重金属胁迫下桉树种子发芽与根伸长的响应与生态毒性效应研究

以南方重要造林树种邓恩桉、本沁桉、巨桉、直杆蓝桉为研究对象,采用溶液培养方法,在20天内研究了不同质量分数的铜、锌、镉对这4种桉树种子发芽与根伸长的污染效应.结果表明,不同质量分数的铜、锌、镉对邓恩桉、本沁桉、巨桉与直杆蓝桉的种子发芽与根伸长均存在抑制效应,其中对种子的发芽具有明显的抑制性,但对种子发芽过程(发芽高峰期)影响较小.4种桉树对3种重金属的响应中均表现出对铜具较高敏感性.另外,重金属质量分数与种子发芽抑制率之间普遍存在着显著的回归关系,且对根伸长的抑制效应明显大于对种子发芽的影响,高质量分数重金属对根伸长的抑制率均达80%以上,甚至达到100%.     

3种铜制剂对作物种子的生态毒性效应

采用生物培养试验,测定了棕壤条件下,美国铜基杀菌剂 Koeide2000(KCD)、波尔多液营养保护剂(BNPP)和硫酸铜(CS)3种铜制剂对作物(小麦、番茄、油菜)种子发芽、根茎伸长和发芽种子质量抑制的生态毒性效应.结果表明,铜制剂对3种作物种子根的伸长抑制率均明显大于对种子发芽、茎伸长和发芽种子质量的抑制率.统计分析表明,铜制剂施用浓度与植物发芽指数的相关系数最高,其次是根伸长抑制率.可以植物发芽指数、根伸长为指标研究铜制剂污染毒性与植物响应的剂量及效应关系.不同植物对铜制剂污染物的毒性响应具有明显差异,3种植物对铜制剂的敏感顺序为油菜>番茄>小麦,油菜可用作铜制剂污染土壤毒理诊断的指示植物.此外,由于铜制剂自身性质的不同,作物对其毒性响应不同,尤以对CS最敏感,BNPP和KCD次之.因此,在评价粉剂型铜制剂对环境的影响时,应充分考虑其自身的特点.     

铜对夏蜡梅种子萌发代谢的影响

 采用水培试验,研究了不同浓度外源铜处理对夏蜡梅种子萌发、根伸长抑制率、呼吸强度、α－淀粉酶、脂肪酶及蛋白酶的影响。结果表明：（1）铜对夏腊梅种子发芽的抑制率远小于对根伸长的抑制率。根伸长抑制率与铜浓度呈极显著正相关(P<0.01), 发芽抑制率与重金属浓度相关性不显著,但低浓度铜溶液（1 μmol/L）对夏腊梅种子的萌发有明显的促进作用。（2）铜处理对夏蜡梅种子萌发过程中淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶活力具有低浓度下的激活效应和高浓度下的抑制效应,随着胁迫时间的延长,逐渐表现为抑制效应。     

镉胁迫对三叶鬼针草和荆芥种子萌发的影响

以三叶鬼钎草和荆芥种子为材料,采用水培方法,研究镉对2种植物种子萌芽的毒害效应,结果表明,2种植物种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、胚芽长度和胚根长度均随镉质量浓度的增加而降低.本试验条件下,低质量浓度(5 mg·L-1)的镉对荆芥种子的萌发有促进作用;高质量浓度镉对2种植物种子的萌发均有较强的抑制作用.由回归分析发现,2种植物的发芽抑制率和根伸长抑制率与镉浓度的相关性均达到显著性水平(P＜0.05),有明显的剂量-效应关系.镉对2种植物种子的根伸长抑制率明显大于发芽抑制率.     

铁盐絮凝剂与金属镉对小麦种子发芽与根伸长的毒性效应

采用种子发芽和根伸长抑制的陆生生态毒理方法,对铁盐絮凝剂(PFC、PFS、FC)和镉以及其联合生态效应进行了研究.结果表明,小麦种子的发芽抑制率和聚合氯化铁、聚合硫酸铁、三氯化铁和镉的浓度呈正相关关系,半数抑制浓度分别为7 892.99、4 676.15、1 959.85 mg·L-1和1 183.26 mg·L-1.小麦根伸长抑制率和聚合氯化铁、聚合硫酸铁、三氯化铁和镉的浓度呈显著正相关关系,半数抑制浓度分别为1 552.64、1 234.88、1 336.32 mg·L-1和115.69 mg·L-1;在相同条件下,小麦根长的抑制率要远大于其对小麦的发芽抑制率,因此小麦根伸长可以作为评价铁盐絮凝剂和镉的生态毒性效应的一个较敏感的指标;采用等毒性溶液法研究了铁盐絮凝剂和镉的联合毒性效应,其结果均表现为拮抗效应.     

Se对小麦种子发芽与根伸长抑制的生态毒理效应

采用水培试验研究了Se对小麦发芽时的胁迫效应,并结合土培试验,研究比较了3种土壤(石灰土、红壤、黄棕壤)Se污染对小麦种子发芽率和根伸长的生态毒理效应。结果表明,Se在适量范围内(<0.5mg·L-1)对种子萌发过程中各生理指标有促进作用,高剂量(>5mg·L-1)时,对种子活力、α-淀粉酶及幼苗和根生长具有胁迫效应。对Se浓度与种子发芽各项指标抑制率相关分析,呈显著正相关。按EC25比较,根长抑制率>根干重抑制率>茎叶长抑制率>α-淀粉酶抑制率>发芽抑制率,Se污染对根生长抑制最为敏感。不同土壤对种子发芽率和根伸长的抑制率研究表明,Se对种子根伸长的抑制率远远大于发芽抑制率。Se对根伸长的抑制率随着土壤Se含量的增高而增大,两者呈极显著的正相关,根伸长抑制率可作为土壤污染的生物指示物。采用EC10计算得Se土壤临界值:石灰土为38.7mg·kg-1,黄棕壤为138mg·kg-1,红壤为182mg·kg-1。     

典型微囊藻毒素对白菜种子发芽的生态毒性

以白菜种子为实验对象,研究了微囊藻毒素(MC-LR和MC-RR)和铜绿微囊藻提取液对白菜种子发芽率、根伸长、芽伸长和生物量的影响,探讨其对白菜种子发芽的生态毒性.结果表明,在实验浓度范围内,MC-LR和MC-RR毒性与白菜种子发芽的发芽率、根伸长抑制率、芽伸长抑制率和生物量抑制率之间存在显著的剂量-效应关系,毒性敏感高低指标为根伸长＞芽伸长＞生物量＞发芽率,MC-LR的毒性大于MC-RR,其根伸长50％抑制率浓度值(IC50)分别为3.32 mg·L-1和12.68 mg·L-1.铜绿微囊藻提取液对白菜种子发芽的生态毒性远高于MC-LR和MC-RR纯品水溶液,是否由于藻液中多种微囊藻毒素共存时产生了毒性协同作用或藻液中其他毒性污染物的存在而引起的,其机理有待进一步研究.     

5-氟尿嘧啶与镉单一及复合污染对三种作物种子萌发的影响

采用急性毒性试验方法,研究了典型抗癌药5-氟尿嘧啶和重金属Cd单一及复合污染对小麦、白菜和水稻种子发芽、根伸长及芽伸长的影响。结果表明:单一5-氟尿嘧啶或Cd的浓度与3种作物根伸长和芽伸长抑制率显著相关(P0.05);相对于芽伸长抑制率,根伸长抑制率是更敏感指标;5-氟尿嘧啶对小麦、白菜和水稻种子的根伸长半数抑制浓度(IC50)分别为212.80、102.53、13.30 mg·L-1,Cd对3种作物种子根伸长IC50分别为118.27、23.32、22.21 mg·L-1,3种作物对于两种污染物胁迫的敏感性依次为水稻白菜小麦。通过联合毒性试验发现,5-氟尿嘧啶和Cd不同比例浓度复合处理下根伸长的复合抑制率小于各组分单独作用的相加抑制率,对3种作物种子的复合毒性表现为拮抗作用。     

重金属镉、铅及其复合污染对玉米种子萌发及幼苗生长的影响

通过种子发芽试验研究重金属镉(Cd)与铅(Pb)在不同浓度梯度单一和复合胁迫下对玉米种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:低浓度的Cd2+(0.5 mg/L)和Pb2+(10 mg/L)单一处理及其复合处理对玉米种子发芽率、发芽指数及对幼苗的芽长、根长、根数和根突起等具有一定的促进作用;高浓度的Cd2+、Pb2+单一及复合处理对种子萌发和幼苗生长具有抑制作用,且随着处理浓度的增加其抑制作用逐渐增强。高浓度Pb2+(200 mg/L)、Cd2+(100 mg/L)对玉米根长和芽长抑制率的影响最大,芽伸长抑制率与根伸长抑制率最高分别可达到58.86%和79.81%,表明重金属胁迫对根的抑制作用比芽大。在不同胁迫处理中,对玉米种子萌发指标影响最大的是镉铅复合处理,其次是镉处理,最小的是铅处理,表明镉铅复合污染对玉米种子萌发的影响表现形式为协同作用。     

环丙沙星与Cu复合污染对玉米萝卜和小白菜3种作物生态毒性研究

采用急性毒性试验方法,研究了环丙沙星与Cu复合污染对3种作物(玉米、萝卜和小白菜)种子发芽、根伸长及芽伸长的影响.结果表明,在环丙沙星与Cu复合作用下,3种作物根伸长抑制率和芽伸长抑制率与药物浓度显著相关(P＜0.05);在不同Cu处理浓度下,3种作物根伸长抑制率和芽伸长抑制率均随环丙沙星浓度的增大而增大.低Cu浓度(100 mg· kg-1)下,环丙沙星与Cu复合污染对玉米根伸长和芽伸长的联合作用表现为拮抗作用,对萝卜根伸长和芽伸长表现为协同作用,对小白菜的根伸长表现为拮抗作用,而对小白菜的芽伸长表现为协同作用;在高浓度Cu(400 mg·kg-1)胁迫下,二者复合污染对玉米的根伸长和芽伸长均起一定协同作用,而对萝卜和小白菜的根伸长起拮抗作用,芽伸长起协同作用.     

重金属污染对菜心芽长与根仲长的生态毒性效应

以菜心种子和3种不同土壤介质（灰黄泥土、灰泥土、黄壤）为材料,研究重金属Cu、Zn、Pb和Ni单一污染和复合污染对菜心种子发芽率、芽长与根伸长的生态毒性效应。结果表明,同一浓度下,菜心种子发芽率、芽长和根伸长对重金属的生态毒性敏感程度依次为：根伸长〉芽长〉发芽率;重金属对菜心根伸长的生态毒性大小顺序为：Ni〉Cu〉Zn〉Pb;土壤中有机质和养分含量对菜心根伸长的抑制率呈显著负相关,土壤pH对菜心根伸长的抑制率相关性不显著。Cu、Zn、Pb、Ni复合污染对菜心根伸长的抑制效应表现为协同作用,其结果是复合污染的整体生态毒性效应增强。     

不同硝态氮处理条件下杉木桩提取物对杉木种子的化感效应

在不同硝酸钠水平处理下,杉木种子发芽实验检测了杉木桩分解3个月后其提取物对杉木的化感效应。结果表明:桩和分解土的弱极性提取物对杉木种子胚轴长有促进作用,对绝对发芽率、绝对发芽势、胚根长、鲜重和干重具有不同程度的抑制作用;桩极性提取物对绝对发芽率、胚根长、胚轴长和鲜重有促进作用,对绝对发芽势和干重则表现为抑制作用;分解土极性提取物对胚轴长和鲜重具有不同程度的促进作用,但对其他指标则体现为抑制作用。3个不同NaNO3水平处理的提取物对杉木种子的化感促进效应相比,桩弱极性提取物体现为处理2(100 g NaNO3)>处理3(50 g NaNO3)>处理1(不加N素);而极性提取物体现为处理3>处理2>处理1;分解土的弱极性和极性提取物的化感促进效应表现一致,均体现为处理1>处理2>处理3.     

Ni~(2+)胁迫对水稻、白菜种子萌发和生长影响的比较研究

[目的]探讨Ni2+胁迫对水稻及白菜种子萌发和生长影响,以比较二者对Ni2+胁迫的耐受力。[方法]水培条件下研究不同浓度Ni2+胁迫对水稻和白菜种子发芽率、根伸长及早期植物幼苗生长的影响。[结果]低浓度Ni2+胁迫对水稻及白菜种子发芽率均无显著影响,处理浓度增至30.0 mg/L时水稻种子发芽率与对照及同浓度下白菜种子发芽率相比显著降低;1.5 mg/L及以下处理浓度可刺激水稻根伸长,3.0 mg/L以上处理浓度则抑制水稻根生长;1.5 mg/L处理浓度Ni2+胁迫至96 h可显著刺激白菜根的伸长,处理浓度达30.0 mg/L时各个胁迫时间均可显著抑制根的伸长;3.0 mg/L处理浓度下胁迫96 h水稻根长显著短于白菜根长。Ni2+胁迫对水稻及白菜芽长影响较小,72 h内各个处理浓度下水稻及白菜芽长与对照相比均无显著差异;而对于侧根影响最为明显,30.0 mg/L处理浓度下水稻和白菜均无侧根产生。1.5 mg/L及以上处理浓度胁迫均可显著抑制水稻及白菜鲜质量增加,但二者未表现出显著差异。[结论]Ni2+胁迫对于水稻种子萌发及其生长影响较白菜敏感。     

杉木根分解3个月后分解土化感物质生物评价

采用丙酮、乙酸乙酯、蒸馏水(2∶2∶1)浸提杉木根分解3个月后分解土化感物质,应用杉木种子发芽试验进行生物检测。研究结果表明:同一氮素水平条件下,随着质量浓度降低,化感物质对杉木种子发芽抑制效应逐渐减弱;同一化感物质浓度不同氮素水平处理相比,氨态氮及硝态氮处理,化感物质对杉木种子发芽的抑制作用基本强于不加氮素处理;杉木根分解3个月后分解土极性化感物质对杉木种子发芽的抑制作用强于弱极性化感物质。     

土壤抗生素污染对3种蔬菜种子萌发及根系生长的影响

采用土壤培养试验研究了不同剂量的土霉素、恩诺沙星、磺胺二甲嘧啶和泰乐菌素等4种抗生素对小白菜、萝卜和西红柿等3种蔬菜种子萌发、芽长及根系生长的影响。结果表明,蔬菜种子发芽率、芽长、根长受抗生素的影响与抗生素种类、污染浓度及蔬菜品种等有关,根系伸展是蔬菜萌发期受抗生素毒性影响的敏感指标。抗生素对蔬菜生长各要素的影响程度:根伸展>芽生长>种子发芽率;不同蔬菜对抗生素污染的敏感性:小白菜>萝卜>西红柿;4种抗生素对蔬菜的相对毒性:土霉素>磺胺二甲嘧啶>恩诺沙星>泰乐菌素。粉壤质土壤上生长的蔬菜比粘壤质土壤上生长的蔬菜更易受抗生素影响。研究发现,土壤中两种抗生素共存时其对蔬菜种子萌发、芽长、根伸展的影响明显大于单一抗生素污染。     

凋落物浸提液对杉木种子萌发及幼苗的影响

为研究杉木凋落物对杉木种子萌发及酶活性的化感作用,采用室内培养方法,以杉木种子为研究对象,设置不同浓度的杉木凋落物浸提液处理,进行杉木种子发芽试验,通过对杉木种子萌发、幼苗生长及相关酶活性的测定,比较不同杉木凋落物浸提液的处理效果。结果表明:低浓度杉木凋落物浸提液对种子萌发及幼苗生长有促进作用,以10 g·L-1的浸提液处理的种苗综合指标最好,但随着浓度的增加,杉木种子的发芽率、发芽势以及幼苗的根长、茎长、叶长和鲜重受到的抑制作用增强,其中根长对杉木凋落物浸提液的反应最敏感;随着浸提液浓度的增加,杉木幼苗的SOD活性呈下降趋势,CAT活性和POD活性呈上升趋势,MDA含量整体表现出上升趋势,其中高浓度的MDA含量与对照组差异达显著水平。综合各项指标表明,不同浓度杉木凋落物浸提液对杉木种子萌发和幼苗生长总体上起到低促高抑的作用,且高浓度杉木凋落物浸提液导致杉木幼苗体内的抗氧化酶系统功能的絮乱,可见随着杉木凋落物浸提液浓度的上升,其对杉木种苗的化感作用也逐渐增强。     

腐殖酸钠对镉胁迫下冬小麦种子萌发及根系生长的影响

[目的]研究腐殖酸钠(HA-Na)对镉胁迫下冬小麦种子萌发及根系生长的影响。[方法]以鲁麦22号为试验材料,研究不同浓度Cd~(2+)溶液处理对冬小麦种子萌发和根系生长的影响,以及不同浓度HA-Na溶液对Cd~(2+)胁迫下冬小麦种子萌发和根系生长的影响。[结果]Cd~(2+)胁迫使冬小麦种子萌发和根系生长均受到抑制,发芽率、发芽指数、活力指数、幼苗根长及芽长均降低。低浓度的HA-Na提高了Cd~(2+)胁迫下冬小麦种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数以及幼苗根长、芽长,部分缓解了Cd~(2+)胁迫对冬小麦种子萌发和幼苗生长的抑制作用。其中以50μmol/L HA-Na溶液处理的缓解效果最好,但随着HA-Na浓度的增大,其对Cd~(2+)胁迫的缓解效应逐渐减弱,当HA-Na浓度达200μmol/L时,会明显加剧Cd~(2+)胁迫的毒害作用。[结论]该研究为被重金属污染的农田土壤治理和改良提供了理论依据。     

Ca2+对NaCl胁迫下两个黄瓜品种种子发芽的影响

研究了不同NaCl浓度对两个黄瓜品种种子发芽率、活力指数、茎高、根长及根鲜重的效应。结果表明,NaCl对黄瓜种子发芽有明显的抑制作用。随着NaCl胁迫浓度的增大,NaCl对黄瓜种子发芽的抑制作用也增强。在NaCl胁迫下,不同浓度的外源Ca2+对NaCl胁迫的效应不同。低浓度的外源Ca2+对NaCl胁迫有一定的缓解效应,黄瓜种子的发芽率、活力指数、茎高、根长及根鲜重都有所提高;高浓度的外源Ca2+对黄瓜发芽起抑制作用。     

重金属Pb、Cr对小麦种子萌发和幼苗生物量的影响

对重金属Pb、Cr对小麦种子萌发以及幼苗生物量的影响进行了研究。结果表明,不同浓度的重金属Pb、Cr对小麦种子萌发及其它测量指标的影响不同。低浓度时对小麦萌发及生长影响不大,甚至有一定的刺激作用,而高浓度时则有显著的抑制作用,且随浓度增大抑制进一步增强。两种重金属相比,Cr对小麦的生态毒性要强于Pb。     

菲、萘对小麦种子的生态毒性效应

采用生物培养试验,测定了不同质量浓度的菲、萘对小麦种子萌发的生态毒性效应,分析了小麦种子的发芽情况、根茎伸长和叶绿素含量的变化。结果表明,菲、萘单一及复合处理对小麦种子发芽势、发芽率均有一定的抑制作用,高质量浓度时抑制作用明显。统计分析表明,菲单一及复合处理质量浓度与小麦发芽势的相关系数较高,r分别为0.95和0.98。菲、萘单一及复合处理对小麦幼苗根、茎伸长也具有一定的抑制作用,特别是高质量浓度处理,如菲、萘质量浓度为0.2g/L时,根伸长分别减少了89%和86%,高质量浓度复合处理(菲0.05g/L+萘0.2g/L)减少了87%。对根伸长的抑制作用为复合处理>萘处理>菲处理,对茎伸长的抑制作用复合处理>菲处理>萘处理;对叶绿素含量的影响为复合处理的抑制效应强于单一处理,但对幼苗叶绿素a和b的影响基本一致。