-1;T3：2000mg·kg^-1）欧美杂交杨（Populusdeltoides×Populusnigra）生物量生产与分配格局以及Pb吸收、富集特性。两种土壤条件下杨树各器官生物量及总生物量均表现出随Pb胁迫程度的增加而降低的趋势,Pb胁迫条件下杨树生物量分配格局在钙质紫色土中表现为茎〉粗根〉叶〉细根。相同浓度Pb处理条件下,单株杨树总生物量均表现为钙质紫色土大于酸性紫色土。随着Pb处理浓度的增大,杨树各器官Ph含量及积累量显著增加。Pb胁迫使杨树对Ph的富集系数逐渐增大而耐性系数逐渐减小。们处理条件下杨树对Pb的富集系数在酸性紫色土中较大,且各处理条件下杨树对Pb的耐性系数均为酸性紫色土中较大。这些结果表明,高浓度Pb胁迫条件下酸性紫色土中的欧美杂交杨表现出较好的吸收和富集Pb的特性,这为Pb污染土壤的生物修复提供了一定的科学依据。     

红薯对Pb、Cd的吸收累积特征及根际土壤Pb、Cd形态分布研究

为了解土壤在Pb、Cd单一以及复合污染条件下红薯对Pb、Cd的吸收和积累规律,通过盆栽试验对红薯地上部和地下部的生物量和重金属含量进行测定,分析了单一及复合污染土壤中重金属Pb、Cd形态分布特点。结果表明,相对于对照,较低浓度的Pb、Cd能显著促进红薯的生长（P〈0.05）,Pb超过50mg.kg-1、Cd超过3mg.kg-1时,红薯生长受到显著抑制（P〈0.05）,Cd是影响红薯生长的主要因素;随着试验处理浓度的升高,红薯体内重金属含量也随之升高,二者之间存在极显著的相关性（P〈0.01）,Pb、Cd共存对红薯吸收累积Pb、Cd具有明显的交互作用,Pb促进Cd向地上部转移,Cd促进Pb在地下部积累。根际土壤中Pb、Cd以可交换态与碳酸盐结合态为主,二者均占总量的55以上,在复合污染条件下,Pb浓度为50mg.kg-1时其活性系数显著高于其他Pb处理（P〈0.05）,并在很大程度上促进有效态Cd含量的增加。     

东方香蒲（Typha orientalis Presl）对重度污染土壤中As、Cd、Pb的耐性与累积特征

通过温室盆栽试验研究东方香蒲对重度污染土壤中As、Cd、Pb的耐受性能与累积特征。研究结果表明,与未污染土壤处理相比,当土壤中As、Cd、Pb含量分别达到48.4、16.9mg·kg-1和316mg·kg-1时,东方香蒲生物量、叶绿素含量和过氧化氢酶活性等均无显著降低,东方香蒲对土壤中As、Cd、Pb表现了较强的耐受性能;当土壤中As、Cd、Pb含量分别达到285、42.1、1008mg·kg-1时,东方香蒲生物量、叶绿素含量和过氧化氢酶活性等均明显下降（P〈0.05）,表现出植株矮小、叶片枯黄等中毒症状。东方香蒲对土壤中As、Cd、Pb的累积主要在根部,其含量分别可达31.69、35.12mg·kg-1和87.12mg·kg-1,而在茎叶中仅为2.06、2.83mg·kg-1和20.18mg·kg-1,根部向地上部转移系数小。研究结果表明,东方香蒲可作为As、Cd、Pb重度污染土壤植物稳定修复的潜在目标植物之一。     

Pb胁迫对藿香蓟（Ageratum conyzoides）营养积累与分配的影响

为了解Pb胁迫对地被植物藿香蓟（Ageratum conyzoides）生长特性的影响,采用盆栽控制试验,研究了不同Pb浓度（0、250、500、750、1000、1250、1500mg·kg-1）胁迫处理下霍香蓟植株生物生产量、生物量分配格局及N、P、K、Mg积累和分配特征。结果表明,低浓度Pb胁迫处理明显增加了藿香蓟的生物量、根茎叶中N、P、K、Mg含量及养分积累,改变了养分在植物体内的分配格局,但高浓度Pb胁迫处理明显抑制了植物生长,降低了根茎叶中P、K的含量和积累量。这说明藿香蓟能在一定程度上适应Pb污染土壤环境,可用于轻度Pb污染区域的园林绿化。     

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（Hibiscuscannabinus）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（Arthrobactersp．）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Ph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1600mg·kg^-1时,红麻生长开始受到Ph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茵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。     

不同类型钙化合物对污染土壤水稻吸收累积Cd Pb的影响及机理

以潮泥田和红黄泥为供试土壤,利用盆栽试验研究了施用不同类型钙化合物（CaO、CaCO3、CaSO4）对水稻吸收累积Cd、Pb的影响及机理。结果表明,潮泥田施用CaO和CaCO3后,土壤pH值明显升高。当CaO施用量达到0.36gCa·kg-1时土壤有效态Cd含量显著降低,水稻糙米Cd含量也随之显著下降,降幅达26.3%;施用CaCO（30.24gCa·kg-1）和CaSO（40.24gCa·kg-1）后水稻糙米Cd含量降幅分别为23.7%（P〈0.05）和18.4%（P〈0.05）。红黄泥施用CaO、CaCO3和CaSO4后,土壤pH值变化趋势与潮泥田相同。当CaO施用量达到0.24gCa·kg-1时土壤有效态Cd含量显著降低,但水稻糙米Cd含量反而上升,当CaO施用量达到0.36gCa·kg-1时,与对照相比水稻糙米Cd含量增加34.5%（P〈0.05）;当CaO施用量增至0.48gCa·kg-1时土壤有效态Pb含量明显增加,水稻糙米Pb含量也随之显著增加,增幅达41.7%。在等钙（0.24gCa·kg-1）条件下,潮泥田及红黄泥施用CaO、CaCO3和CaSO4后因pH变幅较小导致水稻糙米Cd、Pb含量无明显差异。综合分析认为,利用钙化合物控制污染土壤上水稻对cd、Pb的吸收累积时,需要根据土壤Cd、Pb含量和pH综合考虑合理的钙化合物类型和用量。     

铅胁迫对茶树生长及叶片生理指标的影响

通过盆栽试验,研究了不同土壤铅浓度对茶叶生长及叶片生理特性的影响。结果表明,随着土壤铅浓度的升高,夏茶叶绿素含量显著下降,并有失绿现象,茶树生长受到一定程度的抑制。春茶叶绿素含量呈上升趋势,夏茶叶绿素含量呈先增加后降低的趋势。当铅浓度为100mg·kg-1时,叶绿素含量达到最大值2.93mg·g-1;铅浓度为1500mg·kg-1时,叶绿素含量达到最小值2.28mg·g-1;随铅浓度增加,叶片中游离脯氨酸、丙二醛含量显著增加,两者与铅浓度呈显著正相关,春茶的相关系数分别为0.922（P〈0.01）和0.880（P〈0.01）,夏茶的相关系数为0.871（P〈0.05）和0.971（P〈0.01）,且夏茶中的游离脯氨酸、丙二醛含量大于春茶。铅对春茶、夏茶中可溶性糖的合成有一定的抑制作用,相关系数分别为-0.715（P〈0.01）和-0.912（P〈0.01）。在铅浓度为0～200mg·kg-1时,春茶可溶性糖有小幅度增加;在铅浓度为200mg·kg-1时,春茶、夏茶可溶性糖含量都同时达到最大值。     

不同价态外源硒对冬小麦生长及生理代谢的影响

用盆栽试验研究了不同浓度外源硒（四价和六价）处理土壤对小麦生长和生理代谢的影响,旨在为富硒小麦的种植和开发提供理论依据。结果表明：外源硒抑制了苗期小麦的生长（株高和生物量）;而在生长后期,随外源硒浓度增加表现为先促进后抑制作用。Se（Ⅳ）和Se（Ⅵ）处理对小麦生物量影响的EC10分别从苗期的1.40mg·kg-1和0.28mg·kg-1增加到收获期的28.48mg·kg-1和4.56mg·kg-1,表明小麦对硒的耐受浓度随生长时间的延长逐渐增大。Se（Ⅵ）低浓度（≤1mg·kg-1）对小麦生长的促进作用及高浓度（≥2.5mg·kg-1）对小麦生长的抑制作用均大于Se（Ⅳ）。小麦籽粒产量随外源Se（Ⅳ）和Se（Ⅵ）浓度的增大先升高而后降低,分别在2.5mg·kg-1和1mg·kg-1浓度处理时达到最大。低浓度硒处理（Se（Ⅳ）≤5mg·kg-1和Se（Ⅵ）≤0.5mg·kg-1）能促进拔节期小麦叶片中GSH和POD等抗氧化酶活性,显著降低叶片过氧化物质MDA（Se≤2.5mg·kg-1）含量,高浓度硒处理则与之相反。     

不同基因型玉米品种对Pb的富集特征

为了研究不同基因型玉米品种对Pb的富集特征,选用2个Pb低富集玉米品种(曲辰11号、曲辰3号)和2个Pb高富集玉米品种(靖丰8号、旭玉1446),开展Pb胁迫(2 000 mg·kg-1)下的大田试验,研究了玉米植株生物量的变化、各部位Pb含量、Pb总吸收量、富集与转运规律、土壤p H值及有效态Pb含量。结果表明:(1)与对照相比,Pb胁迫导致4个玉米品种根、茎、叶和籽粒生物量不同程度的下降,总生物量下降9.65%~20.46%,但低富集玉米品种生物量的下降程度小于高富集玉米品种;(2)玉米各部位的Pb含量分配规律为根叶茎籽粒,分别为95.39~121.02、25.56~43.21、14.06~25.41、2.52~5.38 mg·kg-1;低富集玉米品种根的Pb含量高于高富集玉米品种,而茎、叶和籽粒的Pb含量低于高富集玉米品种;玉米植株对Pb的总吸收量为4.46~7.94 mg·株-1,低富集玉米品种植株的Pb总吸收量显著低于高富集玉米品种;(3)不同基因型玉米品种对Pb的富集系数和转运系数均小于1,表现为低富集玉米品种低于高富集玉米品种;(4)不同基因型玉米品种土壤p H值为6.60~6.82,且低富集玉米品种显著高于高富集玉米品种,土壤有效态Pb含量范围为969.86~1 116.15 mg·kg-1。     

氮肥形态对日本毛连菜生长及Pb累积特性的影响

通过盆栽试验研究Pb胁迫浓度为2 000 mg/kg时,不同形态氮肥对日本毛连菜生长及Pb累积特性的影响。结果表明：在Pb胁迫下,施用适量的氮肥可促进日本毛连菜的生长和累积Pb的能力,而施用过量氮肥则对日本毛连菜的生长和Pb累积均有一定抑制作用。铵态氮处理下Pb在日本毛连菜各器官的分配顺序为：根〉叶〉茎;与硝态氮肥处理相比,铵态氮肥更有利于Pb向日本毛连菜叶部转移。因此,在Pb污染土壤中施加适量铵态氮肥（≤100 mg/kg）,既能提高日本毛连菜生物量,又能提高日本毛连菜对Pb的累积量,这对Pb污染土壤的植物修复具有一定价值。     

湖南4个典型工矿区大豆种植土壤Pb Cd Zn污染调查与评价

通过对湖南4个典型工矿区（郴州柿竹园矿区、郴州宝山矿区、衡阳水口山矿区、株洲清水塘工业区）大豆以及其种植土壤的采样调查,综合评价了4个工矿区大豆及其种植土壤重金属污染程度。结果显示：（1）4个工矿区21个采样点的大豆及其种植土壤已经受到了重金属污染。土壤中Pb、Cd、Zn的浓度范围分别为269.02～6450.35、3.04～23.93、104.22～381.91mg·kg-1,大豆籽粒中这3种重金属的浓度范围分别为4.69～20.05、0.81～5.48、24.87～190.48mg·kg-1,均已超过相应的标准。（2）21个采样点中大豆植株对Pb、Cd和Zn的生物富集系数大小依次为Cd〉Zn〉Pb,表明大豆植株对Cd富集能力大于Zn和Pb。（3）21个土壤样品中交换态Pb、Cd、Zn含量与大豆植株样品各部位中这3种重金属元素含量基本上存在着显著或极显著的正的线性关系。     

棕壤中长期低剂量铜胁迫对苹果幼树的毒性效应

通过600d的土培试验,研究了棕壤中土壤环境质量二级标准附近的低剂量Cu长期胁迫对苹果幼树（藤木一号/八棱海棠）生长的毒害效应,并利用PAGE同工酶电泳研究了植株的保护性反应。结果表明,苹果树通过增强4条过氧化物酶（peroxidases,POD）同工酶的表达,弥补了6条POD同工酶活性的降低,使POD总活性显著增强（P〈0.05）,叶片细胞膜透性未出现显著变化（P〉0.05）,在一定程度上保护了机体免于长期胁迫致死;但是长期低剂量铜胁迫（160～320mg·kg-1）仍导致苹果树生长迟缓,春梢快速生长期推迟17～37d,土壤施加铜160和240mg·kg-1的苹果树生物量比对照分别降低25.87%和29.84%（P＆lt;0.01）,而且胁迫600d后所有铜处理植株根系均伴有感染真菌病害（白纹羽病）的间接毒害效应。表明长期的、即使是低剂量的铜胁迫仍会对苹果树生长造成显著的毒害效应,土壤铜含量在土壤环境质量标准（果园二级标准为150～200mg·kg-1）附近的果园重金属铜污染问题仍需引起进一步重视。     

麻疯树对镉胁迫的生理耐性及富集特征研究

研究了不同Cd浓度（0、10、25、50、100、200mg.kg-1）对麻疯树的生理指标和Cd积累特征的影响。结果表明,在土壤中的Cd≤50mg.kg-1时,麻疯树的生长未受到明显影响（P〉0.05）,当Cd≥100mg.kg-1时,其生长受到明显抑制（P〈0.05）;同时,麻疯树叶中叶绿素含量随土壤中Cd浓度的增加而下降,而其体内Cd含量则呈增加趋势,且表现根〉茎〉叶的富集特征;麻疯树叶中的SOD、POD活性随Cd浓度的增加呈先升高后降低趋势,而CAT活性仅在Cd为200mg.kg-1时显著增加,麻疯树叶中的MDA、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白、酸溶性巯基和谷胱甘肽含量随Cd浓度的增大呈增加趋势,这可在一定程度上缓解金属Cd对麻疯树的毒害。因此,麻疯树在重金属镉污染土壤修复方面具有一定的应用潜能。     

土壤外源铅的稳定化特征及其对土壤性质的响应

为探明土壤理化性质对外源铅（Pb）稳定化过程的影响,选取11种理化性质差异较大的土壤样品,分别加入500mg·kg-1Pb和500mg·kg-1Pb＋1.0mg·kg-1镉（Cd）后进行360d的室内培养,利用5个动力学模型对Pb稳定化过程进行模拟,并进一步分析了有效Pb变化的特征及其关键影响因素。结果表明,在Pb单一和Pb-Cd复合污染下,所有土壤有效Pb浓度在初始的15d内都迅速下降,随后变化减缓,60d后基本达到平衡。外源Cd对Pb浓度变化的影响非常小。5个动力学模型中以二级动力学方程模拟结果最好,所得的稳定化平衡浓度Ce2和表观速率常数k2能够较好地表征Pb的衰减和稳定过程。相关和逐步回归分析表明,提高土壤pH、阳离子交换量和有机质含量能够显著加快Pb的稳定化速率、降低Pb的平衡浓度,并以pH对Pb稳定化速率和平衡浓度的直接影响最大。