土壤镉胁迫对龙葵(Solanum nigrum L.)幼苗生长及生理特性的影响

采用盆栽试验研究了不同浓度Cd(0、10、20、40、80、160 mg·kg-1)处理下,龙葵(Solanum nigrum L.)幼苗对氮(N)、磷(P)和钾(K)吸收及质膜ATPase活性的影响。结果表明,土壤添加Cd浓度≤40 mg·kg-1时显著促进龙葵幼苗生长及生物量的积累与分配,添加Cd浓度>40 mg·kg-1时抑制作用加强;叶绿素含量随Cd添加浓度的增大而下降,在较低浓度Cd(10 mg·kg-1)处理时,显著提高叶绿素含量。随Cd添加浓度的增加,根、茎、叶和果实中的全N、全P和全K含量先升后降(除茎全P降低外);叶片中的Cd积累量最高,茎次之,果实中最低;丙二醛含量与过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性增大,但超氧化物歧化酶(POD)活性先升后降;幼苗地上(茎与叶)和地下(根)部H+-ATP以及地下部Ca2+-ATP酶活性随Cd添加浓度的增加不断降低,而地上部Ca2+-ATP酶活性则先升后降。这些结果表明,龙葵在高Cd胁迫(≥40 mg·kg-1)下,能通过加快根系对Cd离子积累来提高抗氧化酶(CAT和SOD)活性、降低POD与质膜ATP酶活性、改变对N、P和K的吸收,从而起到对Cd胁迫的解毒作用。     

氮沉降对镉胁迫下南方四季杨生物量积累和光合生理的影响

为了探讨氮(N)沉降对植物镉(Cd)耐受性的影响,采用盆栽模拟试验,研究了低N(30 kg·hm~(-2)·a~(-1))、中N(60 kg·hm~(-2)·a~(-1))、高N(90 kg·hm~(-2)·a~(-1))3种施氮量处理下,受Cd胁迫(100 mg·kg~(-1))的南方四季杨(Populus deltoides×P.nigra)幼苗生物量积累、气体交换特征、叶绿素荧光参数、叶片绿度(S_(P,A,D))和丙二醛(MDA)质量摩尔浓度、可溶性蛋白质量浓度的差异。结果表明:单独Cd处理显著降低了根、茎、叶生物量的积累。交互作用下,低N和中N处理对各器官生物量积累影响不显著,高N处理显著提高了根、茎、叶生物量的积累。单独Cd显著降低了除胞间二氧化碳摩尔分数之外的所有气体交换参数。交互作用下,低N处理显著升高了幼苗的净光合速率(P_N);中N处理显著提高了幼苗的P_N、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r);高N处理对各参数无影响。单独Cd处理显著降低了光系统Ⅱ的实际光量子产量(Φ_(P,S,II))和S_(P,A,D)值,升高了非光化学淬灭系数(q_N)。交互条件下,中N和低N处理提高了S_(P,A,D)值,低N处理降低了q_N,而高N处理对这些参数没有显著影响。单独Cd处理显著升高了叶片的MDA质量摩尔浓度。交互作用下,MDA质量摩尔浓度随着N沉降量的增加先降低后升高,可溶性蛋白质量浓度在Cd和中N处理的交互作用下显著升高。由此可见,N对Cd胁迫的缓解作用与N沉降量和植物自身氮素亏缺状态密切相关。     

Cd、Pb单一胁迫对芳樟矿物质元素及叶绿素含量的影响

以1a生芳樟扦插苗为研究对象,在福建农林大学温室大棚采用盆栽的方法研究不同浓度的Cd、Pb单一胁迫下芳樟对矿物质元素的吸收特性。经方差分析,结果表明:总体上来看Cd胁迫对于芳樟叶、茎、根对矿质元素K、Ca、Mg有促进吸收作用的浓度范围分别为0~20mg·kg~(-1)、0~40mg·kg~(-1)、0~20mg·kg~(-1)。Pb胁迫对于芳樟叶、茎、根对矿质元素K、Ca、Mg的吸收普遍呈抑制的趋势,但在浓度0~400mg·kg~(-1)Pb胁迫下对芳樟叶、茎对矿质元素Ca的吸收的却有促进作用。进一步的对芳樟叶绿素含量进行分析,Cd、Pb单一胁都会降低芳樟叶绿素a、叶绿素b的含量,高浓度胁迫下影响最为强烈。     

镉胁迫下苦楝(Melia azedarach L.)幼苗的生长及生理响应

采用盆栽试验研究不同浓度Cd(0、30、60、90、120、150、180 mg·kg~(-1))处理对苦楝(Melia azedarach L.)幼苗生长、Cd积累、光合、质膜透性以及渗透调节的影响。结果表明,当Cd2+浓度≤60 mg·kg~(-1)时显著促进苦楝幼苗生物量的积累(P0.05),Cd2+浓度60mg·kg~(-1)时抑制作用逐渐增强,但≤120 mg·kg~(-1)Cd处理对株高影响不显著(P0.05),植株能正常生长且保持较大的生物量;苦楝对Cd具有一定的积累能力,其根、茎、叶中Cd含量随Cd处理浓度的增加而增加,且根系是主要积累部位;随着Cd处理浓度的增加,叶绿素(Chla+b)含量和光合速率(Pn)下降,相对电导率(REC)和丙二醛(MDA)含量增大,但≤60 mg·kg~(-1)Cd处理时均无明显变化;随Cd浓度的升高,可溶性糖含量下降,可溶性蛋白和游离脯氨酸呈先升后降趋势,游离脯氨酸含量始终高于CK,苦楝通过增加可溶性蛋白和游离脯氨酸的含量来维持Cd胁迫下的渗透平衡,从而降低Cd毒害。上述结果表明,苦楝对Cd具有一定耐性,其耐Cd胁迫的阈值浓度大约是120 mg·kg~(-1),可以将其应用于土壤Cd污染区域,在美化环境的同时修复土壤Cd污染。     

Delftia sp.B9对镉胁迫下水稻种子萌发及幼苗镉积累的影响

为探讨耐镉细菌Delftia sp. B9对镉(Cd)胁迫下水稻种子萌发及幼苗吸收积累Cd的影响,以两种水稻(华润2号、深两优5814)为材料,研究水稻在3种Cd胁迫浓度(0、0.01、0.1 mg·L~(-1))下添加Delftia sp. B9菌液对水稻幼苗生长和积累Cd的影响。结果表明:Cd胁迫浓度为0.1 mg·L~(-1)时,Delftia sp. B9产吲哚乙酸(IAA)能力与对照相比显著减少2.87 mg·L~(-1),产铁载体相对含量下降17.34%。Cd胁迫浓度为0.1 mg·L~(-1)时,添加Delftia sp. B9菌液对水稻种子萌发和耐性系数有显著的促进作用。Cd胁迫下添加Delftia sp. B9菌液的处理(T3)与对照(T1)相比能显著增加两种水稻幼苗的根长、株高、叶绿素a和叶绿素b含量。添加Delftia sp.B9显著降低两种水稻幼苗根、茎、叶中Cd含量,使华润2号根、茎、叶中Cd含量分别降低63.81%、67.59%、70.84%,使深两优5814根、茎、叶中Cd含量分别降低75.95%、74.84%、80.81%。研究表明,耐镉细菌Delftia sp. B9可促进Cd胁迫下水稻种子萌发,增加水稻幼苗叶绿素含量和株高,并降低根、茎、叶中Cd含量。     

硅对镉胁迫下水稻幼苗体内镉分布规律的研究

采用溶液培养,研究不同浓度(0、30、80、130、180mg/L)的SiO2在4.0mg/LCdCl2浓度胁迫下对水稻幼苗体内镉(Cd)的分布规律。结果表明,在Cd胁迫下Si降低了水稻幼苗根、茎、叶、鞘、共质体和质外体Cd含量,其分布规律为:根茎叶茎鞘叶片,呈现出末端分布规律。说明Si促使大量的Cd累积在根中,根是Cd累积的主要部位,而茎、叶中Cd累积量较少。可见,Si可抑制水稻体内Cd由地下部分向地上部分运输,且能抑制地上部分Cd向叶片运输,并能减少Cd进入共质体。     

不同品种烟草对Cd的富集及根际有机酸的分泌特征

为探索用烟草修复Cd污染土壤的可行性,采用盆栽试验,以7种常见的烟草品种(云烟87、中烟100、粤烟96、长脖黄、K326、8326和NC628)为供试植物,研究了烟草对Cd的富集能力及根际有机酸的分泌特征。结果表明:Cd胁迫下,"长脖黄"根、茎、叶生物量均最高;"云烟87"叶Cd含量最高,为64.67 mg·kg~(-1),"长脖黄"茎Cd含量最高,为27.1 mg·kg~(-1),"8326"根Cd含量最高,为23.75 mg·kg~(-1);从Cd贮存部位看,不同烟草品种均为叶茎根;从去除率看,"长脖黄"对Cd的去除率最高,达3.48%。通过高效液相色谱法分析根际土壤有机酸含量发现,Cd胁迫下7种烟草主要分泌草酸。因此,烟草有望被用于土壤重金属污染的实际修复,其中"长脖黄"最具优势。     

硅对镉胁迫下水稻幼苗培养液指标及其生物量的影响

通过溶液培养,研究不同浓度Si(0、30、80、130、180 mg·L-1SiO2)在4.0 mg·L-1Cd2 浓度胁迫下对水稻幼苗培养液中的Si、Cd含量、pH值及其下降值、根系细胞K 外流量和根、茎叶干重的影响.结果表明,大量的Si可通过在水稻体外(培养液中)与Cd相结合,形成了Si-Cd络合物,从而束缚了Cd的活性,使培养液中有效Cd含量明显下降.降低了Cd对水稻幼苗的毒性.最终抑制水稻对培养液中镉的吸收.此外,随着培养液中SiO2浓度的加入,根系细胞K 外流量极显著(P＜0.01)降低,培养液中的pH值下降,说明si可以减轻Cd对水稻根系细胞质膜的伤害,使细胞质膜透性下降,从而保护了水稻细胞膜不受Cd的破坏.进而增加了水稻幼苗根、茎、叶的生物量.     

不同富营养化程度水体对枫杨幼苗的生长及抗氧化酶的影响

为探讨水体富营养化对枫杨(Pterocarya stenoptera)的胁迫作用,通过水培试验,研究一年生枫杨幼苗在总氮和总磷分别为2 mg·L~(-1)和0.4 mg·L~(-1)(轻度,记为C1);20 mg·L~(-1)和8 mg·L~(-1)(中轻度,记为C2);40 mg·L~(-1)和15 mg·L~(-1)(中度,记为C3);80 mg·L~(-1)和25 mg·L~(-1)(重度,记为C4)的模拟富营养化水体中的生长状况、根茎叶中TN、TP的含量,以及枫杨叶片中SOD和POD的活性。结果表明,富营养化水体处理的枫杨的株高、基径、生物量的值均大于对照处理的值;随着氮磷浓度的增加,枫杨幼苗叶中的TN和TP浓度均呈上升的趋势,且处理间差异显著(P0.05),而根和茎的氮磷浓度则呈现先上升后下降的趋势,C3处理中最大,分别为(根:16.49 g·kg~(-1),2.18 g·kg~(-1);茎:11.14 g·kg~(-1),1.27 g·kg~(-1))。不同氮磷水平处理的枫杨叶片中的SOD和POD活性存在一定的差异,其中C4处理的叶片SOD活性显著低于C1,C2和C3处理(P0.05),而POD的活性则表现为C3处理最高,达5214g·U~(-1),显著高于C1和C4处理(P0.05)。研究结果有利于了解枫杨在不同富营养化程度水体的生长状况,为深入探究枫杨在富营养化水体中的去污机理提供参考。     

硅对镉胁迫下水稻幼苗营养器官外部形态与镉累积量的影响

本试验采用溶液培养,研究不同浓度的Si(0、30、80、130、180 mg/L SiO2)在4.0 mg/L CdCl2浓度胁迫下对水稻幼苗叶脉、叶色、根系及水稻幼苗地上部分和地下部分Cd累积量和生物量的影响.结果表明:在Cd胁迫下Si使水稻幼苗根、茎、叶受Cd毒害状况逐渐减弱,在80～130 mg/L的SiO2浓度范围内,其中毒症状轻微或未出现中毒症状;随着SiO2的加入,地上部分和地下部分Cd的累积量均比加Cd而不加Si时低;在水稻幼苗营养器官中Cd的累积量为:根> >茎叶＞茎鞘＞叶片;在茎叶的Cd累积量中,90%以上的Cd累积在茎鞘中;且在培养液中已有大量的Si和Cd形成了Si-Cd络合物,从而在体外降低了Cd的活性.     

不同玉米(Zea mays)品种对镉锌积累与转运的差异研究

选取20个玉米(Zea mays)品种作试验材料,通过田间试验研究了镉-锌(Cd-Zn)复合胁迫下玉米的生长发育及其积累和转运Cd、Zn的差异,以期筛选出Cd、Zn低积累的玉米品种。结果表明,Cd-Zn复合胁迫下,玉米的株高、叶面积、生物量、产量以及玉米根、茎叶和籽粒中Cd、Zn含量在品种间均表现出显著差异。有2个品种籽粒的Cd含量超过国家食品卫生标准(≤0.2 mg·kg-1),13个品种茎叶的Cd含量超过国家饲料卫生标准(≤0.5 mg·kg-1),所有品种籽粒和茎叶的Zn含量均符合国家食品卫生标准(≤50mg·kg-1);有7个品种的Cd富集系数1,13个品种茎叶转运系数1,所有品种籽粒转运系数均1;20个玉米品种Zn的富集系数均1,有18个品种茎叶转运系数1,6个品种籽粒转运系数1。根据玉米生物量、产量、籽粒Cd和Zn含量、富集系数、转运系数等指标进行评价,认为红单6号、红育1号、云优78、平单2号、屏单2号5个品种可作为Cd低积累玉米品种,雅玉98可作为Zn低积累玉米品种,可分别在个旧地区Cd、Zn中、轻度污染土壤上推广种植。     

Pb胁迫对红椿（Toona ciliata Roem）生长发育及Pb富集特性的影响

采用盆栽试验研究了酸性紫色土、钙质紫色土和冲积土上生长的一年生红椿实生苗暴露在不同浓度Pb胁迫(O、200、450mg·kg-1和2 000 mg·kg-1)条件下的叶长、叶面积、生物量、各器官Pb含量特征和富集程度,并分析了红椿对Pb污染的耐性和转移效率.3种土壤下红椿都能生长,但相同浓度Pb胁迫下其在钙质紫色土中生长状况最佳,在冲积土中生长状况最差.随Pb浓度增大红椿叶片生长受到明显抑制,当土壤中Pb浓度在2 000 mg· kg-1时,其叶长和叶面积与对照差异极显著(P＜O.01);Pb胁迫使得红椿根茎比发生明显的变化,还加大其叶的凋落程度,同时整株生物量随着Pb胁迫浓度的增大呈极显著降低趋势(P＜0.01),但在土壤Pb浓度最大时其生物量仍达到对照的81.47％以上.红椿体内Pb含量与土壤Pb浓度成正相关(P＜0.01),其6个器官中细根Pb含量最高,粗根次之,而地上部分的Pb含量较低且差异不大.红椿耐性指数值在0.67～1.06之间,表现为随Pb胁迫浓度增大,其耐性呈下降趋势.红椿富集系数与转移系数都较小且小于0.3.这些结果表明,红椿能在Pb污染较严重的土壤中较好的生存,可作为Pb污染区域潜在的土壤修复树种.     

不同水稻品种中镉及微量元素含量的差异分析

采用盆栽试验,以沈阳农业大学水稻所提供的10个水稻品种为供试作物,在土壤外源添加Cd为2.5,10mg.kg-1,以不添加Cd为对照的条件下,根据方差分析和聚类分析筛选出低镉和高镉积累水稻品种,分析水稻根、茎叶、糙米中Cd含量与Cu,Fe,Mn,P,Si,Zn的相关关系。在Cd添加2.5mg.kg-1的条件下,研究低Cd和高Cd积累水稻品种中Cu,Fe,Mn,P,Si,Zn含量差异。结果表明:供试的10个水稻品种中,品种4和品种5属于低镉积累,品种9属于高镉积累,在Cd添加浓度为2.5mg.kg-1和10mg.kg-1时,2个水稻品种糙米中Cd含量分别相差0.79mg.kg-1和2.61mg.kg-1。水稻根系中Cd与Mn有协同作用,茎叶中Cd与Mn、P有协同作用,糙米中Cd与P有拮抗作用。减少水稻对Mn的吸收量可以降低根系对Cd的吸收,适当增加P的使用量有利于降低糙米中Cd含量。     

水肥耦合效应对栓皮栎苗木生长的影响

  目的  探讨栓皮栎Quercus variabilis当年生苗木的苗高、地径、单株叶面积、根干质量、生物量积累对水肥耦合的响应规律，并确立最佳的灌溉施肥组合。  方法  采用4因素5水平二次回归通用旋转组合设计(RCCD)，建立各指标与土壤含水率、施氮量、施磷量和施钾量回归模型，分析各因子的主效应、单因素和耦合效应对生长的影响。  结果  ①对苗高、地径、单株叶面积、根干质量、生物量的方差分析表明，各指标的不同处理间存在显著差异(P＜0.05)，处理8、处理16、处理18苗木生长情况较好。②模型检验结果表明:土壤含水率和施氮量对5个指标均有显著正效应，施磷量对地径无显著效应，施钾量对各指标均无显著效应，主效应从大到小依次为土壤含水率、施氮量、施磷量和施钾量。③单因素效应表明:各指标随着施肥量的增加均呈现出类似“抛物线”的变化趋势，生长速率随着土壤含水率的增加而增加，到一定程度时速率减缓。④耦合效应表明:土壤含水率×施氮量对苗高、生物量、叶面积、根干质量有显著正效应，土壤含水率×施磷量对苗高、地径、根干质量、生物量有显著正效应，土壤含水率×施钾量对生物量有显著正效应，施氮量×施磷量对叶面积、根干质量、生物量有显著正效应，施氮量×施钾量对地径有显著负效应，水肥间的耦合效应大于肥料间的耦合效应。  结论  栓皮栎苗期水肥需求量从大到小依次为土壤含水率、施氮量、施磷量和施钾量，适宜的水分和施肥配比可促进苗木生长。高水、高氮、高磷、低钾条件下苗木生长情况更好。水肥调控的最佳组合为:土壤含水率为田间最大持水量的79%，氮、磷、钾用量分别为215.3、46.0、18.1 mg·株?1，苗木的苗高可达到45.14 cm，地径达到4.40 mm，根干质量达到6.30 g，生物量达到11.70 g，单株叶面积可达460.83 cm2。图3表2参30     

Cd胁迫对类芦生长及酶活性的影响

以类芦为材料,测定不同Cd胁迫浓度下类芦相关形态生理指标,探讨类芦在Cd污染矿区正常生长的响应机制。结果表明:低Cd浓度处理对类芦分蘖数、叶片数、株高、最大叶长有一定促进作用,随Cd浓度的增加,抑制作用逐渐增强;Cd胁迫对类芦根长和表面积有显著抑制作用,但对根平均直径(Cd≤100 mg·kg~(-1))和根体积(Cd≤50 mg·kg~(-1))有显著促进作用;Cd胁迫下类芦抗氧化酶活性下降,MDA含量升高,根系和地上部分生物量等指标均逐渐减小,阻碍了类芦的生长;不同Cd浓度胁迫下类芦根系及地上部分Cd含量逐渐增加,且转运系数大于1,对Cd具有一定富集能力。研究表明,Cd胁迫会抑制抗氧化酶活性等阻碍类芦正常生长,类芦通过调整生长格局、提高根系平均直径和表面积、刺激地上部分富集转运能力来适应Cd胁迫。     

青葙对镉的超富集特征及累积动态研究

通过盆栽试验,研究了青葙(Celosia argentea Linn.)在0(对照)、1、5、10、15、20、25 mg·kg~(-1)七个浓度下对土壤Cd的耐受和富集特征,评价了青葙对CdCl_2、CdSO_4、CdCO_3、Cd(OH)_2、Cd S、Cd O和Cd(NO_3)_2等形态Cd的富集能力,并在Cd污染的水稻田土壤中测试了青葙体内Cd的动态累积过程。结果表明,青葙对Cd具有极强的耐受和富集能力,在土壤Cd处理浓度≤15 mg·kg~(-1)时,其生物量未出现显著下降(P0.05)。除对照外,青葙叶片Cd含量均高于100 mg·kg~(-1),并且转运系数和富集系数均大于1,符合Cd超富集植物的基本特征。实验同时发现,青葙不仅能大量富集水溶性Cd,对难溶性Cd也表现出很强的超富集能力,在外源添加Cd(OH)_2、CdS和CdO等难溶性Cd的土壤中,青葙叶片Cd含量分别达到134、102、90.20 mg·kg~(-1),表明青葙具有修复不同形态Cd污染土壤的性能。总体而言,青葙对Cd的累积量随时间增加而增大,但在第8~12周时,其地上部植株Cd的富集量增加不显著(P0.05),由此判断第8周是青葙收获的适宜时期。青葙收获期短这一特性,对于缩短修复周期,提高修复效率有重要的意义。由于青葙生长快速,具有较大的生物量,对Cd耐受和富集能力强,可以认为青葙是一种具有潜在应用价值的Cd超富集植物资源。     

施肥对巨桉幼树生长及生物固碳量的影响

桉树Eucalyptus作为世界三大速生树种之一,广泛用于营造人工林,其中巨桉Eucalyptus grandis以生长速度快和经济效益好而成为目前栽培面积最大的一种桉树。以不施肥为对照,研究不同施肥水平（含氮、五氧化二磷和氧化钾各15%的复合肥0,90,180,270 g·株^－1）下巨桉的生长及生物固碳量。结果表明：施肥90 ～ 270 g·株^－1与不施肥条件下相比,巨桉地径、冠径、树高、整株生物量和根冠比分别增加16.3% ～ 38.3%,17.1% ～ 44.5%,15.8% ～ 45.5%,21.8% ～ 59.5%和2.1% ～ 5.8%,且地径、冠径、整株生物量以及生物固碳量都显著大于不施肥处理;施肥180 g·株^－1的地径和树高与270 g·株^－1和90 g·株^－1差异均不显著,但施肥270 g·株^－1均显著高于90 g·株^－1,施肥90 g·株^－1的树高与不施肥处理间的差异不显著;各施肥水平下的冠径之间存在显著性差异。地径、冠径和树高生长速度与施肥量呈极显著正相关关系（P＜0.01）,且在7月和8月的生长速度相对较快。除施肥270 ·株^－1外,其他施肥处理的根冠比与不施肥处理差异不显著,各施肥水平的整株生物量和生物固碳量之间均存在显著性差异。说明在试验地条件下0 ～ 270 g·株^－1肥料用量范围内增加施肥量有利于促进巨桉生长,提高生物量和生物固碳量以及根冠比。这对巨桉林的科学施肥管理以及缓解全球气候变化具有重要的作用。图4参36     

镉处理对亚麻生长发育的影响及镉在亚麻体内的分布

利用添加了不同量(40、80 mg/kg)的外源镉(Cd)的土壤(有效Cd质量分数分别为17.40、51.50 mg/kg)进行亚麻盆栽试验,研究不同水平Cd处理对亚麻的出苗率、株高、茎粗、叶片数、生物量及不同器官Cd含量等的影响.结果表明:与对照相比,低质量分数Cd(40 mg/kg)提高了亚麻的出苗率,而高质量分数...     

有机无机配施对生菜生长及其Cd Pb含量的影响

为了比较等氮水平下不同有机肥及其与无机肥配施对土壤重金属的钝化效果,通过在0.2g·kg-1氮水平下单施商品有机肥、猪粪、牛粪、鸡粪和花生麸,及5种有机肥分别与无机肥(尿素+磷酸二氢钙+硫酸钾)配施(N:N=1:1)的盆栽试验,研究它们对重金属污染土壤上生菜(Lactuca sativa)生长及其Cd、Pb含量的影响。结果表明,与CK相比,有机肥可提高生菜的生物量(商品有机肥单施除外),有机肥单施时,鸡粪处理生菜的鲜重最高,配施时牛粪和鸡粪处理生菜的生物量最大。无论单施或配施,花生麸和鸡粪处理降低生菜地上部Cd含量的效果最好,且鸡粪较好地降低了生菜地上部Pb含量。牛粪和花生麸配施的Pb含量显著低于单施,猪粪和商品有机肥单施的Pb含量显著低于配施,其余单施和配施之间没有显著差异。因此,鸡粪是5种有机肥中较适合施用于重金属污染菜地土壤的有机肥。