牛繁缕对镉的积累特性研究

以牛繁缕为试材,采用盆栽试验研究其在不同镉浓度条件下的镉积累特性。结果表明:牛繁缕根系生物量、地上土壤部分生物量和总生物量均随土壤镉浓度的升高而降低。在土壤镉浓度小于100 mg kg-1时,牛繁缕的抗性系数均大于0.5;当土壤镉浓度为25 mg kg-1时,抗性系数最大,为0.931。在不同镉浓度条件下,牛繁缕光合色素的合成会受到一定程度的抑制,叶绿素b、类胡萝卜素和叶绿素总量均随镉污染浓度的增加而逐渐降低,但叶绿素a和a/b值则表现为波动变化的趋势。随土壤镉浓度的增加,牛繁缕根系及地上部分镉含量呈增加的趋势;当土壤镉浓度为100 mg kg-1时,牛繁缕地上部分镉含量为118.94 mg kg-1,大于镉超富集植物临界值(100 mg kg-1)。牛繁缕根系和地上部分富集系数均大于1,但转运系数小于1。牛繁缕根系、地上部分和整株的镉积累量最大分别能达到449.05、126.07、532.83μg plant-1,生物富集量系数及转运量系数均随土壤镉浓度的增加而降低。在土壤镉浓度不高于75 mg kg-1时,牛繁缕生物富集量系数大于1 g plant-1,但各个镉处理下的转运量系数均小于1。由此可见,牛繁缕是一种镉富集植物,具有较强的镉富集能力,可用于镉污染农田的修复。     

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。     

镉胁迫下磷供应对芥菜生长和镉吸收的影响

采用土培和水培试验,研究了镉胁迫下磷供应对芥菜生长和镉吸收的影响。土培试验表明:施磷可以提高镉胁迫下小叶芥菜和雪里蕻种子的发芽率,提高小叶芥菜的生物量,而对雪里蕻生物量影响不大;施磷可以减少土壤中有效态镉含量,明显降低植株体内镉含量;植株体内的全磷含量随外加磷浓度的提高而显著增加。水培结果表明:镉胁迫下,磷供应对雪里蕻植株生物量影响不大;随着磷供应水平的增加,植株体内的全磷含量明显增加,但植株地上部镉、锌、钙、镁、锰等元素的含量明显降低。     

镉胁迫对白车轴草生长、镉含量及养分分配的影响

为了解镉(Cd)胁迫对白车轴草(Tritolium repens L.)生长发育以及养分的吸收、累积与分配的影响,采用盆栽试验,研究了不同浓度镉处理下白车轴草幼苗的生长、生物量及碳(C)、氮(N)、磷(P)和钾(K)的积累与分配特征。结果表明:随镉胁迫浓度增加,植株幼苗叶面积、主根长、侧根数、侧根长及地上部高先升高后降低,叶柄长明显降低;而根、茎、叶中镉含量逐渐升高,且根系大于茎叶。同时,植物各器官生物量生产及C、N、P和K积累量均表现出随镉添加量的增加而先升高后降低,高浓度镉胁迫处理(50.00、100.00和200.00 mg·kg-1)明显抑制植株生物量生产以及C、N、P和K的积累,显著改变了生物量及其C、N、P和K积累量的分配格局,但低浓度镉处理(12.50mg·kg-1)却无明显影响。一定浓度的镉胁迫处理(12.50和25.00 mg·kg-1)降低植株N、P、K的利用效率,但高浓度镉处理(200.00 mg·kg-1)则提高植株N、P、K的利用效率。本研究为城市园林绿化及镉污染土壤的修复提供了应用潜力,同时也为牧草的安全评估提供了科学借鉴。     

镉、硒处理对碎米荠生长和生理特性的影响研究

通过水培法研究不同浓度镉、硒离子溶液处理对碎米荠(Cardamine Flexuosa)生长和生理特性的影响。结果表明:高浓度镉、硒溶液使碎米荠植株地上部分鲜重、株高、根长、叶片大小等生物量明显下降,低浓度镉、硒能促进植株地上部分生物量的增加。随着镉、硒浓度的增加,植株的叶绿素a、b及类胡萝卜素含量整体呈显著降低趋势;其中在5、10μmol L~(-1)浓度硒处理时,植株叶片中类胡萝卜素含量显著高于对照组。与对照相比,镉处理时植株叶片中叶绿素a/b值降低,类胡萝卜素占总光合色素含量的比值无明显变化;硒处理下,叶绿素a/b值无明显变化规律,类胡萝卜素占比呈上升趋势。在镉处理下,碎米荠植株的抗氧化酶系统中CAT和POD活性显著升高,SOD活性则呈先降低后升高的趋势;在硒处理下,SOD总体呈不断升高的趋势,CAT总体呈先降低后升高的趋势(15μmol L-1处理除外),POD则总体呈先升高后降低的趋势;镉、硒浓度相同时,植株体内抗氧化酶对硒处理敏感性更强,变化幅度大于镉处理。     

土壤镉污染对卷丹百合生长和镉分布的影响

为探究卷丹百合对镉污染的响应,开展不同镉浓度梯度(2.5、3、3.5、4 mg·kg-1)的盆栽试验,研究了不同浓度镉污染卷丹百合种球萌发、生长速率、生物量积累、生理响应和各器官镉含量的影响,分析了镉分布规律及各器官镉含量与土壤镉浓度的关系。结果表明:(1)C4(4 mg·kg-1)镉浓度显著降低卷丹百合发芽率、发芽势、生长速率,C2(3 mg·kg-1)、C3(3.5 mg·kg-1)镉浓度分别增加了百合鳞茎生物量的13.84% 和38.96%。(2)随土壤镉浓度增加,丙二醛(MDA)的含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性呈先升后降再升趋势,过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性随镉浓度的增加呈先增后降趋势,C4 浓度对SOD、CAT 和POD 具有抑制作用,对MDA 的含量有促进作用。(3)各器官镉含量随土壤镉浓度的增加而增加,同一镉污染下,镉分布规律为地上茎> 叶>花> 根> 鳞茎;与对照相比,各器官镉富集系数均显著下降,地下部转运系数显著上升,而地上部各器官转运系数呈下降趋势。(4)土壤镉含量与卷丹百合各器官都具有极显著正相关性,且土壤镉与鳞茎镉含量的相关性最高。综上所述,卷丹百合耐镉性能较好;卷丹百合通过调节生理特性、生物量以及镉富集和转运能力等方式来降低土壤镉污染的危害;鉴于土壤与鳞茎镉含量具有最高的正相关性,控制土壤镉浓度是降低鳞茎镉含量,保证安全生产的重要措施。     

杂交苏丹草镉的吸收与分布规律研究

随着土壤中添加镉量的增加,杂交苏丹草的株高明显降低,生物量显著下降。镉添加量为40mg kg土的处理,杂交苏丹草株高和地上部的生物量分别只有对照的48%和8.4%。不加镉的对照,杂交苏丹草根、茎、叶的含镉量分别为3.2,2.7,3.2μg g-1,各部位含镉量没有显著差异;而在添加镉的土壤中,则呈现出根>茎>叶的变化规律;土壤添加镉的量越大,杂交苏丹草各部位含镉量越高,当镉添加量为40mg kg-1土时,根、茎、叶的含镉量分别为451.9,132.5,79.4μg g-1。杂交苏丹草植株中镉含量与土壤中镉的添加量呈现为显著的直线正相关,镉的累积量呈现为先上升后下降的规律。     

花卉植物硫华菊的镉积累特性研究

为从花卉中筛选镉超富集植物用于镉污染土壤的修复,采用土壤高浓度镉污染法从5种花卉植物中筛选出具有镉富集植物基本特征的花卉植物硫华菊,并通过盆栽试验和小区试验,进一步研究硫华菊的镉积累特性。结果表明:随土壤镉浓度的增加,硫华菊的生物量、光合色素含量及可溶性蛋白含量均呈先增后降的趋势,SOD活性、POD活性呈增加的趋势,但CAT活性则呈降低的趋势。镉在硫华菊各个器官中的分布大小顺序为:根系茎秆地上部分叶片。硫华菊根系、茎秆、叶片及地上部镉含量随土壤镉浓度的增加呈增加的趋势,且在土壤镉浓度大于10mg/kg时,硫华菊地上部分镉含量均超过镉超富集植物临界值(100mg/kg)。不同浓度镉处理的硫华菊地上部分镉富集系数(BCF)均大于1,但转运系数(TF)均小于1。硫华菊根系、茎秆、叶片及地上部分镉积累量随土壤镉浓度的增加均呈先增后降的趋势,地上部分镉积累量最大值为479.34μg/株(土壤镉浓度为100mg/kg)。小区试验研究表明,在土壤镉浓度为2.04~2.89mg/kg时,硫华菊地上部分镉积累量为4.54~5.60mg/m~2。因此,硫华菊是一种镉富集植物,且修复能力较强,可有效地修复镉污染土壤。     

砷胁迫条件下接种丛枝菌根真菌对番茄生长和磷吸收的影响

采用盆栽法研究了砷(As)污染条件下(As 0,50,100和200 mg·kg-14个水平)丛枝菌根真菌(AMF)接种对全生育期番茄植株生长及其磷(P)营养的影响。试验中各接种处理均成功侵染,侵染率在11.79%~34.36%之间。砷胁迫显著影响番茄植株的生物量,植株生长过程中各个时期地上部和根系干重均随As添加水平的升高而显著下降。本试验同时发现As 50 mg·kg-1是不接种番茄植株忍受砷毒害的上限,而接种丛枝菌根真菌后,番茄忍受砷毒害的上限上调到100 mg·kg-1;但200 mg·kg-1已达番茄忍受砷毒害的极限。基质中添加砷对番茄植株不同生长时期地上部和根部磷含量有显著影响。除开花期地上部与其不接种处理根部磷含量外,幼苗期和坐果期植株地上部磷含量与根部磷含量均随着砷添加量的增加而呈大致递增趋势。番茄植株生长的各个时期(幼苗期、开花期和坐果期)地上部和根部磷吸收量随砷添加水平的增加呈明显下降趋势。砷污染条件下,接种丛枝菌根在一定程度上促进了植株生长及其对磷的吸收,缓解了砷对植株生长的胁迫。     

无瓣蔊菜对镉的积累特性研究

为从农田杂草中筛选出镉超富集植物用于镉污染农田的修复,本研究以无瓣蔊菜为试验材料,通过模拟不同浓度镉胁迫条件,探究不同镉浓度处理对无瓣蔊菜生长量、光合色素含量以及镉富集特性的影响,揭示无瓣蔊菜对镉污染土壤的修复能力。结果表明,随着土壤镉浓度的增加,无瓣蔊菜的生长受到抑制但无毒害症状,当土壤镉浓度≤75 mg·kg-1时,无瓣蔊菜的叶绿素含量有所降低,但与对照间无显著性差异;当土壤镉浓度达到75 mg·kg-1时,无瓣蔊菜地上部分镉含量为112.77 mg·kg-1,根系镉含量为69.87 mg·kg-1,且植株根系和地上部分对镉的富集系数(BCF)和转运系数(TF)均大于1,说明无瓣蔊菜是一种镉富集植物。转运量系数(TAF)以及镉积累量与土壤镉浓度的回归分析表明,镉在无瓣蔊菜中的分布规律为地上部分根系。当土壤镉浓度≤50mg·kg-1时,镉元素从根系到地上部分的转运能力增强,有利于无瓣蔊菜富集镉。综上所述,无瓣蔊菜对镉有很强的耐性,可吸收土壤中的镉,并转运积累到地上部分,收获后将其迁移出土壤,以达到修复镉污染的目的。无瓣蔊菜适用于镉污染浓度在75 mg·kg-1以内的农田修复。本研究为筛选优良超镉富集植物材料提供了相关的科学依据。     

土壤中铅锰复合污染对烟草生长及其吸收铅和锰的影响

采用盆栽试验方法研究Pb与Mn复合污染对烟草生长及其吸收积累Pb、Mn的影响,以便弄清在Pb与Mn复合污染条件下烟草的生长情况.试验结果表明:Pb与Mn复合污染可影响烟草的生长发育,在土壤中Pb浓度(500 mg/kg)不变的情况下,随着土壤中Mn浓度的提高,烟草株高、根长、根系和茎叶的干重不断减少,当土壤中Mn浓度达到2500 mg/kg时,烟草的株高、根长和烟草的产量减少分别达到极显著水平(p＜0.01).Pb与Mn复合污染也影响烟草对Pb和Mn的吸收与积累,当土壤中Pb浓度不变时,随着土壤中Mn浓度的增加,烟草各部分中Pb含量和Mn含量都在不断的提高.此外,Mn可促进烟草对Pb的吸收与积累.     

镉胁迫下生物炭与锌/钾叶面肥促进烟草生长降低镉富集的协同效应

[目的]生物炭和叶面肥在单独调控重金属胁迫条件下植物生长及重金属离子吸收方面的应用价值已被一些研究证实,然而它们在土壤重金属镉污染修复中的耦合效应及其机制尚不十分清楚。烟草为镉易富集植物,研究生物炭和锌/钾叶面肥单施或联合施用对烟草生长和镉富集特性的影响,为镉污染土壤的修复及烟草安全生产提供理论依据。[方法]采用盆栽模拟轻度土壤镉污染胁迫试验,供试烟草品种为‘中烟100’。设置6个试验处理:对照(CK)、土施生物炭20 g/kg(B)、喷施0.5%ZnSO4叶面肥(Zn)、喷施0.5%KH2PO4叶面肥(K)、生物炭+喷施ZnSO4叶面肥(B+Zn)、生物炭+喷施KH2PO4叶面肥(B+K),每个处理重复8次。将烟草分割为根、茎、下部叶(从下到上1~5片)、中部叶(6~10片)、上部叶(11~15片)5部分。测定株高、生物量、丙二醛含量(MAD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性、烟株各部位的镉含量,计算了镉富集和转运系数,分析了土壤中镉形态的变化。[结果]1)单独施用叶面肥较单独施用生物炭更有利于增强镉胁迫下叶片的抗氧化性能,促进烟株生长。与B处理相比,Zn和K处理的MDA含量分别降低12.8%和15.1%,POD活性分别增加32.2%和29.9%,CAT活性分别增加25.5%和18.2%(P<0.05),Zn和K两处理之间的抗氧化酶活性无显著差异(P>0.05)。单独施用生物炭较单独施用叶面肥更有利于降低土壤中镉的生物有效性。与Zn和K处理相比,B处理的土壤弱酸提取态镉含量分别降低19.0%和19.3%,可还原态镉含量分别降低22.3%和23.9%(P<0.05)。单独喷施叶面肥对土壤镉形态无显著影响(P>0.05)。2)生物炭和叶面肥配施具有叠加效应,且B+Zn处理对促进镉胁迫下烟株生长和减少烟株镉吸收方面效果大于B+K处理。与CK、B、Zn处理相比,B+Zn处理的株高分别增加52.8%、25.9%和11.8%,地上干重分别增加146%、89.1%和45.3%,SOD活性分别增加29.8%、19.7%和11.0%,POD活性分别增加94.0%、64.1%和24.1%,CAT活性分别增加183.8%、90.9%和52.2%,烟株根镉含量分别减少53.9%、25.2%和31.6%,茎镉含量分别减少74.5%、53.9%和63.7%,上部叶镉含量分别减少63.1%、18.8%和40.1%,中部叶镉含量分别减少63.6%、27.7%和35.3%,下部叶镉含量分别减少63.8%、34.1%和46.9%,烟株镉生物富集系数分别降低64.4%、31.0%和48.4%,镉生物转运系数分别降低33.3%、20.2%和28.5%,土壤中弱酸提取态镉含量分别降低19.5%、7.5%和19.0%,土壤中还原态镉含量分别降低22.9%、2.0%和20.8%,土壤中可氧化态镉含量分别增加62.5%、5.6%和54.6%,土壤中残渣态镉含量分别增加206.9%、10.7%和174.7%。与B+K处理相比,B+Zn处理的烟株地上干重增加18.3%,上部叶、中部叶、下部叶镉含量分别减少8.4%、13.9%和16.9%,镉生物富集系数和转运系数分别降低20.8%和8.5%。[结论]在镉污染胁迫下,土施生物炭可以降低土壤中镉的生物有效性,减少烟草的吸收。叶面喷施锌、钾肥可以提高烟草植株的抗氧化性能,促进烟株生长。生物炭配合叶面肥具有明显的协同作用,降低烟草中镉的运转系数和富集系数的效果显著高于锌/钾叶面肥单独施用。在本试验条件下,生物炭配合喷施硫酸锌的效果好于生物炭配合喷施磷酸二氢钾,可作为提高烟草生产安全及土壤镉污染修复的一项有效措施。     

PAEs对烟草生长及其在土壤—烟草系统的累积特征

盆栽试验条件下,通过外源添加DBP/DEHP制成0,20,50,100,200 mg/kg的浓度梯度,来研究PAEs对烟草生长的影响及其在土壤-烟草系统的累积特征。结果表明:外源DBP/DEHP的添加对烟草地上部生物量和茎粗无显著影响,烟草株高随外源DBP/DEHP浓度的增加呈现不同的变化趋势,其中黄棕壤烟草株高显著降低,红壤的显著增加,而黄壤的无变化;黄壤根系活力随外源DBP/DEHP浓度先增高后降低,而黄棕壤和红壤的无显著变化。DBP/DEHP浓度对部分烟草抗氧化酶活性有显著影响,而对土壤的脱氢酶和和脲酶活性基本无影响。随外源PAEs浓度的增加,土壤中DBP/DEHP含量均呈现上升的趋势,以黄棕壤DBP含量增加幅度最大,添加200 mg/kg DBP时是CK(外源不添加DBP/DEHP)的3.56倍;黄棕壤和红壤DEHP浓度大幅增加,黄棕壤和红壤添加200 mg/kg DEHP时分别是CK的27.47,27.34倍。相比于CK大多数烟叶中和根系中DBP/DEHP有不同程度的提升。随外源DBP/DEHP浓度的增加,会在一定程度上促进土壤和烟叶DBP/DEHP的积累。     

头花蓼对重金属Cd的吸收特性与累积规律初探

以野生地被植物头花蓼为试验材料,采用温室盆栽法,对重金属Cd在该植物体内的吸收、累积分布以及迁移特性进行了初步研究。结果表明,Cd对头花蓼生长未造成显著影响,甚至低浓度（≤5mg.kg-1）Cd具有一定的生长促进作用,表现为植物的生物量增加。当Cd处理浓度达到50mg.kg-1时,植物的生物量虽有所降低,但与对照相比并无显著差异。植株不同部位对Cd的积累具有分异特性,地下部根系的累积量最大,叶次之,茎最小,且随处理浓度的增加而增加,在Cd处理浓度为50mg.kg-1时均达到最大值,分别为182.69、31.49mg.kg-1和10.34mg.kg-1。植株对Cd富集系数和转移系数分别为0.46～1.55和0.14～0.67,且地上部对Cd的最大迁移总量高达100.09μg.plant-1。说明头花蓼对修复Cd污染土壤具有一定的潜力,是一种修复Cd污染较好的景观地被植物种质资源。     

Bioavailability of Cd and Zn in soils treated with biochars derived from tobacco stalk and dead pigs

Purpose

Previous studies show that application of biochar can reduce the bioavailability of heavy metals in soil. A plant growth experiment was carried out to evaluate the effect of tobacco stalk- and dead pig-derived biochars on the extractability and redistribution of cadmium (Cd) and zinc (Zn) in contaminated soil, and the impact on tobacco (Nicotiana tabacum L.) plant growth.

Materials and methods

The top 20 cm of a soil contaminated with Cd and Zn was used in this study. Biochars derived from tobacco stalk and dead pig were applied to the soil at four application rates (0, 1, 2.5, and 5 %), and tobacco plants were grown. After 80-days growth, the pH, electrical conductivity (EC), CaCl₂-extractable heavy metals and fractions of heavy metals in soil samples, as well as the plant biomass and the concentrations of heavy metals in the plant were determined.

Results and discussion

The plant growth experiment demonstrated that tobacco stalk biochar and dead pig biochar significantly (P?<?0.05) increased the pH, but had no significant effect on the electrical conductivity (EC) of the soil. The CaCl₂-extractable Cd and Zn content decreased as the application rates increased. The concentration of extractable Cd and Zn decreased by 64.2 and 94.9 %, respectively, for the tobacco stalk biochar treatment, and 45.8 and 61.8 %, respectively, for the dead pig biochar treatment at 5 % application rate. After biochar addition, the exchangeable Cd was mainly transformed to fractions bound to carbonates and Fe-Mn oxides, while the Zn was immobilized mainly in the fraction bound to Fe-Mn oxides. Tobacco stalk biochar increased the tobacco plant biomass by 30.3 and 36.2 % for shoot and root, respectively at the 5 % application rate. Dead pig biochar increased the tobacco plant biomass by 43.5 and 40.9 % for shoot and root, respectively, at the 2.5 % application rate. Both biochars significantly (P?<?0.05) decreased the Cd and Zn accumulation by tobacco plant.

Conclusions

As a soil amendment, tobacco stalk biochar was more effective at removing Cd, whereas dead pig biochar was more effective at removing Zn, and a higher application rate was more effective than a lower application rate. Overall, biochar derived from tobacco stalk was more effective, than dead pig biochar, at remediating soil contaminated with Cd and Zn, as well as promoting tobacco growth.

     

The significant contribution of mycorrhizal fungi and earthworms to maize protection and phytoremediation in Cd-polluted soils

Mycorrhizal fungi and earthworms can individually or interactively influence plant growth and heavy metal uptake. The influence of earthworms and arbuscular mycorrhizal (AM) fungi either alone or in combination on maize (Zea mays L.) growth and cadmium (Cd) uptake was investigated in a calcareous soil artificially spiked with Cd. Soils were contaminated with Cd (10 and 20 mg Cd kg⁻¹), inoculated or un-inoculated with the epigeic earthworm Lumbricus rubellus and two AM fungal species (Rhizophagus irregularis and Funneliformis mosseae) for two months of growth under greenhouse conditions. Generally, earthworms alone increased both shoot P uptake and biomass but decreased shoot Cd concentration and root Cd uptake. AM fungi individually often increased total maize P uptake, declined shoot Cd concentration, and consequently produced higher total biomass. However, R. irregularis enhanced shoot Cd uptake at low Cd level and root Cd uptake at high Cd level. In plants inoculated with F. mosseae species, earthworms increased shoot biomass and Cd uptake, decreased root biomass and Cd uptake at all Cd levels, and increased shoot Cd concentration at low Cd level. In plants colonized by R. irregularis species, however, earthworm addition decreased maize biomass only at high Cd level and root Cd concentration and total maize Cd uptake at both Cd levels. Earthworm activity decreased Cd transfer from the soil to maize roots at low Cd level, but this was counterbalanced in the presence of F. mosseae. Mycorrhizal symbiosis significantly reduced the transfer of Cd from roots to shoots, independence of earthworm effect. Overall, it is concluded that L. rubellus and AM fungi, in particular F. mosseae isolate, improved maize tolerance to Cd toxicity both individually and interactively by increasing plant growth and P nutrition, and restricting Cd transfer to the aboveground biomass. Consequently, the single and interactive effects of the two soil organisms might potentially be important not only in protecting maize plants against Cd toxicity, but also in Cd phytostabilization in soils polluted by this highly toxic metal.     

Cadmium Uptake by Lettuce in Fields Treated with Cadmium‐Spiked Phosphorus Fertilizers

The rate of cadmium (Cd) uptake by lettuce (Lactuca savita var. longifolia) over an entire growing season was investigated in a field treated with phosphorus (P) fertilizers spiked to different Cd levels. Romaine lettuce was planted following the standard cultivation practices. Over the growing period, soil and plant samples were taken to determine the total soil Cd content, Cd concentration of 1:0.5 (soil‐to‐water) extracts, and Cd content of plant tissue. Results indicated that lettuce can accumulate as much as 20 mg Cd per kilogram dry biomass without adverse effects on growth. The Cd content in the plant tissues decreased exponentially with time, indicating a dilution factor existing along with the plant growth. The plant uptake rate on a per‐unit‐area basis increased over time and can be simulated by a sigmoid pattern model. The plant uptake coefficient (α, L solution kg biomass^?1 day^?1) decreased as the Cd treatment level increased.     

镉胁迫对荻生长、镉富集和土壤酶活性的影响

采用盆栽土培法,从播种开始培育132d后,研究0,3,6,9mg/kg镉胁迫对荻的生长、镉富集与分布和土壤酶活性的影响。结果表明:荻耐性指数随处理浓度的增加先上升后下降,镉浓度≤6mg/kg时,促进荻生长,镉浓度为9mg/kg时,抑制荻生长。叶绿素、丙二醛和可溶性糖含量均随处理浓度的增加先升高后降低,在镉浓度为6mg/kg时达到最大值;类胡萝卜素含量为先降低后升高,在6mg/kg时达最小值。荻根部铜、锌和铁含量均随处理浓度的增加而升高,地上部铜和铁含量先降低后升高,而锌含量持续降低。根部和地上部镉含量随镉处理浓度增加呈线性增加趋势,且根部镉含量均高于地上部;不同浓度镉处理荻根部富集系数均大于1,但地上部富集系数和转运系数均小于1;根部镉积累量随处理浓度的增加先升高后降低,在镉浓度为6mg/kg时达到最大值,地上部镉积累量持续升高,荻体内镉主要分布在根部。镉处理组的土壤脲酶和过氧化氢酶活性与对照相比总体无显著差异(P0.05),镉浓度为6mg/kg和9mg/kg对土壤脲酶活性有一定促进作用,但会抑制过氧化氢酶活性,根际土壤酶活性总体高于非根际土壤酶。研究表明,荻对镉有较强的耐性,且根部对镉有较强的富集能力,因此,荻在土壤镉污染稳定化修复方面具有一定的应用潜力。     

重金属Cd Zn对长穗偃麦草生理生化特性的影响及其积累能力研究

以长穗偃麦草为材料,采用土培试验方法,研究了重金属Cd、Zn单一及复合污染对长穗偃麦草的生物量、保护酶（SOD和POD）、丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）的影响,及长穗偃麦草对Cd、Zn的积累能力。结果表明,Cd、Zn单一及复合污染下,长穗偃麦草生物量随Cd和Zn浓度的升高而降低,与对照存在显著差异（P〈0.05）;Cd和Zn单一污染下,随着Cd、Zn浓度的升高,SOD、POD、MDA、Pro含量增加;Cd和Zn复合污染下,随处理质量浓度的增加,SOD呈下降趋势,POD和MDA呈增加趋势。Cd10Zn200处理下Pro含量减少,随Cd和Zn质量浓度的增加,其他复合处理下的Pro含量增加;植株根部的Cd和Zn积累量均大于地上部的积累量。综合实验结果,可初步判断长穗偃麦草能积累和忍受一定量的Cd、Zn,Cd和Zn复合污染对上述各指标的毒害效应大于同水平单元素污染的效应。长穗偃麦草根茎发达,生物量大,在生长过程中可通过生物量带走部分重金属Cd、Zn,因此长穗偃麦草具有修复重金属Cd和Zn污染土壤的潜能。