GA_3与DA-6促进黑麦草对土壤中Cd的提取及其机制

采用盆栽土培法研究了生长调节剂GA3和DA-6强化黑麦草Cd污染土壤修复,对黑麦草生理生化特性以及Cd在植物体内化学形态分布的影响。结果表明,添加GA3和DA-6使黑麦草体内SOD、POD、CAT的活性显著提高,MDA含量显著下降(P0.05),减轻了Cd对细胞的膜脂过氧化作用;GA3和DA-6使黑麦草体内Cd的移动性明显降低(P0.05),在一定程度上缓解Cd对植物的伤害,且10μmol/L GA3和1μmol/L DA-6分别是GA3和DA-6处理中效果最为显著的。由于GA3和DA-6增强了黑麦草对Cd的抗性,黑麦草的光合作用和生物量都得到显著提高(P0.05),因而也促进了黑麦草对Cd的富集和提取效率(P0.05),其中1μmol/L DA-6作用效果最为显著,可以在实际植物修复土壤Cd污染中作为强化措施加以应用。     

MGDA与DA-6强化黑麦草对Cd污染土壤的修复作用

采用盆栽土培法,研究新型清洗剂甲基甘氨酸二乙酸(MGDA)和植物生长调节剂胺鲜脂(DA-6)对Cd污染土壤植物修复的强化性能及其对植物体内Cd的解毒作用。结果表明:MGDA单独使用可促进黑麦草对Cd的富集,提高黑麦草抗氧化酶活性,但与对照相比,丙二醛(MDA)含量增加,且Cd在细胞壁中的比例(F1)下降,在细胞可溶组分(F2)和细胞器(F3)中的比例增加,因此,黑麦草生物量和叶绿素含量显著下降(P0.05)。DA-6单独作用不仅促进黑麦草对Cd的富集,而且提高了黑麦草抗氧化酶活性,降低了MDA含量,Cd在F1中比例增加,在F2和F3中的比例下降,显著提高了黑麦草生物量和叶绿素含量(P0.05)。DA-6与MGDA联用结果表明:DA-6可在一定程度上缓解Cd/MGDA对黑麦草的毒害,两者联用进一步强化黑麦草对Cd的富集(P0.05),其中,Cd外源添加浓度为25,50,100mg/kg,1μmol/LDA-6+5mmol/kgMGDA使黑麦草45d地上部分Cd浓度分别达到91.0,165.7,226.4mg/kg,Cd提取效率分别为2.2%,1.7%,0.8%,可在土壤Cd污染的植物修复中作为强化措施。     

Effects of a New-Type Cleaning Agent and a Plant Growth Regulator on Phytoextraction of Cadmium from a Contaminated Soil

In China, great efforts are being made to remediate farmlands polluted by heavy metals. In this study, a soil pot experiment was conducted to examine the effects of a new-type cleaning agent, methylglycinediacetic acid(MGDA), and a plant growth regulator(PGR), diethl aminoethyl hexanoate(DA-6), on plant growth and extraction and detoxification of cadmium(Cd) by ryegrass. The results showed that foliar spray of DA-6 alone improved plant growth, with root length and shoot dry biomass increased by 38.5%–58.6% and 71.1%–89.3%, respectively, whereas addition of MGDA alone decreased root length and shoot dry biomass by 10.3%–18.6%and 9.1%–21.8%, respectively. Diethl aminoethyl hexanoate promoted the binding of Cd to cell walls and thus alleviated the toxicity of Cd and/or MGDA to plants. Applications of DA-6 and/or MGDA resulted in a significant increase in Cd extraction efficiency(P 0.05), and the efficiency decreased in the order of MGDA + DA-6 DA-6 MGDA. The treatment of MGDA + DA-6 achieved 2.2%, 1.7%, and 0.8% Cd extraction efficiency by ryegrass in soils spiked with 25, 50, 100 mg Cd kg~(-1), respectively. Therefore,treatment of MGDA + DA-6 could be an efficient method for enhancing phytoremediation of Cd-contaminated soil by ryegrass.     

5个蓖麻品种对土壤中镉富集的差异

为了评价能源作物蓖麻对污染农田中重金属镉(Cd)的富集修复能力,本研究以5个蓖麻品种为试验材料,通过大田试验对比了不同蓖麻品种在Cd污染农田中的生长情况、对Cd的富集和转运能力以及对Cd污染土壤的修复能力。结果表明,5个蓖麻品种在Cd污染农田中生长良好,其中滇蓖2号的株高、茎粗及单株产量显著高于其他品种,分别为440.78 cm、5.04 cm以及338.85 g。5个蓖麻品种根、茎、叶及果实的Cd含量、Cd积累量和富集系数均存在显著差异,其中经作蓖麻1号根、茎和果实的Cd含量最高,分别为1.40、1.14和0.33 mg·kg^-1。污染修复能力方面,滇蓖2号Cd的积累量达3.38 mg/株,提取率为5.34%,显著高于其他品种。经作蓖麻1号尽管富集能力最强,但由于其生物量最小,其Cd积累量及年提取效率均最低。综上可知,蓖麻对土壤中重金属Cd的富集能力较强,可用于修复云南个旧地区的Cd污染土壤,且种植滇蓖2号可以获得较好的修复效果。本研究结果为云南Cd污染土壤治理提供了理论基础和参考依据。     

云南部分矿区及尾矿土壤和植物Cd污染调查分析

对采集的个旧与兰坪矿区不同的土壤上生长的3科7个种植物及相应的土样Cd含量进行了分析。结果表明,矿区各区域的土壤都受到不同程度的Cd污染,但不同区域受污染的程度不一;不同植物体内Cd含量差异显著,其中以蓖麻含Cd量最高,其次为水杨梅,两者Cd含量基本达到Cd超富集植物含Cd量,具有Cd污染土壤植物修复的潜力;除水杨梅外,其余植物地上部分Cd含量均低于地下部分Cd含量。说明矿区及尾矿上生长的植物并非都具有超富集能力,但均具有较强的重金属污染耐性。     

Cd胁迫对5种植物体内Cd积累及根际土壤特性的影响

以大豆、棉花、曼陀罗、蓖麻和玉米为供试材料,采用土柱栽培试验,探讨Cd胁迫后,5种植物根系活力与各器官间cd含量的差异,以及5种植物根际土壤酶活性与根际土壤营养含量对Cd胁迫的反应.结果表明:(1)5种受污染的植物体Cd富集量超出对照不受污染的植物体达3～7倍之多,但都未达富集临界值100 mg/kg.(2)不同植物不同器官Cd运转积累部位不同,以根冠比衡量,蓖麻、玉米、棉花R/S大于1,称作根优势植物;大豆、曼陀罗R/S小于1,称作冠优势植物;棉花R/S近于1,称作冠根均衡植物.5种植物吸收富集最强的前3位植物(大豆、玉米、棉花)都是人工驯化的栽培植物,其吸肥能力强于野生植物的,这种吸肥能力与吸Cd能力是否呈正相关关系,吸肥能力的差异是否可以作为污染土壤利用改良的依据值得进一步研究.(3)大豆、曼陀罗茎秆中Cd含量均较根、叶、籽实中的高,考虑到大豆是粮食作物,同时其根部Cd含量仅次子茎的,而曼陀罗作为一种杂草,其地上部Cd转移系数大于1.0,因此,比较供试5种植物,应优先选择曼陀罗用于Cd污染区域的土壤净化.(4)Cd胁迫(5 mg/kg)提高了5种植物根系还原TTC强度,抑制了大豆和蓖麻根际土壤多种酶活性,而促进了曼陀罗和玉米根际土壤多种酶活性以及棉花根际土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性;比较5种酶活性,碱性磷酸酶活性对Cd反应较不敏感,脲酶和蔗糖酶活性对Cd反应较敏感,多酚氧化酶和过氩化氯酶活性对CA的敏感程度因不同植物而异.结果还表明Cd胁迫不同程度地提高了供试5种植物根际土壤营养含量.(5)研究为有效开展Cd污染土壤的植物修复资源提供理论依据.     

吊兰生长对土壤镉形态分布与含量的影响

选用观赏植物吊兰进行盆栽试验,研究吊兰对Cd的吸收累积情况以及吊兰生长对土壤Cd的化学形态特征及其含量的影响。结果表明,吊兰对Cd具有极强的累积能力,在土壤Cd浓度为10 mg/kg时,吊兰根和地上部分的Cd累积浓度分别为179.6,149.3 mg/kg,达到了超富集植物的标准。吊兰的生长通过促进残留态(RES)Cd向弱结合态Cd的转化,改变Cd的形态分布,活化土壤Cd,影响Cd的有效性,加大了重金属Cd的淋溶作用和植物对Cd的吸收累积,使实验组Cd含量显著降低(p0.01),与空白组相比下降了13.71%。吊兰的生长降低了土壤Cd的污染程度,有利于Cd污染土壤的修复。     

DA-6对温室桃树光合作用和叶绿体活性的影响

以温室桃树为试材,研究不同浓度的DA-6对桃树叶片光合作用、叶绿体活性和果实品质的影响。结果表明,20 mg/L DA-6处理显著提高了温室桃树叶片的净光合速率、气孔导度和叶绿素含量,还显著提高了叶绿体Hill反应活力,非环式光合磷酸化活性、Rubisco和ATPase活性;而40 mg/L DA-6处理对它们有轻微的抑制作用。所有DA-6处理均提高了果实品质,其中20 mg/L DA-6处理显著提高了果实平均单果重和可溶性固形物含量,降低了可滴定酸含量,使果实品质得到显著提高。试验表明,适当浓度的DA-6处理可提高温室桃树的光合效率和果实品质。     

铝、镉胁迫对空心菜生长及抗氧化特性的影响

为明确铝(Al)、镉(Cd)胁迫对空心菜植株生长、有害元素积累和抗逆生理代谢的影响,采用营养液培养试验,模拟酸性环境(p H值4.5),对空心菜幼苗进行Al、Cd单一及复合处理3周,测定相关指标。试验结果表明,与对照组相比,单独10μmol·L-1Al和0.5μmol·L-1Cd处理促进空心菜植株生长;高浓度Al(100μmol·L-1)、Cd(5μmol·L-1)胁迫导致植株根系和地上部Al、Cd大量积累,诱导叶片中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性增强,丙二醛(MDA)含量增多;叶片叶绿素含量明显降低,植株生物量大幅下降。Al、Cd复合处理植株各器官有害元素含量均显著高于单一毒害处理,尤其是根系,并诱发更严重的植株生长抑制效应和氧化胁迫,表明Al、Cd对空心菜植株的生长抑制和氧化胁迫具有协同性。本试验研究结果可为Al、Cd复合污染酸性菜园蔬菜安全栽培提供理论指导。     

镉胁迫下磷酸二铵对小麦生长及吸收镉的影响

以黄土和小麦为供试对象,通过盆栽试验研究了不同Cd胁迫水平下施用(NH4)2HPO4对小麦生长及Cd富集、转移的影响。结果表明,Cd胁迫对小麦的生长表现为低促高抑,Cd胁迫下施用(NH4)2HPO4可促进小麦的生长,尤其是茎叶的生长;小麦各部位的Cd含量均随着土壤Cd胁迫水平的升高而升高,且根系茎叶籽粒。施用(NH4)2HPO4能促进小麦对Cd的吸收,对根系和籽粒的促进作用大于茎叶;小麦各部位对Cd的富集能力均随着土壤Cd胁迫水平的升高而先增加后减小,而茎叶的转移能力先降低后升高,籽粒反之。施用(NH4)2HPO4显著促进根系对Cd的富集和茎叶对Cd的转移。     

低钾对水稻不同叶位叶片光合特性及抗氧化系统的影响

研究了低钾条件下钾敏感型水稻品种"二九丰"不同叶位叶片的气体交换、荧光参数、色素和活性氧及抗氧化酶活性的变化。结果表明,随着叶位降低,对照和低钾处理的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、叶绿素(Chl)、类胡萝卜素(Car)、PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学量子产量(ΦPSⅡ)、表观电子传递速率(ETR)、可溶性蛋白(SP)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均显著下降,而胞间CO2浓度(Ci)、激发压(1-qP)、非光化学猝灭(qN)、超氧化物自由基(O2.-)产生速率、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量却急剧升高。与对照相比,低钾胁迫加速了各叶位Pn的下降和Ci的上升,而Gs并无降低,说明Pn的降低主要是由非气孔引起的。低钾胁迫还明显降低Fv/Fm、ΦPSⅡ、ETR、Chl和SP含量、Chl/Car比率、及SOD和POD活性,促进了(1-qP)、O2.-产生速率、H2O2和MDA含量的升高。这些结果均说明低钾胁迫引起了PSⅡ光化学效率降低和能量耗散的不平衡,从而导致了叶片的早衰。相关性分析表明,PSⅡ的激发压的升高与Pn、Chl和SP的含量及SOD和POD活性呈极显著负相关,与O2.-产生速率、H2O2和MDA含量呈极显著的正相关。据此推测,激发压的升高可能介导了水稻在低钾条件下叶片早衰的起始过程。     

高温胁迫下外源褪黑素对黄瓜幼苗光合作用及叶绿素荧光的影响

以"津春4号"黄瓜品种为试验材料,采用喷施外源褪黑素(melatonin,MT)的方法,研究了MT对高温胁迫下黄瓜幼苗叶片光合作用和叶绿素荧光参数的影响.结果表明:高温处理后黄瓜幼苗叶片净光合速率(Pn)降低,气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)却增大,但随外源MT处理浓度的增加,黄瓜幼苗叶片内P...     

谷胱甘肽对自毒作用下辣椒叶片光合特性的影响

以当地辣椒(Capsicum annuum L.)主栽品种"陇椒5号"和"七寸红"为试材,研究自毒作用下不同浓度外源谷胱甘肽(GSH)对辣椒幼苗叶绿素含量、光合参数和叶绿素荧光参数的影响,以探讨GSH对辣椒自毒作用的缓解效果和生理作用机制。结果表明:单一叶浸提液处理(CK2)后,2个品种辣椒叶片的叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、PSII最大光化学效率(Fv/Fm)、PSII有效光能转化效率(Fv’/Fm’)和实际光化学效率(ФPSII)均较清水处理(CK1)降低,初始荧光(Fo)升高,胞间CO2浓度(Ci)则先升后降。说明辣椒叶浸提液引起的自毒作用导致光合作用的下降主要是由于非气孔因素引起的。含有不同浓度GSH的叶浸提液处理后,叶绿素含量、Pn、Gs、Tr、Fv/Fm、Fv’/Fm’和ФPSII与单一辣椒叶浸提液处理相比均有一定程度的回升,Ci和Fo均较叶浸提液处理的降低。说明外源GSH能够提高自毒作用下辣椒幼苗叶片CO2的利用率,降低非气孔因素的伤害,进而缓解自毒物质对辣椒幼苗的毒害。研究表明,适合缓解陇椒5号和七寸红自毒作用的GSH浓度分别为50和30mg.L-1。     

SNP对NaHCO_3胁迫下黄瓜幼苗生长及氮代谢酶活性的影响

采用溶液培养方法,研究了外源NO供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)对NaHCO3胁迫下黄瓜幼苗的缓解效应。结果表明,100μmol/L SNP能有效减轻30 mmol/L NaHCO3对黄瓜植株地上部和地下部生长的抑制,提高了NaHCO3胁迫下黄瓜叶片叶绿素和类胡萝卜素含量、净光合速率(Pn)以及荧光参数Fv/Fm和ΦPSⅡ。HaHCO3胁迫显著抑制了氮代谢相关酶硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)的活性;外加SNP处理明显缓解了NaHCO3对它们活性的抑制。     

缺磷胁迫下草甘膦对抗草甘膦大豆幼苗光合作用和叶绿素荧光参数的影响1

为探明缺磷胁迫下草甘膦对抗草甘膦大豆（RR1）幼苗叶片光合作用和叶绿素荧光参数的影响,采用溶液培养方法,在大豆长出真叶时进行缺磷胁迫,第二复叶完全展开时进行草甘膦处理,5d后测定各生理指标。结果表明, 相对于正常供磷条件的清水处理,缺磷胁迫下4.98 mL/L草甘膦处理的大豆叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、最大荧光（Fm）、PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、PSⅡ的有效量子产量［Y(Ⅱ)］、PSⅡ非调节性能量耗散的量子产量［Y(NO)］、最大电子传递速率（ETRmax）和半饱和光强（Ik）均呈下降趋势。而气孔限制值（Ls）、叶绿素a（Chl a）、叶绿素b（Chl b）、叶绿素a/b（Chl a/b）、类胡萝卜素（Car）、总叶绿素（Chl）含量和PSⅡ调节性能量耗散的量子产量［Y(NPQ)］均呈升高趋势。说明缺磷胁迫条件下喷施草甘膦显著降低了抗草甘膦大豆的光合速率。缺磷引起的气孔因素可能是导致RR大豆光合速率下降的主要原因,而光合速率的下降导致其PSⅡ反应中心的开放程度降低,活性减弱,参与CO2固定的电子较少,光化学效率较低。     

两种不同基因型玉米苞叶叶绿素荧光特性差异分析

在大田条件下,以郑单958和农大364玉米为研究材料,测定了苞叶的叶绿素含量,并对叶绿素荧光动力学及光合参数进行了比较分析。结果表明,两种不同基因型间玉米苞叶总叶绿素含量、叶绿素a含量、叶绿素b含量存在差异。抽丝-灌浆期,郑单958显著高于农大364,说明此时郑单958苞叶的叶绿素更有利于获取更多的光能为光合作用所利用,但农大364苞叶的叶绿素降低速率要低于郑单958,这样有利于其保持更持久的光合能力。两种不同基因型间玉米苞叶叶绿素荧光参数(Fo、Fm、Fv、Fv/Fm、Fv/Fo等)存在较大差异。郑单958高于农大364,说明郑单958具有潜在高生物产量的生理生化基础。两种不同基因型间玉米苞叶净光合速率(Pn)和水分利用效率(WUE)存在显著差异。抽丝-灌浆期,虽然郑单958的苞叶叶绿素含量高于农大364,但净光合效率较低,说明玉米的净光合速率是其生理生态因素对环境变化适应的结果。     

铈对UV-B胁迫下大豆幼苗光合原初反应的影响

用水培法研究了Ce（Ⅲ）对紫外辐射（UV-B,280～320nm）胁迫下大豆幼苗光合原初反应的影响。结果表明,20mg·L-1CeCl3能有效减缓紫外辐射（T1/3.34kJ·m-2和T2/11.76kJ·m-2）胁迫所导致的叶绿素与类胡萝卜素含量减少、光能转换效率（Fv/Fm）及传递能力（Fv/F0）降低,且对低剂量胁迫的调控效果优于高剂量,即以上指标Ce＋T1〉T1,Ce＋T2〉T2,Ce＋T1〉Ce＋T2。从光合原初反应的能量分配看,Ce（Ⅲ）能促使大豆叶片吸收光能的总量增加,加快内囊体膜上光电的转换和电子的传递,降低UV-B辐射伤害而导致的过剩激发能积累,从而消除过剩激发能诱发的膜脂过氧化对光合器官的潜在威胁。     

沙尘和遮阴复合胁迫对西梅叶片光合作用的影响

以5a生西梅为研究材料,对其叶片进行轻度沙尘+遮阴复合（1mg·cm-2沙尘+白色纱网1层）和重度沙尘+遮阴复合（5mg·cm-2沙尘+白色纱网3层）两种处理,分别在胁迫10、20、30和40d时测定其光合、叶绿素荧光等参数,探讨长时间沙尘和遮阴复合胁迫下西梅（Prunus domestica L．）叶片光合性能的变化机制。结果表明,两种处理下,随着胁迫时间的延长,总叶绿素（Chl）、叶绿素a（Chl-a）及叶绿素b（Chl-b）含量均表现为降低趋势。净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs）、水分利用效率（WUE）随处理时间的延长而下降,胞间CO2浓度（Ci）呈现先下降后上升的趋势,最大荧光（Fm）、PSII最大光化学效率（Fv/Fm）、潜在活性（Fv/F0）、光化学淬灭（qP）呈下降趋势,初始荧光（F0）、非光学淬灭（NPQ）呈上升趋势。说明沙尘和遮阴复合处理前期气孔因素是西梅光合作用的主要限制因素,处理后期复合胁迫使光合机构受到损伤,非气孔因素成为主要限制因素。复合胁迫影响了西梅叶片的光合参数,但并未对西梅叶片光反应系统造成不可逆的破坏。     

旺长期烤烟叶片的叶绿素荧光特性与激发能分配

以烤烟品种龙江911为试验材料,研究了烤烟植株上、中、下3个部位叶片实际光化学效率(ΦPSⅡ)和PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)的日变化,以及激发能的分配特性。结果表明,烤烟叶片Fv/Fm和实际光化学效率(ΦPSⅡ)中午降低,PSⅡ功能下调,有明显的光抑制。在光合有效辐射(PPFD)逐渐增强过程中,Fv/Fm和ΦPSⅡ降低,非光化学猝灭(NPQ)增加,激发能由PSⅠ向PSⅡ分配的比例增加,说明引起烤烟光抑制的原因除了NPQ之外,分配给PSⅡ能量增加是光抑制非常重要的因素。PPFD逐渐减小时,光抑制逐渐减缓,光化学效率恢复,激发能分配不平衡性系数(β/α-1)下降,PSⅡ能量负荷减轻,失活的PSⅡ恢复活性。     

激动素和丁二酸拌种对玉米衰老过程中叶绿体结构和叶绿素荧光参数的影响

为探明外源激动素（KT）和丁二酸（SUA）对叶绿体结构和功能特性的影响,以郑单958（晚衰型品种）和豫单2002（早衰型品种）为材料,采用盆栽试验,研究了0.00003 mg/kg的KT和300 mg/kg SUA复合剂进行拌种处理后叶绿体超微结构和荧光参数的变化。结果表明, KT和SUA拌种能明显抑制嗜锇颗粒的增加,防止基粒片层的扩张,从而维持了叶绿体结构的稳定性,表现出叶绿素(Chl)水平、 类胡萝卜素含量 (Car)及Chl a/b比值的增加; KT和SUA还能提高玉米生育后期叶片的光合效率,郑单 958和豫单 2002在1/2叶尖枯黄时的Fv/Fm和PSII值分别比对照提高7.8%和6.2%、 10.2%和2.7%,qP和qN值有所降低,从而调节PSII反应中心的开放,以减少热耗散利于延长叶片光合功能持续期。