土施镉超富集植物秸秆对镉胁迫牛膝菊光合特性的影响

通过在镉污染土壤中施用夏季生长的镉超富集植物红果黄鹌菜[Youngia erythrocarpa(Vaniot)Babcock et Stebbins]、三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)、少花龙葵(Solanum photeinocarpum Nakamura et Odashima)和豨莶(Siegesbeckia orientalis L.)的秸秆,再种植秋冬季节生长的镉胁迫超富集植物牛膝菊(Galinsoga parviflora Cav.),研究了不同镉超富集植物秸秆对镉胁迫后牛膝菊光合特性的影响。结果表明,在土壤中施用红果黄鹌菜秸秆后,镉胁迫牛膝菊叶片的净光合速率较未施用秸秆的提高了4.29%,地上部生物量增加了7.33%,而施用三叶鬼针草、少花龙葵和豨莶秸秆的则降低了镉胁迫牛膝菊叶片净光合速率和地上部生物量。同时,土壤中施用红果黄鹌菜秸秆的镉胁迫牛膝菊叶片水分利用效率、光能利用率、胞间CO_2浓度、气孔导度和叶片表面蒸汽压亏缺等光合参数均较未施用秸秆的有所提高,蒸腾速率则较未施用秸秆的降低,而施用三叶鬼针草、少花龙葵和豨莶秸秆的光合参数则高低不同,可能是红果黄鹌菜秸秆的化感物质能提高镉胁迫牛膝菊的光合能力、促进牛膝菊的生长所致,而三叶鬼针草、少花龙葵和豨莶秸秆的化感物质则抑制了镉胁迫牛膝菊的光合能力与生长。就光合色素含量而言,只有施用红果黄鹌菜秸秆的镉胁迫牛膝菊叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素含量较未施用秸秆的增加,分别较未施用秸秆的增加了5.97%、30.42%、10.94%和12.88%,施用三叶鬼针草、少花龙葵和豨莶秸秆的均低于未施用秸秆的。此外,土壤施用红果黄鹌菜秸秆的镉胁迫牛膝菊植株可溶性糖含量较未施用秸秆的增加。因此,在镉胁迫条件下,土壤施用红果黄鹌菜秸秆能够提高牛膝菊的光合能力,促进其生长,有利于牛膝菊修复镉污染的土壤。     

施用富集植物秸秆对水田芥生长及镉积累的影响

【目的】研究陆生富集植物秸秆对水生富集植物的镉积累影响。【方法】采用盆栽试验,通过向土壤中施用4种陆生镉富集植物(白三叶、旱莲草、小飞蓬和繁缕)秸秆,研究在镉胁迫条件下,施用富集植物秸秆对挺水镉富集植物水田芥生长以及镉积累的影响。【结果】施用4种镉富集植物均提高了水田芥茎秆、叶片和地上部分生物量。与未施用相比,施用富集植物秸秆均提高了水田芥叶片的抗氧化酶活性,增加水田芥叶片的可溶性蛋白含量。施用白三叶、旱莲草、小飞蓬秸秆均降低了水田芥茎秆、叶片与地上部分的镉含量,只有施用繁缕秸秆增加了水田芥茎秆、叶片和地上部分镉含量,较未施用分别增加了40.57%、13.76%和25.44%。施用旱莲草秸秆与施用繁缕秸秆的水田芥茎秆、叶片和地上部分镉积累量增加,其中施用繁缕秸秆比未施用分别增加了53.70%、21.19%和35.62%。施用繁缕秸秆提高了土壤酶(过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶)活性,而其他3种处理则降低了土壤酶活性。【结论】施用繁缕秸秆能够增加水田芥对镉的积累,提高水田芥对镉污染土壤的修复能力。     

覆盖耐性植物秸秆对牛膝菊光合生理的影响

通过盆栽试验,在镉污染土壤表面覆盖镉耐性植物(扬子毛茛、通泉草、邻近风轮菜和车前草)秸秆,研究了镉耐性植物秸秆对镉超富集植物牛膝菊光合生理的影响。结果表明:土壤表面覆盖扬子毛茛、邻近风轮菜和车前草秸秆后,牛膝菊叶片的净光合速率、蒸腾速率、光能利用率、胞间CO_2浓度、气孔导度、叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素总量及类胡萝卜素含量均降低,水分利用效率、叶表面蒸汽压亏缺提高。土壤覆盖通泉草秸秆后,牛膝菊叶片的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、光能利用率和气孔导度均得到提高,分别较未覆盖提高了13.02%、8.51%、4.15%、12.89%和12.94%,降低了胞间CO_2浓度和叶表面蒸汽压亏缺。土壤表面覆盖通泉草秸秆的牛膝菊叶片的叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素总量及类胡萝卜素含量均高于未覆盖,分别较未覆盖提高了12.04%、8.51%、11.19%和10.14%。土壤表面覆盖改变了牛膝菊植株的可溶性糖含量,其中覆盖通泉草秸秆降低了牛膝菊根、茎、叶的可溶性糖含量。因此,在镉污染土壤表面覆盖通泉草秸秆可以有效提高牛膝菊的光合作用,促进牛膝菊生长。     

覆盖富集植物秸秆对葡萄幼苗镉积累的影响

【目的】研究土壤覆盖富集植物秸秆对果树镉积累的影响.【方法】通过盆栽试验,将葡萄幼苗种植于镉污染的土壤中,并在土壤表面覆盖镉富集植物(多茎鼠麴草、荠菜、猪殃殃和小飞蓬)秸秆,研究了葡萄幼苗的生长及镉积累状况.【结果】与未覆盖相比,覆盖多茎鼠麴草和猪殃殃秸秆均提高了葡萄幼苗分生物量、叶绿素含量和抗氧化酶活性;覆盖荠菜和小飞蓬秸秆降低了葡萄幼苗的这些指标.覆盖四种富集植物秸秆均降低了葡萄幼苗的地上部分镉含量,较未覆盖分别降低了10.68%、4.36%、11.33%和55.55%.【结论】覆盖富集植物秸秆均能够降低镉胁迫下葡萄幼苗的地上部分镉含量,其中覆盖多茎鼠麴草和猪殃殃秸秆还有利于促进葡萄生长.     

两种生态型富集植物及超富集植物的镉积累特性差异研究

通过盆栽试验,研究了镉污染条件下两种生态型(矿山和农田)的镉富集植物水田芥和猪殃殃、镉超富集植物牛膝菊和鬼针草的镉积累差异。结果表明,农田生态型水田芥、猪殃殃、牛膝菊和鬼针草的生物量、光合色素含量均大于矿山生态型。就镉含量而言,农田生态型水田芥的植株镉含量高于矿山生态型,但农田生态型猪殃殃、牛膝菊和鬼针草的植株镉含量低于矿山生态型。从镉积累量来看,农田生态型水田芥、矿山生态型猪殃殃和矿山生态型鬼针草的地上部分镉积累量均显著高于其各自的另一种生态型,而农田生态型水田芥、农田生态型猪殃殃和矿山生态型鬼针草均显著高于其各自的另一种生态型。矿山生态型牛膝菊与农田生态型的地上部分及整株镉积累量差异均不显著。因此,在选用富集植物或超富集植物进行土壤重金属污染修复时,应注意不同生态型的重金属积累差异。     

超积累植物壶瓶碎米荠的镉富集

通过野外调查和人工栽培试验,研究了壶瓶碎米荠(Cardamine hupingshanensis)植株的镉含量。在自然条件下,壶瓶碎米荠植株平均镉含量随着生长时间的推移而增加;地上部镉含量变化范围为189～3 800 mg/kg,地上部与地下部镉含量的比值为1.13,变化范围为0.83～1.42;富集系数的平均值为209.10,变化范围为42.28～913.50。在人工栽培条件下,壶瓶碎米荠地上部镉含量随土壤中镉浓度的增加而增加,当土壤中镉含量超过50.00mg/kg,生物产量开始降低。在相同的土壤条件下,大棚栽培条件下壶瓶碎米荠植株富集镉能力和生物产量均好于露天栽培条件。表明,壶瓶碎米荠是一种生物产量高、富集镉能力强的超积累新材料,在土壤镉污染修复方面具有比较好的应用前景。     

不同作物秸秆覆盖处理对硫华菊镉积累的影响

【目的】探究秸秆覆盖对富集植物重金属积累的影响。【方法】通过盆栽试验研究了4种作物(水稻、小麦、油菜和蚕豆)秸秆对镉富集植物硫华菊生长及镉积累的影响。【结果】与未覆盖相比,覆盖4种秸秆降低了硫华菊根系、茎秆、叶片、地上部分及整株生物量,也降低了其光合色素含量。覆盖小麦、油菜、蚕豆作物秸秆的处理均提高了硫华菊地上部分的镉含量、转运系数和转运量系数,而覆盖水稻秸秆的处理则降低了这4项指标。硫华菊地上部分镉积累量的大小顺序为:油菜秸秆覆盖小麦秸秆覆盖蚕豆秸秆覆盖未覆盖水稻秸秆覆盖。与未覆盖相比,覆盖小麦秸秆、油菜秸秆和蚕豆秸秆的硫华菊地上部分镉积累量分别提高了24.22%、32.04%和18.82%。【结论】覆盖小麦、油菜、蚕豆秸秆均能提高硫华菊对镉污染土壤的修复能力,其中以油菜秸秆的效果最佳。     

施用多裂翅果菊秸秆对葡萄幼苗生长及硒富集的影响

采用盆栽试验，研究施用多裂翅果菊秸秆对葡萄幼苗生长及硒富集的影响。结果表明，施用多裂翅果菊不同部位秸秆均降低了葡萄幼苗根系、茎秆和叶片的生物量，也降低了葡萄幼苗的光合色素(叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素)含量，其中，施用多裂翅果菊叶片秸秆的葡萄根系、茎秆和叶片的生物量分别较不施用秸秆对照降低了29.76%、22.50%和22.33%；施用多裂翅果菊不同部位秸秆均提高了葡萄幼苗超氧化物歧化酶活性，但对丙二醛含量的影响不显著，施用茎秸秆和叶片秸秆降低了过氧化物酶和过氧化氢酶活性；施用多裂翅果菊不同部位秸秆均提高了葡萄幼苗根系、茎秆和叶片的硒含量，其中，施用叶片秸秆葡萄幼苗根系、茎秆和叶片的硒含量分别较对照提高了11.66%、22.99%和23.35%。施用多裂翅果菊不同部位秸秆抑制了葡萄幼苗的生长，但促进了葡萄幼苗对硒的吸收与积累。     

镉对堇叶碎米荠生长生理特性的影响

以堇叶碎米荠（Cardamine violifolia O.E.Schulz）作为研究材料，以氯化镉（CdCl2）的不同浓度（0、50、100、150、200 mg/L）处理50 d苗龄的堇叶碎米荠，测定其株高、鲜重、过氧化氢酶（CAT）活性、过氧化物酶（POD）活性和超氧化物歧化酶（SOD）活性。结果表明，当镉盐浓度高于50 mg/L时，镉对堇叶碎米荠的株高和鲜重都有显著的抑制效应；随着镉盐浓度的升高，堇叶碎米荠的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素和叶绿素a/b下降；随着镉盐浓度的升高，堇叶碎米荠叶片和根系体内的保护酶活性先升高后降低，当镉盐浓度为150 mg/L时，各保护酶的活性达到最大。结果表明，堇叶碎米荠为资源植物，可作为土壤和水体镉污染的指示植物。     

棉秆炭减缓土壤中镉对水稻生长的胁迫效应

为探讨棉花秸秆生物质炭减缓镉对水稻（Oryza sativa L.）生长的胁迫影响，采用室外盆栽试验，以水稻品种‘特丰优2号’为试验材料，在镉浓度为0、1、4、8 mg·kg-1的稻田土壤中分别添加炭土质量比为0%（C0）、1%（C1）、2.5%（C2.5）和5%（C5）的棉花秸秆生物质炭，分析水稻拔节期、孕穗期、灌浆期和完熟期施用生物质炭对水稻株高、叶片SPAD值、光合特性、叶片水分利用率等生理及产量指标的影响。结果表明:①C0处理条件下，镉胁迫处理均使水稻株高、叶片SPAD值、光合能力、叶片水分利用率和产量降低，并随着镉浓度的增加，降低幅度增大。C1和C2.5处理显著提升了水稻叶片光合能力，C2.5处理的水稻叶片SPAD值较C1更高（P<0.05）。②镉胁迫处理下，与C0相比，C1处理可以显著提高水稻株高、叶片水分利用率，并使水稻增产（P<0.05）。在0、1、4、8 mg·kg-1四个镉浓度梯度下，与C0相比，C1处理的水稻产量分别增加45.45%、30.63%、22.20%和12.98%。综上，重金属镉对水稻生长具有胁迫效应，降低水稻光合能力及产量，施用1%生物质炭后可以有效减弱镉对水稻造成的胁迫，提高水稻产量。