不同品种大白菜苗期吸收积累镉的差异研究

利用实验室水培模拟轻度镉污染土壤研究了13个大白菜品种苗期吸收积累镉的差异。结果表明,不同品种大白菜地上部和根部的镉含量存在显著差异,其中,603大白菜地上部镉含量较低(104.7 mg kg-1),耐性指数较高,在轻度镉污染土壤上种植603大白菜有利于降低镉污染的人类健康风险。不同大白菜品种在受到Cd胁迫时,其叶绿素含量和组成均有显著差异,为耐性机理研究提供了理论依据。     

基于东亚金发藓监测土壤镉污染的生物学机理

采用对镉具有高敏感性特征的苔藓植物——东亚金发藓(Pogonatum inflexum)为材料,以不同浓度梯度镉污染基质作为胁迫条件,观测该植物在镉胁迫下的生长发育状况、镉富集能力、叶绿素含量、可溶性蛋白含量及MDA含量,并分析比较了各项指标变化特征与土壤中全镉含量及有效镉含量的相关性。结果显示,供试土壤中有效镉含量约占全镉含量的20%~40%,东亚金发藓对镉的富集能力总体较弱,其最大富集浓度值为1.627 mg kg-1,最高富集系数为63.9%,植株富集浓度与土壤有效镉含量之间的相关性高于全镉;东亚金发藓对镉污染表现出显著反应特征,植株孢子体和配子体受害症状明显,1~2 mg kg-1以上的镉胁迫(土壤有效镉含量大于0.559 mg kg-1时)即可使叶部黄化、褐变,5 mg kg-1的镉处理导致蒴柄弯折、植株枯亡;东亚金发藓叶绿素含量、可溶性蛋白含量、丙二醛(MDA)含量等生理指标变化特征受镉胁迫影响明显,且与有效镉含量呈显著相关性,适合作为东亚金发藓监测土壤镉污染及镉生物有效性的指示指标。     

干旱胁迫与正常供水钾肥影响甘薯光合特性及块根产量的差异

【目的】干旱胁迫影响甘薯叶片光合特性及块根产量,研究通过施肥缓解干旱胁迫机理可为甘薯抗旱高产栽培提供理论依据。【方法】选用食用型甘薯品种“泰中6号”为材料,以硫酸钾(K2SO4)为供试肥料,水分处理设为土壤最大持水量的60%~70%(正常供水W1)和30%~40%(干旱处理W0); 钾肥设K0、 K1、 K2、 K3四个水平,K2O用量分别为0、 12.0、 24.0和36.0 g/m2。分析不同钾肥用量对不同生长时期甘薯叶片相对含水量、 叶绿素荧光参数、 光合特性及收获期块根产量的影响。【结果】在干旱胁迫和正常灌水条件下,施钾处理均显著增加了甘薯叶面积和叶片叶绿素含量,提高净光合速率(Pn),增加光合产物的生产和积累,提高块根产量和收获指数。两种水分条件下,块根产量均以K2处理最高, 干旱胁迫下K2与K3处理差异显著,正常灌水处理不显著。两种水分条件下,甘薯叶片光合参数对钾肥的响应存在显著差异,干旱胁迫下施钾使叶片水分利用效率(WUE)增大,气孔导度(Gs)降低,气孔阻力增大,蒸腾速率(Tr)和胞间CO2浓度(Ci)降低,水分蒸腾量减少; 而正常灌水条件下上述指标对钾肥的响应趋势相反。两种水分条件下施钾均可以增大叶片相对含水量(RWC),提高实际光化学效率(ΦPSII)和最大光化学效率(Fv/Fm),但是干旱胁迫下施钾增幅较大。【结论】干旱胁迫下适量施钾可以提高甘薯的抗旱性,增加甘薯产量,过量施钾使甘薯产量显著降低,而正常水分供应时,稍多钾肥对产量影响不显著。干旱胁迫与正常灌水条件下施钾对叶片光合参数的调控效应存在显著差异。施用钾肥可增大叶面积,提高叶绿素含量和光合性能,调节叶片气孔关闭,增大叶片气孔阻力,减少水分蒸腾损失,增加叶片相对含水量,提高水分利用效率和净光合速率; 施钾还能提高叶片PSⅡ原初光能转换效率和实际光化学效率,减少过剩激发能对光合机构的破坏,提高甘薯叶片的光合能力。干旱条件下钾肥的调节功能优于正常水肥供应。     

钙、钾、锌肥和秸秆肥对抑制菜心吸收镉的效果

比较了在低镉污染(1.453mg kg-1)和高镉污染(3.135mg kg-1)条件下,钙、钾、锌肥和秸秆肥对抑制菜心吸收镉的效果。盆钵试验结果表明:施用秸秆肥的处理,菜心地上部分和地下部分的镉含量均显著低于其它三个处理。     

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。     

氮钾营养对烟叶衰老过程中内源激素与叶绿素含量的影响

采用盆栽试验和田间试验研究了氮钾营养对烟叶衰老过程中内源激素与叶绿素含量的影响。结果表明,随着烤烟中位叶片的成熟,氮、钾养分,叶绿素和细胞分裂素(CTK)含量均呈下降趋势,而脱落酸(ABA)含量则呈直线上升趋势。增施氮、钾肥料可以有效改善叶片氮、钾营养水平,增加叶绿素含量,提高叶片CTK含量,降低ABA含量,从而延缓叶片衰老。分析表明,烤烟叶片氮、钾含量与其叶绿素、CTK及CTK/ABA值呈极显著正相关关系,与ABA呈极显著负相关关系。因此,烤烟叶片内源激素的含量及其平衡关系与氮、钾营养关系密切,改变氮、钾肥料用量可以调控烤烟叶片的衰老速度。研究还表明,不论单独增施钾肥还是按比例同时增施氮、磷、钾肥,均可提高烟叶含钾量,尤其在烟叶发育前期效果更为突出,即使在钾素供应充足的情况下,成熟叶片中钾的转移能力依然很强。     

施硅对镉胁迫下生育前期水稻生长及其植株体内抗氧化酶活性的影响

【目的】探究在北方水稻土中施硅对镉胁迫下水稻生长、光合特性以及抗氧化系统的影响，为进一步应用硅缓解水稻镉毒害提供理论依据。【方法】通过盆栽试验方法，研究在不同浓度镉添加水平(0、1、3、5 mg kg^-1)下，施加不同浓度的硅(0、100、300、500 mg kg^-1)对生育前期(至分蘖期)水稻生长、叶片光合特性和抗氧化系统的影响。【结果】不同浓度镉胁迫均显著降低了水稻株高、根长和生物量(地上部和根部鲜重)，增加了水稻茎叶中镉含量，降低了水稻叶片叶绿素含量、净光合速率、胞间CO2和蒸腾速率。施镉量为3和5 mg kg^-1时，水稻叶片气孔导度显著下降。镉胁迫下，施硅增加了水稻叶片叶绿素含量，降低了水稻茎叶中镉含量，改善了水稻叶片光合特性；水稻的株高、根长和生物量也随着硅的施入而得到提高。对于抗氧化系统来说，与空白对照(Si0Cd0)相比，施镉量为3和5 mg kg^-1时，水稻叶片超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性显著降低、降幅达16.9%、26.3%和9.3%、15.7%，而过氧化物酶活性显著提高、提高...     

人参菜对镉胁迫的生理响应

采用盆栽试验,研究不同浓度镉胁迫对人参菜的生长、光合色素含量、叶绿素荧光参数、抗氧化物酶活性、根系活力、渗透调节物质、镉积累的影响。结果表明:(1)人参菜对镉有一定的积累能力,且人参菜中镉的分布是根>叶>茎。(2)低镉浓度(0～10 mg kg-1)对人参菜株高、根长、干重、光合色素含量、抗氧化物酶含量有促进作用,中、高镉浓度(10～20 mg kg-1)会抑制其生长。(3)随着镉浓度的增加,人参菜叶片的Fo、ΦPSⅡ呈降低趋势,Fm、Fv/Fm、q P呈先升高后降低的变化趋势。(4)随着镉浓度升高,人参菜叶片的相对电导率呈先升高后降低的变化趋势,可溶性糖、可溶性蛋白含量增加。综上所述,镉胁迫下人参菜的生长表现出"低促高抑"的现象,这为揭示镉胁迫下人参菜的生理响应奠定了基础。     

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。     

谷胱甘肽和丁硫堇对镉胁迫下辣椒幼苗生理特性的影响

为探究谷胱甘肽(GSH)在辣椒响应镉胁迫过程中的生理作用,在镉胁迫下测定了 GSH和 GSH合成抑制剂丁硫堇对辣椒叶部和根部各项生理指标的影响。结果表明,100μmol/L的镉离子对辣椒幼苗的生长有严重的抑制作用,在镉胁迫下喷施 10 mmol/L的 GSH可以增加辣椒幼苗的根长、株高以及地下部和地上部鲜重,与单独的镉处理相比增幅分别为 22.01%、6.59%、39.11%和 26.47%;叶绿素 a、叶绿素 b、类胡萝卜素含量分别增加了