不同芥菜品种(系)对镉胁迫的响应

为了解不同芥菜品种对Cd 的响应和富集特征，为芥菜安全生产和Cd 污染土壤修复提供理论依据，通过水培镉胁迫试验，在143 个芥菜品种(系)中筛选出9 种长势较好的芥菜进行土壤盆栽试验，分析不同Cd 浓度(CK、处理1、处理2、处理3 分别为0、5、25、50 mg·kg-1)对芥菜株高、鲜重、叶绿素的影响，总结Cd 在芥菜根和地上部的分布特征。研究发现，(1)品种5 在3 个处理均未存活，其他8 个品种在处理1 均可存活，在处理2 多数品种(品种6、9 除外)可以存活，在处理3 均未存活；与CK 相比，其株高、鲜重在处理1 无显著变化，在处理2 显著下降。8 种芥菜叶绿素对Cd 的响应规律不一致，但多数品种(1、3、7、8、9)叶绿素a 有下降趋势，且处理2 与CK 相比，下降显著。(2)土壤Cd 浓度在5 mg·kg-1 以上时，8 种芥菜均可富集Cd，不能作为低Cd 吸收品种种植；其地上部Cd 富集系数均>1、转运系数均<1，Cd 的主要富集部位在根部，品种3、7、8 在处理2 时地上部Cd 含量(干重)接近100 mg·kg-1，品种2、4 在处理1、处理2 地上部Cd 提取量高于140μg·株-1。(3)8 种芥菜均不属于Cd 超积累植物，但其在土壤中Cd 浓度为5 mg·kg-1 时生物量未受影响，富集系数均>1，具备富集Cd 的能力。可选种品种2、3、4、7、8[即高9、2017442297(血经芥菜)、2017442241、澳洲清甜香油芥菜、香港甜脆竹芥]修复5 mg·kg-1 以下的Cd 污染土壤。     

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。     

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。     

镉胁迫对黄麻光合作用及隔积累的影响

为揭示镉(Cd)胁迫下黄麻的光合耐性及其对Cd的富集特征,通过土壤盆栽试验分析了Cd胁迫下黄麻的生长、光合色素、气体交换参数及对Cd富集能力的变化.结果表明,当Cd浓度≤10 mg· kg-1时,黄麻根长、株高和各器官生物量降幅较小;而当Cd浓度≥20 mg· kg-1时,根长、株高和各器官生物量降幅进一步增大.随着Cd浓度的升高,黄麻叶片光合色素含量显著降低,但却能维持较高的Chla/b值,这可能有助于黄麻对Cd的耐性.Cd胁迫使净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)显著降低,但胞间二氧化碳浓度(Ci)随Cd浓度的升高而逐渐增大,表明黄麻光合速率的下降是由非气孔限制因素引起的.随着Cd浓度的升高,黄麻各器官Cd含量和累积量逐渐增大,在浓为100 mg· kg-1Cd处理下,地上部和地下部Cd含量均达到最大值,分别为232.46 mg· kg-1和186.98 mg· kg-1.Cd胁迫下,黄麻地上部和地下部富集系数均大于1,各处理迁移系数在0.85～1.65之间,表明黄麻对Cd有较强的富集和转运能力.Cd浓度为5～ 10 mg·kg-1时,Cd提取率超过1.9％.因此,黄麻是一种潜在的修复轻、中度土壤Cd污染的植物材料.本研究结果为挖掘新的植物修复材料提供了理论依据.     

EDTA对铅污染土壤上芥菜生长及铅积累特性的影响

采用盆栽实验研究了EDTA对Pb污染土壤上芥菜生长及Pb积累特性的影响。结果表明,单独Pb处理对芥菜生物量没有明显的影响,但高Pb处理(2000mg kg-1 Pb)芥菜地上部含水量显著降低;Pb处理芥菜体内Pb含量随土壤Pb浓度的增加而明显增加,根系Pb含量高于地上部Pb含量;3mmol kg-1 EDTA处理能促进土壤Pb溶解,增加土壤有效Pb含量,影响芥菜的正常生长,芥菜地上部生物量下降,高Pb浓度处理比低Pb浓度处理更明显;EDTA处理14天芥菜地上部和根系Pb积累量都比不加EDTA的对照明显增加,地上部Pb总量增加到对照的13.1～80倍;EDTA处理芥菜地上部与根系Pb含量的比值上升,表明EDTA处理促进Pb向地上部运输,这种促进作用因土壤Pb浓度的不同而略有差异。     

施氮水平对玉米吸收和富集重金属Cd、Pb的影响

采用室内盆栽试验,研究低(N1:110kg/hm2)、中(N2:220kg/hm2)、高(N3:440kg/hm2)3水平的尿素处理对重金属Cd、Pb污染土壤中农作物玉米(Zeay mays L.)幼苗生长及吸收富集重金属Cd、Pb的影响。结果表明:中、高水平的尿素处理能促进玉米生长,玉米总生物量较对照CK(N0:0kg/hm2)显著增加31.92%~55.68%,并能显著增强玉米对重金属的吸收及转运;与CK相比,N2、N3处理的玉米Cd、Pb富集系数增加25.53%~97.51%,除N3处理的玉米Pb转运系数较CK下降8.04%外,玉米Cd、Pb转运系数同步增加13.90%~38.94%。与此相比,低水平尿素处理中玉米的生物量及重金属吸收与CK均无显著差异,N1处理玉米对重金属的吸收及转运低于N2、N3。因此,中、高水平尿素施用量对玉米生物量积累及重金属富集具有显著同步促进效应,在生产实践中应通过权衡玉米经济产量与重金属富集2大指标,通过适度调控施肥措施减少玉米对重金属的吸收,从而保障农产品安全。     

紫花苜蓿、黑麦草和狼尾草对Cu、Pb复合污染土壤修复能力的研究

随着经济和社会的发展,土壤重金属污染对粮食安全及人类的身体健康构成了巨大的威胁,而目前对于土壤重金属污染的治理主要以植物修复为主。为了寻找适宜修复Cu、Pb复合污染土壤的牧草,采用盆栽试验法,将试验的植物设置9组处理:1组对照组(CK),不添加任何重金属盐;4组单一污染,即单一Cu低(Cu1,200 mg×kg-1)、高浓度(Cu2 400 mg×kg-1),单一Pb低(Pb1 300 mg×kg-1)、高浓度(Pb2 800 mg×kg-1);4组Cu、Pb复合污染(Cu1Pb1、Cu1Pb2、Cu2Pb1、Cu_2Pb_2)。通过比较紫花苜蓿(Medicago sativa)、黑麦草(Lolium perenne)、狼尾草(Pennisetum alopecuroides)的适应能力和富集特征,研究了这3种常见牧草植物对受Cu、Pb复合污染土壤的修复效果。结果表明:1)紫花苜蓿地上部和根部生物量均在Pb1处理组时最大,显著高于其他处理组;黑麦草地上部生物量在Cu1Pb1处理组最大,根部生物量在Pb1处理组最大;狼尾草地上部生物量在Cu_2Pb_2处理组最大,根部生物量在Cu2处理组最大。2)Cu单一污染下,狼尾草抗性系数最大;Pb单一污染下,紫花苜蓿抗性系数最大;Cu-Pb复合污染下,狼尾草的抗性系数较大。高浓度Cu处理组3种牧草植物的地上部生物量、根部生物量和抗性系数均呈现:狼尾草黑麦草紫花苜蓿,且狼尾草显著大于黑麦草和紫花苜蓿。3)种植3种牧草植物后,土壤重金属Cu、Pb含量均有所降低。在一定浓度下,土壤Cu-Pb重金属间会相互促进对方在牧草植物中的吸收。4)3种牧草中紫花苜蓿地上部对Cu的富集系数在Cu_2Pb_2处理组最大,达1.61;黑麦草根部对Cu的富集系数在Cu_2Pb_2处理组最大,达3.80;3种牧草地上部和根部对Pb的富集系数只在黑麦草根部的Cu1Pb1处理组时大于1,达1.46。5)黑麦草对Pb的吸收能力较强,且主要积累在根系;紫花苜蓿对Cu-Pb复合污染综合修复效果最好。紫花苜蓿和黑麦草分别在Cu-Pb复合污染和Pb单一污染土壤中对Pb的转运系数大于1,分别为2.72和2.06,反映其对土壤中的Pb具有富集潜力。综合表明,黑麦草对重金属Pb具有较强的耐性,在Pb单一污染土壤的植物修复及尾矿废弃地的植被重建中,可优先作为选择的材料;紫花苜蓿对重金属Cu、Pb均具有较强的耐性,在重金属Cu单一或Cu-Pb复合污染土壤的植物修复及尾矿废弃地的植被重建中,可优先作为选择的材料。     

赤字爱胜蚓对土壤中镉富集的初步研究

将赤字爱胜蚓放在镉浓度分别为0、200、300、400、500、600、700mg·kg-1的土壤中培养60d后,用原子吸收分光光度计法测定镉在蚯蚓不同部位的分布、蚓粪中镉的含量。结果表明,赤字爱胜蚓对土壤中的镉具有较强的富集能力。当土壤中镉浓度为200mg·kg-1时,蚯蚓体内镉浓度为305mg·kg-1,相当于蚯蚓体重的0.03%;土壤镉浓度200～500mg·kg-1,蚯蚓对镉的富集系数在5以上;蚯蚓第XV体节后的肠道部是镉的主要吸收部位。研究结果表明,蚯蚓对于中轻度镉污染的土壤修复治理效果较为理想。     

日粮不同硒水平对公猪繁殖及精浆营养生化参数的影响

选择年龄、体重、精液质量较一致、正在使用的健康壮年长白公猪5头,采用5×5正交拉丁方试验设计,在不同阶段分别饲喂含硒量为0.05mg·kg-1(处理1)、0.15mg·kg-1(处理2)、0.25mg·kg-1(处理3)、0.35mg·kg-1(处理4)、0.45mg·kg-1(处理5)日粮,研究硒对公猪繁殖参数、精浆生殖激素、精浆营养生化参数的影响。结果表明:(1)处理1公猪精子畸形率显著高于处理4公猪精子的畸形率(P<0.05);(2)处理4公猪精浆促卵泡生成素(FSH)、睾酮(T)的浓度显著高于处理1公猪精浆FSH、T的浓度(P<0.05);(3)处理4公猪精浆的谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPx)活性显著高于处理1公猪精浆的GSHPx活性(P<0.05);(4)采精量、精子密度、精子活率、精液pH值、精浆促黄体生成素(LH)浓度、精浆尿素含量、精浆总蛋白含量,在不同处理条件下均没有显著的差异(P>0.05);(5)精子活率、精子畸形率、精浆FSH浓度、精浆LH浓度、精浆T浓度、精浆尿素的含量、精浆的GSHPx活性与日粮硒含量之间均存在着一定的规律性:即在一定范围内(0.35mg·kg-1),它们的变化随日粮硒含量的增加而增加或降低,超出该范围则降低或升高;(6)综合上述结果,长白公猪日粮硒含量以0.35mg·kg-1较为适当。     

蚯蚓对印度芥菜修复Zn、Pb污染土壤的影响

以褐土为供试土壤,分别加入不同浓度梯度Zn2+(0,100,200,400 mg kg^-1)或Pb2+(0,200,400,800 mg kg^-1)模拟土壤污染,设置添加蚯蚓与不添加蚯蚓处理,通过盆栽实验,研究蚯蚓对印度芥菜生长量和重金属吸收量的影响,旨在探讨蚯蚓在植物-土壤系统中影响重金属迁移转化的作用机理,为蚯蚓在植物修复技术的实践与完善提供理论参考。结果表明:(1)在Zn、Pb污染土壤中,蚯蚓生长率分别降低3%～24%、6%～29%;(2)蚯蚓活动可以降低土壤的pH,显著增加土壤中Zn的有效态含量;(3)蚯蚓活动显著增加了印度芥菜地上部生物量(22.6%～88.6%鲜重,31.3%～122%干重)和印度芥菜地上部Zn的浓度及Zn和Pb的吸收量。印度芥菜地上部重金属浓度和吸收量与土壤中DTPA提取态含量呈极显著正相关(P <0.01),与土壤pH呈负相关。(4)蚯蚓对重金属的活化和对植物生长的促进是解决植物修复瓶颈问题的有效手段。