低浓度镉对大白菜苗期生长及营养元素吸收积累的影响研究

在实验室用水培模拟轻度污染土壤,研究低浓度 Cd(5 1.μmol/L)对不同Cd耐性的4个大白菜品种苗期生长及营养元素吸收积累的影响.结果表明,低浓度Cd对耐性强的品种的生长有促进作用,对耐性差的品种的生长有抑制作用.5umol几Cd显著促进大白菜根系对S、Cu的吸收,分别增加22.0%～58.0%、45.9%～116.0%,但抑制S、Cu向地上部转运;大白菜地上部K、P、Ca、Mg、Mn、Zn含量受到Cd的较强抑制,且抑制程度存在品种差异.     

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、80mg·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65mg·kg^-1的土壤中和紫叶芥菜种植在Cd处理浓度为80mg·kg^-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100mg·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。     

五节芒（Miscanthus floridulus）不同种群对镉积累与转运的差异研究

采用盆栽试验的方法,对比研究了来源于大宝山矿区和惠州博罗非矿区的两个五节芒种群在不同Cd含量土壤中的生长反应、Cd富集能力及对土壤Cd形态的影响。结果表明,来源不同的两个五节芒（Miscanthus floridulus）种群植株对土壤中不同浓度的Cd的生长反应不同,低浓度Cd处理,非矿区种群的地上部生物量即受到显著影响,而矿区种群受到的影响不显著。Cd处理浓度提高时,非矿区种群的地上部生物量为对照的30.17%～42.07%,矿区种群地上部生物量为对照的57.80%～67.04%。非矿区种群根部生物量随处理浓度的增加而降低,为对照的57.75%-64.08%,而矿区种群显著升高,为对照的117.43%～135.56%。五节芒矿区种群地上部和根部的Cd含量随着土壤Cd处理浓度的升高而迅速升高,其升高速度明显快于非矿区种群。五节芒矿区种群根部积累的Cd总量远大于非矿区种群,且随着土壤中Cd添加量的增加而显著增加（P〈0.05）。随着Cd胁迫程度的加重,五节芒两种群转移系数和耐性指数都有不同程度的下降,矿区种群的转移系数和耐性指数明显高于非矿区种群。Pearson相关性分析发现,五节芒根部生物量与地上部生物量极显著正相关,地上部生物量与根部和地上部Cd含量均呈极显著负相关关系,地上部Cd含量与根部Cd含量及转移系数（Translocation Factor,TF）均呈极显著正相关关系,耐性指数（Tolerant Index,TI）与根部和地上部Cd含量均呈极显著负相关关系,反映了根部和地上部Cd的累积对植物产生了毒性,并对五节芒的生长产生了抑制作用。矿区种群表现出对Cd更强的耐性以及富集作用。     

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。     

Cd、Pb单一及复合污染对花叶冷水花生长的影响及其积累特性研究

以盆栽花叶冷水花为试验材料,用不同浓度的Cd、Pb单一及其复合处理,研究植物的生长变化及其体内Cd、Pb的积累和迁移。结果表明,随着Cd、Pb单一处理浓度的升高,花叶冷水花地上部和根部的干重以及根系耐性指数都表现为先增加后降低;Cd-Pb复合处理各浓度下,生物量均小于对照,根系耐性指数也逐渐变小。在3种处理条件下,花叶冷水花的叶、茎、根对Cd、Pb的吸收都表现为随着处理浓度的升高而上升的趋势,重金属在根内的积累量大于茎和叶;复合处理时,叶、茎、根对Cd、Pb的吸收量相比同水平单一处理时都有不同程度的提高,且地上部Pb迁移总量增幅较大,说明花叶冷水花对修复重金属复合污染的土壤具有一定潜力。     

镉污染土壤植物修复的EDTA调控机理

我们通过温室盆栽试验 ,在不同Cd处理的土壤中加入EDTA ,分析了印度芥菜根和地上部Cd的浓度 ,探讨EDTA进入土壤后对Cd吸收和运输的影响。结果表明 :加入EDTA ,水提取的Cd浓度增加了 40 0倍以上 ,NH4 NO3提取的Cd浓度增加了 40倍以上 ,在土壤Cd浓度较低时 ,EDTA对植物吸收Cd没有显著影响 ,当土壤添加Cd在 1 3 0mgkg- 1以上时 ,加入EDTA显著增加了地上部Cd的浓度。EDTA能增加印度芥菜地上部中Cd的浓度 ,不是由于土壤溶液中Cd浓度增加从而增加了印度芥菜根对Cd的吸收 ,可能是EDTA加入土壤后增加了这些元素在土壤溶液中的浓度 ,从而高浓度的Cd对植物根细胞产生毒害 ,增加了细胞膜的透性后 ,土壤溶液中的络合物得以进入根细胞并随蒸腾作用运输到地上部。     

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。     

氮肥对油菜根-土界面镉迁移及镉组分变化特征的影响

利用盆栽试验研究了不同形态氮肥对镉污染土壤油菜根土-界面pH、油菜生长、镉迁移及镉组分变化特征的影响.结果表明,不同形态的氮对油菜地上部Cd积累有显著的影响,施用铵态氮肥可以显著提高油菜地上部Cd含量,而施用硝态氮肥则对地上部Cd含量没有明显的影响.铵态氮肥能显著降低油菜根际pH,使得油菜根际残渣态、碳酸盐态和铁锰结合态Cd强烈活化,促使这三种形态Cd向交换态转换,从而增加了Cd的生物有效性.     

不同镉耐性水稻非蛋白巯基及镉的亚细胞和分子分布

采用镉（Cd）耐性不同的水稻品种N07-6和N07-63,通过室内水培试验,比较了50 μmol·L-1Cd胁迫下水稻的非蛋白巯基（NPT）、Cd的亚细胞和分子分布的差异。结果表明,Cd处理后,两品种水稻植株Cd含量存在明显差异,N07-63根部向地上部转移的Cd显著少于N07-6。Cd胁迫诱导了两个品种NPT含量的增加,N07-63的增幅显著高于N07-6。Cd绝大部分分布在水稻的细胞壁和细胞可溶部分。N07-63茎叶和根部细胞壁结合的Cd占总Cd的比例高于N07-6,而细胞可溶部分Cd的比例低于N07-6。从Cd的分子分布来看,水稻茎叶细胞可溶部分的Cd一部分与大分子量蛋白质结合,其余大部分与植物螯合肽（PCs）结合,而根细胞可溶部分的Cd绝大部分与PCs络合,N07-63的Cd-PCs结合程度高于N07-6。由此说明,与N07-6相比,N07-63细胞壁对Cd的束缚和细胞可溶部分Cd-PCs的络合程度更高,Cd的毒害效应更小,向地上部转运的Cd更少。     

云南会泽废弃铅锌矿区和非矿区中华山蓼根际真菌镉耐性研究

采用常规、含Cd2＋和含Pb2＋的马丁氏培养基,对云南省会泽县废弃铅锌矿区和非矿区中华山蓼（Oxyria sinensis Hemsle）根际真菌进行分离,将分离的菌株接种到含不同浓度（0、0.05、0.5和5mmol·L-1）Cd2＋的马铃薯葡萄糖培养液中,研究和比较了废弃铅锌矿区和非矿区中华山蓼根际真菌的镉耐性。结果表明,Cd2＋显著抑制铅锌矿区和非矿区中华山蓼根际真菌的生长;Cd2＋对常规、含Cd2＋和含Pb2＋的马丁氏培养基分离的铅锌矿区中华山蓼根际真菌的EC50平均值和最大值均明显大于非矿区,表明铅锌矿区中华山蓼根际真菌对Cd2＋的耐性强于非矿区,采用含Cd2＋培养基,从铅锌矿区中华山蓼根际分离出的真菌Cd2＋耐性最强。     

猪粪及其堆肥不同水浸提比对种子发芽特性指标的影响

以猪粪及其堆肥为供试样品,在水浸提比（W/V）1：10、1：20、1：30、1：40、1：50、1：60的条件下,采用浸提液室内培养法,研究不同水浸提比对黄瓜、樱桃萝卜及大白菜种子发芽特性指标（相对发芽率、相对根长、发芽指数）的影响。结果表明,黄瓜种子的相对发芽率在不同水浸提比下均大于80%;其他种子发芽特性指标随水含量的增多,均经历了明显的增大趋势。同一种子,相对根长受水浸提比的影响比相对发芽率显著,发芽指数与相对根长随水浸提比的变化规律一致。新鲜猪粪经堆肥处理对种子的植物毒性减轻,大白菜种子对猪粪及其堆肥的植物毒性较黄瓜种子与樱桃萝卜种子敏感。     

Cd~(2+)处理对几种叶菜可食部分Cd含量及品质的影响

以5种叶菜为材料,采用水培和盆栽试验2种培养方式,测定不同浓度Cd2+处理下叶菜地上部(可食部分)生物量、Cd含量、硝酸盐及纤维素含量等生理与品质指标。结果表明:水培与盆栽培养条件下青菜、塌地乌、小白菜、菠菜及芥菜5种叶菜生物量随着Cd2+处理浓度增加显著降低(P0.05);可食部Cd含量显著升高(P0.05);高浓度水培与盆栽Cd2+处理(40mg.L-1和70mg.kg-1)下,5种叶菜中菠菜Cd含量相对较高,青菜Cd含量较低;随着Cd2+处理浓度增加,5种叶菜硝酸盐及纤维素含量升高,维生素C和可溶性糖含量下降,采用灰度关联综合分析表明,不同浓度Cd2+处理的5种叶菜中,青菜品质相对稳定及Cd含量较低,为Cd低积累品种。     

不同种类蔬菜苗期对镉的敏感性研究

产地环境中镉（Cd）对蔬菜的影响主要表现为蔬菜可食部分超标,高浓度时影响其生长发育,基于评述蔬菜幼苗对Cd的敏感性是按其对Cd的吸收累积量来排序,累积Cd量越高定义为该蔬菜幼苗对Cd越敏感,采用水培方法,探讨了Cd对小白菜（叶菜）、黄瓜、豇豆（果菜）和萝卜（根菜）幼苗吸收累积量及生长发育的影响。结果表明,蔬菜幼苗根和茎叶中累积Cd量均随Cd处理浓度的增加而显著增加（P〈0．05）。同一处理浓度下根中Cd含量远高于茎叶中Cd含量,根和茎叶对Cd的累积强弱顺序也即蔬菜苗期对Cd的敏感性排序为小白菜〉萝卜〉黄瓜〉豇豆;随Cd浓度增加,叶片中叶绿素含量降低,过氧化氢酶（CAT）含量升高;蔬菜出苗率、幼苗根长、植株鲜重显著降低。     

复垦基质重金属污染的植物修复试验研究

该文研究了粉煤灰加酒糟和粉煤灰加污泥两种基质对甘蓝、小白菜和油菜生长的影响,并通过计算吸收系数、转运系数和吸收模量讨论了甘蓝、小白菜和油菜对基质中重金属Cd、Cu、Zn的修复情况.结果表明:甘蓝、小白菜和油菜3种作物的吸收系数、转运系数和吸收量系数均随着时间的延长而增大,说明作物生长后期对重金属Cd、Cu、Zn的修复要好于前期;从不同作物对重金属Cd、Cu、Zn的修复情况看,甘蓝、小白菜和油菜对Cd具有良好的修复效果,其中小白菜对Cd的修复能力强于甘蓝和油菜,油菜对基质中重金属Cu具有一定的修复潜力,而甘蓝对Zn的吸收要好于小白菜和油菜;由于吸收模量考虑了作物地上部的生物积累量,也考虑了根层中重金属的总量,从而能从对重金属的实际修复效果方面更好地评价植株的吸收能力,是衡量植物修复重金属能力的一个理想指标.     

Soil affects on the cadmium and zinc contents of Chinese cabbage in Yunnan Province,China

Chinese cabbage and surface soil samples (0–20 cm) from a periurban market garden in Yunnan Province (P.R. China) were collected to determine variations of cadmium (Cd) and zinc (Zn) contents in Chinese cabbage and the influence of soil factors. Mean Cd content was 0.49 mg kg^?1 dry materials (DM) in Chinese cabbage, ranging between 0.23 and 1.34 mg kg^?1 DM (n = 21 samples). Mean Zn content was 51.2 mg kg^?1 DM, ranging from 34.9 to 157.5 mg kg^?1 DM (n = 21 samples). The soil factors best predicting Chinese cabbage Cd and Zn contents were total and available Cd and Zn contents and cation exchange capacity (CEC). Soil samples and corresponding Chinese cabbage samples were divided into two groups: soils with low pH (<6.5, n = 10) and soils with high pH (>6.5, n = 11). Positive correlation between CEC with pH > 6.5 and Cd and Zn contents in Chinese cabbage were observed. Available trace element contents and CEC explained 77% and 69% of variation of Cd and Zn contents in Chinese cabbage, respectively. AEC (enrichment coefficient related to trace element availability) and BCF (bioaccumulation factors) could be used to understand Cd and Zn accumulation in Chinese cabbage.     

不同氨基酸以及赖氨酸与硝态氮不同配比对白菜生长和品质的影响

  【目的】  探究7种不同氨基酸对大白菜生长及品质的影响，选择影响较明显的氨基酸与硝态氮进行适宜配比，以期为提高白菜产量和品质提供理论依据。  【方法】  试验于2017年在浙江大学紫金港校区人工气候实验室内进行，供试品种为‘浙白6号’(Brassica pekinensis L.)，培育方法为局部无菌水培。试验Ⅰ:在含有1 mmol/L (NH₄)₂SO₄和1 mmol/L NaNO₃的营养液中分别添加7种氨基酸，浓度为0.2 mmol/L，7日龄白菜在该溶液中培养26天后，取样测定白菜生物量及品质。试验Ⅱ:通过试验Ⅰ结果选择对白菜生长和品质影响较明显的赖氨酸，在硝酸钠浓度为0.5、1和3 mmol/L (分别表示为A1、A2、A3处理) 的营养液中，分别加入赖氨酸0.2、0.5和1 mmol/L (分别表示为B1、B2、B3处理)，白菜培养21天后，取样测定白菜生物量及品质。  【结果】  赖氨酸处理白菜生物量、可溶性蛋白质含量和硝酸盐含量均最高，且与部分处理差异显著。丝氨酸处理白菜根系活力和叶绿素含量均最高，且与部分处理差异显著。7种氨基酸对根系鲜重、根冠比、维生素C (V_C) 含量和可溶性糖含量均无显著影响。赖氨酸与硝态氮不同配比试验表明，相同浓度硝态氮处理时，随着赖氨酸浓度的升高，地上部和根系鲜重 (除A2处理外) 均降低，部分处理间差异显著；A1B1、A3B1和A3B2处理的白菜鲜重显著高于其它处理；赖氨酸与硝态氮不同配比对白菜的可溶性蛋白质含量、V_C含量和叶片硝酸盐含量均无显著影响。  【结论】  赖氨酸对白菜生长和品质的影响较显著，且赖氨酸会抑制白菜生长。硝态氮浓度较低时，白菜吸收的赖氨酸可能起到补充氮素营养或调解代谢的作用，以维持白菜正常生长。     

镉诱导拟南芥根尖过氧化氢积累导致植物根生长抑制

以模式植物拟南芥为材料研究了植物主根对不同浓度镉胁迫的响应。结果表明,随镉浓度的升高,植物主根生长受到明显抑制,胎盘兰染色表明高剂量的镉造成主根根尖细胞死亡。进一步二氨基联苯胺(DAB)染色发现镉胁迫诱导植物根尖大量积累过氧化氢,而在胁迫培养基中加入维生素C可显著改善植物根的生长、降低过氧化氢积累,并减少镉诱导的根尖细胞死亡。上述结果表明,镉胁迫诱导的拟南芥主根生长抑制很可能是由于根尖细胞过氧化物积累所致。     

不同品种燕麦对镉胁迫响应的差异性研究

利用实验室水培模拟试验,研究了轻度镉胁迫条件下10个燕麦品种生长及吸收积累镉的差异性。结果表明,经5μmol·L-1的镉处理后,供试燕麦品种的株高、根长、地上部与地下部生物量、叶绿素含量、类胡萝卜素含量均出现不同程度的下降,不同品种间存在明显的差异,有的甚至达到极显著水平;不同品种燕麦对镉的吸收与积累也存在明显差异;燕麦镉的吸收转运与耐性没有直接的联系。按照镉胁迫下燕麦耐镉性和镉含量的冠根比进行聚类分析,可将10个品种分为4类：①镉转运少且耐性强;②转运多但耐性强;③转运多且耐性弱;④转运较少但耐性弱。其中品5号地上部生长抑制率最小,并且镉含量、镉转运量较少,表现出较强的耐镉性,在轻度镉污染土壤上种植品5号有利于降低镉污染对人类健康的风险。