垂序商陆对Cd胁迫的生长响应和富集特征研究

通过盆栽试验研究了垂序商陆(Phytolacca americana L.)在Cd胁迫下的生长响应和富集特征.试验表明,Cd处理浓度≤50 mg·kg-1时,垂序商陆根系的长度和生物量均随处理浓度升高而增加,随Cd处理浓度增加根系长度和生物量逐渐减小.Cd处理下植株株高和地上部生物量均大于对照,且分别在20、50 mg·kg-1处理下达到最大.垂序商陆根、茎、叶Cd含量都在130 mg·kg-1的处理时达到最高,分别为60.44、37.74和116.93 mg·kg-1.植株根部和地上部Cd的最大累积量分别为86.86和170.91 μg·plant-1.Cd富集系数和迁移系数分别为0.42 ～0.55和0.44～1.54,且都在Cd浓度80 mg·kg -时达到最大.因此,垂序商陆可用于Cd污染土壤的修复.     

野茼蒿对镉的富集及其镉耐性

通过盆栽试验研究了不同镉(Cd)浓度(0、30、60、90、120、150、180mg.kg-1)胁迫下野茼蒿(Crassocephalum crepidioides(Benth.)S.Moore)的生长及其对Cd的富集特征。结果表明,随着Cd添加水平的增大,处理组野茼蒿的主根长、株高、叶绿素含量、根和地上部生物量均呈降低趋势,且主根长、株高、根和地上部生物量均显著低于对照植株;当Cd添加水平不断提高,处理组野茼蒿根和地上部Cd浓度呈显著增加趋势,而累积总量呈先增加后下降的趋势,但仍显著高于对照植株。处理Cd浓度为180mg.kg-1时,野茼蒿地上部Cd浓度最高,为1288.12mg.kg-1;处理Cd浓度为60mg.kg-1时,野茼蒿地上部Cd累积量最高,为每盆4.28mg。当Cd浓度≤90mg.kg-1时,野茼蒿生长正常,未出现Cd中毒症状。野茼蒿地上部Cd富集系数和转移系数分别为3.48～21.71和1.12～2.31。因此,野茼蒿对Cd具有较强的耐受性和转运能力以及其地上部对Cd的累积能力,适合于Cd污染土壤的植物修复。     

镉铜胁迫下紫苏的生长响应和富集特征研究

通过盆栽试验,分析了紫苏(Perilla frutescens(L.)Britt.)在Cd、Cu胁迫下生长响应及其对Cd、Cu的耐性、吸收和累积特征.结果表明,在Cd处理浓度≤60mg·kg~(-1)和Cu处理浓度为≤600mg·kg~(-1)时,紫苏株高和根长均随处理浓度提高而增加,此后则随处理浓度增加胁迫作用渐趋明显.植株地上部和根部Cd的最高含量分别是331.51和991.14 mg·kg~(-1),Cu的最高含量分别为228.65和2 030.63 mg·kg~(-1).植株地上部Cd和Cu的最大富集量分别为66.70和36.52 μg·plant~(-1).植株Cd、Cu富集系数分别为2.59～15.42和0.14～1.24,迁移系数分别为0.35～1.44和0.07～0.56.因此,该植物可用于Cd、Cu污染土壤的修复.     

伊乐藻对Cu Cd污染底泥修复的应用研究

在自然条件下,采用人工模拟水缸培养方法,研究了湖泊底泥不同Cu、Cd处理对沉水植物伊乐藻生长、叶绿素含量以及Cu、Cd吸收和积累的影响.结果表明,较低浓度Cu刺激伊乐藻的生长(生物量、叶绿素),高浓度抑制伊乐藻的生长;随着Cd处理浓度的增加,伊乐藻的生物量、叶绿素含量均一直降低,在底泥Cd含量为168.69 mg·kg-1DW(含背景值)时,植株出现死亡.随着Cu处理浓度的增加,伊乐藻体内的Cu含量一直增加,在底泥Cu含量为414 mg·kg-1DW(含背景值)时,根部、叶部的富集系数均达到最大(0.21和0.17);伊乐藻体内的Cd含最随Cd处理浓度的增加先增后减,底泥Cd含量为88.69 mg·kg-1DW时,根部、叶部的富集系数均达到最大(0.07和0.09).以上结果说明,伊乐藻对Cu、Cd具有很强的耐受性,可以作为原位修复Cu和Cd污染底泥的植物种类应用.     

3种植物对红壤中镉的富集特性研究

重金属超富集植物是重金属污染土壤植物修复的基础,研究了3种重金属富集植物羽叶鬼针草、美洲商陆和紫叶芥菜对重金属Cd的吸收积累规律,为植物修复Cd污染的农田和生态环境建设提供科学依据.采用盆栽方法,在不同浓度(0、20、35、50、65、80 mg·kg-1)cd处理下,分别测定3种植物地上部与根部Cd的含量,计算了地上部Cd迁移量、根系耐性指数、富集系数,研究了土壤中Cd添加量与植物富集Cd量的相关性.结果表明,随着土壤中Cd离子浓度的升高,3种植物地上部和根系中的cd含量也在增加,相关系数都大于0.99;综合地上部与根部cd含量,地上部cd迁移量,根系耐性指数和富集系数,3种植物对Cd的富集能力的相对顺序为:羽叶鬼针草>美洲商陆>紫叶芥菜.羽叶鬼针草、美洲商陆种植在Cd处理浓度为65 mg·kg-1的土壤中和紫叶芥菜种植在Cd处理浓度为80 mg·k-1的土壤中栽培时,3种植物地上部与根部的Cd含量均超过了100 mg·kg-1,达到了cd超富集量的标准.羽叶鬼针草、美洲商陆和紫叶芥菜对Cd有很强的耐受性和富集性,可以作为先锋植物去修复被Cd污染的土壤.     

矿区分离丛枝菌根真菌对万寿菊生长及Cd吸收影响

采用盆栽试验研究了不同土壤施Cd水平(0.20,50mg·kg-1)下,接种矿区污染土壤中丛枝菌根真菌对万寿菊生长、根系侵染率及Cd吸收的影响.结果表明:接种丛枝菌根真菌可以显著提高万寿菊的根系侵染率与植株生物量,尤其在50mg·kg-1施Cd水平下,对照处理根系侵染率与植株生物量受到明显抑制时,接种丛枝菌根真菌较对照分别提高了35.4%和228.2%;除对照处理在50mg·kg-1施Cd水平下因植株生长受到抑制而显著降低了Cd吸收量外,土壤施Cd几乎增加了所有处理植株Cd浓度和吸Cd量.同一施Cd水平下(Cd20mg·kg-1、Cd50mg·kg-1),接种处理植株Cd浓度显著低于对照处理,而Cd吸收量则显著高于相应对照.土壤Cd情况下,万寿菊增加了Cd向地上部分的运转.     

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。     

剑麻对重金属铅的吸收特性与累积规律初探

以热带地区一种生物量极大的经济作物剑麻(AgaveSisalanaPerrineexEngelm)作为研究对象,采用网室砂培,对Pb在该植物体内的吸收特性、累积分布及迁移规律进行了初步的探索。试验表明,Pb处理浓度低于1300mg·kg-1时对剑麻生长影响较小,但Pb加入浓度达到15900mg·kg-1时,显著抑制了剑麻的生长,其生物量仅为对照的6.7%。剑麻对Pb有很强的吸收性,并分布在其植株的各个部位,其中根系的吸收性最强,是地上部的3.0～13.6倍。Pb处理浓度为12700mg·kg-1时,剑麻地上部和根系的吸收量最大,分别为2220.3和22544.8mg·kg-1,是对照的65.6和221.3倍,且地上部迁移量高达55.87mg·株-1,说明剑麻对修复Pb污染土壤有一定的潜力,因而为今后探明植物积累Pb的机理和Pb污染土壤的植物修复提供了一种新的种质资源。     

土壤施锌对不同镉浓度下玉米吸收积累镉的影响

采用盆栽试验研究了土壤施Zn量对不同Cd浓度下2种基因型玉米吉单209、长单374吸收积累Cd的影响。结果表明,土壤添加Cd浓度由6mg·kg-1增加到20mg·kg-1,2种基因型玉米地上生物量显著降低(P=0.016)。Cd6mg·kg-1处理时土壤施Zn提高了玉米生物量,Cd20mg·kg-1处理施Zn240mg·kg-1对生物量有所抑制。随添加Cd浓度的升高,2种基因型玉米植株对Cd的吸收呈线性增加。土壤施Zn降低了玉米植株中的Cd含量,2个品种玉米植株Cd含量在80或160mg·kg-1Zn时达到最低值(P<0.05)。添加Cd含量由6mg·kg-1增加到20mg·kg-1,土壤施Zn使地上部Cd含量降低幅度增加,而使根系的降低幅度减小。土壤外源Cd浓度的升高促进了2种基因型玉米地上部分的Zn含量。     

镉对皇竹草构件生长及生理特性的影响

利用重金属污染土壤种植能源植物是一种同时解决环境问题和能源问题的有效方法。本实验以温室内盆栽的方式研究了在土壤中模拟添加不同浓度外源Cd胁迫(0、1、5、10 mg·kg-1)对皇竹草生长的影响。结果表明,经过6个月生长,添加外源Cd 10mg·kg-1对皇竹草株高和地上部生物量有显著的抑制效果,皇竹草株高、绿叶生物量和茎部生物量均与土壤中Cd浓度呈显著线性负相关,相关系数分别为0.438 3、0.403 1和0.618 5;皇竹草叶部最大光化学效率(Fv/Fm)和抗氧化酶系活性(过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶)均随土壤中Cd浓度增加先上升后下降,较低浓度的Cd有利于激活皇竹草叶部抗氧化酶活性;在4种浓度Cd胁迫下,皇竹草地上部浓度分别为0.39、2.65、10.83、11.77 mg·kg-1,地下部浓度分别为0.49、3.66、16.04、25.82 mg·kg-1。本实验结果表明,中低浓度镉污染土壤对皇竹草生长影响不大,皇竹草用于重金属Cd污染土壤原位修复是可行的。