水体镉污染对水稻幼株生长及某些生理特性的影响

试验采用不同浓度(0，0．1，5，30，100mg／L)的cd^2 溶液模拟水体镉污染，研究其对水稻种子和幼株的影响。结果表明：Cd^2 明显抑制水稻幼株的生长，降低株高和根长，减少根数。cd^2 使根系活力和硝酸还原酶(Nil)活性降低，游离氨基酸、可溶性蛋白含量明显减少，严重干扰了水稻幼株的代谢过程。此外，高浓度的cd^2 (100mg／L)引起水稻幼株根尖变褐，呈现中毒反应。     

不同灌溉方式对镉污染下水稻生长和产量的影响

通过盆栽试验,研究镉污染下淹水灌溉、干湿交替灌溉和湿润灌溉3种灌溉方式对水稻根系活力、生长、产量及产量因子的影响。结果表明:1 mg/kg镉处理对水稻生长和产量无明显影响,5 mg/kg的镉处理严重抑制水稻的根系活力、株高、分蘖数和产量;镉污染下,干湿交替灌溉处理相比淹水灌溉处理有效地提高了根系活力,促进前期分蘖,提高生物量、穗数、每穗粒数和结实率,导致产量明显增加;湿润灌溉处理与淹水灌当相比虽然提高低镉污染水稻全生育期和高镉污染水稻生育前期的根系活力,但茎蘖增长慢,茎蘖数减少,生物量、穗数、每穗粒数和结实率降低,最终导致产量降低。不同灌溉方式对穗长和千粒质量影响不大。综合研究结果可知,在镉污染土壤中,干湿交替灌溉处理有利于水稻的生长和产量的形成。     

有机酸·EDTA对镉污染土壤上水稻生理生化特性的影响

[目的]探讨不同基因型水稻的抗性机理。[方法]通过盆栽试验研究了有机酸和EDTA对镉污染土壤上水稻生理生化指标的影响。[结果]单独和混合施加有机酸和ED‘rA均显著提高了镉污染土壤上水稻的SOD活性,其POD、CAT活性和MDA含量均比镉污染对照显著降低。添加有机酸和EDTA分别使低镉污染土壤中秀水63MDA含量比低镉对照降低了7。5％和16．4％。加入有机酸和ED＋TA后,水稻体内游离脯氨酸含量高于镉污染对照且相同处理下Ⅱ优527体内的游离脯氨酸含量高于秀水63。秀水63的根系活力的变化比Ⅱ优527小。在低镉污染处理中,有机酸和EDTA的添加降低了水稻的根系活力;在高镉污染处理中,仅有机酸的添加显著提高了水稻的根系活力。[结论]有机酸和EDTA能显著降低水稻POD和CAT活性及MDA含量,并增加SOD活性。     

不同镉浓度对寒地水稻根系活力和籽粒品质的影响

[目的]研究不同镉浓度对寒地水稻根系活力和籽粒品质的影响。[方法]采用盆栽试验方法,研究不同镉浓度对水稻不同生育期根系活力、成熟期水稻植株和籽粒中镉含量、籽粒品质的影响。[结果]随着镉浓度的增加,水稻根系明显下降,植株中镉含量增加,糙米中蛋白质含量降低。[结论]土壤镉污染降低水稻根系活力和稻米营养品质。     

硅对低镉污染水平下水稻幼苗生长及吸收镉的影响

虽然土壤镉污染控制标准的限量较低，但镉在土壤中活性较强，容易被作物吸收，而我国低浓度镉污染的土壤面积也较大。因此我们通过水稻幼苗水培试验，研究了低镉污染水平以及不同的硅处理浓度对水稻幼苗生长和吸收镉的影响。结果表明，低浓度的镉污染虽然对水稻幼苗的生长有一定的促进作用，但幼苗体内的镉含量较高，且镉的富集系数在低浓度下也较大。因此，低浓度镉污染所引起的食品安全风险不容忽视。在镉污染条件下施加硅处理，能增加水稻幼苗蛋白质和叶绿素的含量，提高根系活力以及抗氧化酶SOD、POD的活性，但要选择适宜的浓度，硅处理浓度过高或过低时效果较差。一定浓度范围内的硅处理对于抑制水稻幼苗对镉的吸收效果非常明显，但随着硅浓度的增加，幼苗体内镉含量降低的幅度趋缓。因而从经济因素考虑，只要施加适量的硅就可以达到较好的降镉效果。     

重金属镉在土壤-水稻中迁移转化特征

【目的】探明不同浓度镉污染土壤条件下镉在水稻中的迁移转化特征,为控制镉在水稻中的迁移及保障粮食生产安全提供参考依据。【方法】通过人工模拟镉污染的盆栽试验,研究不同镉污染程度(轻微、轻度、中度及重度污染)土壤对分蘗期和成熟期水稻各器官镉积累、富集能力及土壤-水稻系统各部分间转运特征的影响。【结果】水稻各器官镉积累量及富集能力均随土壤镉污染程度增加而增大,镉在水稻中的富集能力表现为根系茎叶糙米。镉在土壤-水稻系统各环节转运能力表现为土壤-根系根系-茎叶茎叶-稻米。镉胁迫浓度与土壤-水稻系统各部分间转运系数无明显相关性。【结论】镉在水稻不同部位的含量与土壤中镉浓度成正相关关系。     

镉污染农田施用EDTA对水稻生长发育的影响

[目的]探讨镉污染的农田中施用EDTA对水稻生长的影响规律。[方法]以高镉积累型水稻品种秀水63和常规品种Ⅱ优527为试材,在盆栽土壤上施加2．0mmol／LEDTA,研究EDTA（乙二胺四乙酸钠）对在镉污染的土壤中不同镉富集类型水稻品种生长和发育的影响。[结果]在镉污染的土壤上施加EDTA,提高了水稻株高,降低了根长,高镉污染（5．0mg／kg）对水稻生长的影响优于低镉污染（1．0mg／kg）。镉污染对Ⅱ优527有效穗数的影响大于秀水63。EDTA增加了镉污染农田水稻有效穗数、成穗率、穗实粒数和Ⅱ优527的千粒重,降低了受污染水稻的穗长和秀水63的千粒重,相同条件下,Ⅱ优527的有效穗数和成穗率大于秀水63。[结论]该研究为采用改良措施控制水稻对镉的吸收提供科学依据。     

叶面喷施硒肥对水稻植株中镉、硒含量分布的影响

在大田生产条件下对镉污染水稻喷施叶面硒肥,研究了外源硒对水稻植株不同部位中镉、硒含量分布的影响。结果表明,喷施叶面硒肥均能有效降低水稻根系、秸秆和籽粒中镉含量,分别较对照降低11.99%~19.85%、33.95%~70.78%和25.93%~47.06%;施用硒肥的处理显著增加了水稻各组织器官中硒含量,水稻根系、秸秆和籽粒中硒含量分别较对照增加150%~300%、366%~450%和162.5%~225%。     

水体镉污染对小麦种子萌发及幼苗生长的影响

[目的]研究水体镉污染对小麦种子萌发和幼苗生长的影响,为小麦高产、优质栽培提供依据。[方法]采用不同浓度（0、1、5、30、100mg／L）CdCl2溶液模拟水体镉污染,探讨其对小麦种子萌发及幼苗生长的影响。[结果】随着Cd2＋浓度的增加,小麦幼苗可溶性糖、可溶性蛋白的含量明显减少,脯氨酸累积量增加,丙二醛（MDA）含量上升,细胞膜的相对透性也逐渐增强。此外,高浓度的CdCl2溶液（100mg／L）会使小麦的根尖呈黄褐色。[结论]Cd2＋对小麦种子萌发及幼苗生长有明显的抑制作用。     

秸秆还田对镉污染农田土壤中镉生物有效性的影响

通过温室盆栽试验和土壤培养试验,研究了重金属镉污染水稻土和人为模拟镉污染土壤上不同种类和不同量的作物秸秆还田后,土壤中可提取态镉的动态变化规律以及对白菜生长和吸收重金属镉的影响.结果表明,秸秆还田显著提高了2 种镉污染土壤的pH值.镉污染水稻土上还田玉米和菜豆秸秆显著提高了土壤中醋酸铵提取态镉和DTPA 提取态镉含量,秸秆还田后2 周时醋酸铵提取态镉含量增加了17%～33%,随时间延长,土壤中可提取态镉增加变的不明显.模拟镉污染土壤上还田玉米和菜豆秸秆对土壤中醋酸铵提取态镉和DTPA 提取态镉含量影响不明显.镉污染水稻土上秸秆还田量2%时显著降低了白菜体内镉含量,还田菜豆秸秆和玉米秸秆白菜体内镉含量分别降低了18%和27%.还田玉米秸秆影响了白菜生长,降低了白菜的产量;模拟镉污染土壤上还田菜豆秸秆对白菜生长和镉含量影响不明显,但还田2%玉米秸秆降低了白菜生物量,增加了白菜镉含量.     

锌镉互作对水稻幼苗镉和矿物质积累的影响

研究分析了在浓度梯度的Zn×Cd胁迫下两个水稻品种黄华占和IR68144幼苗根部和地上部Cd和矿物质的积累特征.结果表明:(1)随着营养液Cd2+浓度的上升,黄华占和IR68144根部和地上部的Cd含量都大幅增加.中等浓度的Zn2+能有效地减少高浓度Cd胁迫时水稻根系对Cd的吸收,但低浓度Cd胁迫时表现为协同吸收,而高浓度Zn2+则主要促进Cd的吸收.中等浓度的Z2++在一定条件下也能有效减少水稻地上部的Cd积累量,但其作用与Cd2+浓度和水稻基因型都有关,而高浓度Zn2+则完全表现为促进Cd的积累.(2)黄华占和IR68144根部和地上部的Zn含量都随着营养液Zn2+浓度的提高而增加.Cd对水稻Zn积累的影响与Zn2+浓度和基因型都有关,但大多数情况下Cd胁迫明显降低了水稻对Zn的积累.(3)在正常Zn2+浓度(0μmol/L)营养液中,Cd2+浓度上升时,黄华占和IR68144根部Fe积累量都保持相对平稳,但两者地上部Fe积累量明显持续降低;两品种根部Mn含量都不断增加,但黄华占地上部Mn积累量持续下降,而IR68144中保持平稳.Zn×Cd互作对水稻Fe积累的影响在根部主要表现为促进作用,在地上部则主要显示出抑制作用,但两品种的Mn积累量表现出复杂的Cd2+、Zn2+浓度和基因型相关性.说明锌镉互作能有效调控水稻幼苗对镉的吸收与转运,但其互作效应与Zn2+和Cd2+浓度有关,且表现出明显的基因型差异;同时还改变了水稻幼苗中锌、铁、锰等的积累.     

锌对粳稻幼苗镉吸收转运特性的影响

采用水培实验,研究了镉胁迫下粳稻幼苗的生长发育特征及镉和锌的吸收转运特性。结果表明,施加1.2 mmol·L~(-1)及1.4mmol·L~(-1)锌能显著增加根尖数目和根系及地上部的生物量,并使根系中的镉积累量分别下降86.4%和97.5%,地上部镉积累量分别下降62.6%和73.3%。根系和地上部的镉主要分布在细胞壁(F1)和胞液(F3)中,细胞器(F2)中的镉含量很少,只占根系镉总量的5.4%和地上部镉总量的9.4%。锌降低了各亚细胞组分中镉的含量,提高了镉在F3中的分配比例。当锌使根系F3中的镉浓度降低到12.8 mg·kg~(-1)FW以下时,镉从根系F3中向地上部转运的比率显著增加,但转运量只有2.7μmol·L~(-1)Cd~(2+)(无锌添加)处理组的26.9%~46.1%。     

过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶对镉胁迫下水稻根系生长的影响

[目的]研究过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）与镉胁迫水稻根系生长发育的关系。[方法]以水稻中花11号为材料,研究Cd、Cd＋CAT抑制剂和Cd＋APX抑制剂处理条件下水稻幼苗的变化。[结果]在Cd胁迫下,抑制CAT活性,导致地上部分的生长受到显著抑制,引起不定根和侧根数量的减少,但显著促进了不定根和侧根的伸长生长;同时,初生根和不定根上第一侧根距根尖的距离也比对照的增加。抑制APX活性,水稻的生长变化与CAT抑制剂处理的类似。[结论]在正常和胁迫条件下CAT和APX对水稻的生长可能具有重要的调节作用。     

硫对水稻幼苗镉积累特性及亚细胞分布特征的影响

为探明硫对水稻幼苗镉积累特性及亚细胞分布特征的影响, 进行水培试验。以高镉积累水稻品种T优705和低镉积累品种湘早籼24为材料, 研究硫对水稻幼苗吸收累积镉的影响及其植株体内亚细胞分布的变化。结果表明, 当施硫水平为2.8 mg·L^-1时, 2个品种根系和地上部分的镉含量均显著降低;当施硫浓度为0.3 mg·L^-1时, 只有湘早籼24根系中的Cd含量显著降低(P<0.05)。施硫可显著降低水稻根系中的镉向地上部分转移, 增加水稻地上部细胞壁中的Cd分配比例, 降低胞液中的Cd分配比例。与根系相比, 地上部的Cd积累量更容易受到施硫水平的影响。因此, 针对不同品种, 在水稻苗期合理施硫可有效地缓解Cd毒害。     

镉胁迫下2种杨树可溶性蛋白含量的变化研究

对速生杨107和速生杨118进行不同浓度镉处理,研究其对叶和根的可溶性蛋白含量的影响。结果表明,2种杨树叶片中可溶性蛋白含量随着镉浓度的增加而增加。处理20 d,镉处理组叶片中的可溶性蛋白含量明显增加(除了杨树118的50μmoL/L镉处理组)。在高浓度镉(500μmoL/L)条件下处理30 d,其含量急剧下降。在50μmoL/L镉处理条件下,2种杨树根的可溶性蛋白含量呈现持续上升的趋势。在100μmoL/L镉处理组中,速生杨107根的可溶性蛋白含量在前30 d呈上升趋势,速生杨118根的可溶性蛋白含量在整个处理期中一直较高。高浓度镉(500μmoL/L)处理20 d后2种杨树根部可溶性蛋白含量均急剧下降。     

低含量Pb2+对Cd2+污染下冬小麦幼苗根系过氧化物同工酶的影响

【目的】研究Pb²⁺含量低于国家“土壤环境质量标准(GB 15618-1995)”规定的Ⅱ类土壤环境基准值(300.0 mg/kg)时,其对Cd²⁺污染下冬小麦幼苗根系过氧化物(POD)同工酶表达的影响,为正确评价土壤重金属污染条件下冬小麦生长发育的安全性和稳定性提供科学依据。【方法】采用盆栽试验,在不同含量Cd²⁺和Pb²⁺/Cd²⁺污染条件下培育冬小麦幼苗,待幼苗生长3周、7周和12周时,采集冬小麦幼苗根系,采用聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE),分析低含量Pb²⁺对Cd²⁺污染下冬小麦幼苗根系POD同工酶的影响。【结果】在幼苗生长的3周、7周和12周3个阶段中,土壤Cd²⁺污染对冬小麦根系POD同工酶的表达表现出了抑制效应;3周龄时,冬小麦根系POD同工酶表达量受Cd²⁺抑制影响最强,随着冬小麦生长时间的延长,Cd²⁺的影响开始减弱,且在冬小麦3周和7周龄时,20.0 mg/kg Cd²⁺对冬小麦根系POD同工酶表达量的抑制作用最强。除3周龄时120.0 mg/kg Pb²⁺可减缓20.0 mg/kg Cd²⁺对冬小麦根系POD同工酶表达的抑制作用外,低含量Pb²⁺对Cd²⁺污染条件下冬小麦根系POD同工酶的表达均起协同抑制效应。【结论】冬小麦幼苗生长初期,土壤Cd²⁺污染对其根系POD同工酶表达表现出较强的抑制作用,随着冬小麦生长时间的延长,Cd²⁺的抑制作用减弱;当土壤中Pb²⁺含量低于国家“土壤环境质量标准”规定的Ⅱ类土壤环境基准值(300.0 mg/kg)时,其增强了Cd²⁺污染对冬小麦根系POD同工酶表达的抑制作用。     

外源柠檬酸杆菌对水稻镉吸收和亚细胞分布及生理特性的影响

为探究外源柠檬酸杆菌(Citrobactersp.)对水稻抗镉胁迫的影响，以在培养土中添加外源柠檬酸杆菌XT1–2–2菌悬液(处理组)和未加菌悬液(对照组)的盆栽水稻为研究对象，分析分蘖期水稻在3种Cd质量浓度(0、5、10 mg/kg)处理下XT1–2–2对Cd的吸收、转运、亚细胞分布及生理特性(可溶性糖和抗坏血酸)的影响。结果表明：与对照组相比，处理组水稻根、茎、叶的Cd质量分数均显著降低；Cd质量浓度为0、5mg/kg时，根茎间的转运系数也显著低于对照组的；处理组水稻根中的细胞壁、细胞膜和可溶性部分的Cd质量分数均显著低于对照组的，根系细胞壁中Cd分配比例增加，可溶性部分Cd分配比例降低；菌株XT1–2–2处理的水稻茎、叶中的可溶性糖的质量分数显著低于对照组的，而抗坏血酸的质量分数显著高于对照组的，且随Cd处理质量浓度的增加，抗坏血酸的质量分数逐渐增加。综上所述，加入外源柠檬酸杆菌XT1–2–2可以降低分蘖期水稻各组织对Cd的吸收，影响Cd在根茎间的转运以及Cd在根系亚细胞内的分配比例，降低茎、叶中的可溶性糖的质量分数，增加茎叶中的抗坏血酸的质量分数，进而有效增强水稻对Cd的抗性...     

水稻根系对镧、铈、锌胁迫的生理生化应答(英文)

[目的]研究镧(La3+)、铈(Ce3+)、锌(Zn2+)对水稻根系的生理生化影响,探讨过量施用稀土的环境效应。[方法]以稀土元素镧(La3+)、铈(Ce3+)和兼具营养与毒性的重金属元素锌(Zn2+)为胁迫因子,采用组织培养法比较三者对水稻种子萌发及幼苗生长发育的影响。[结果]La3+、Ce3+和Zn2+对水稻种子萌发率影响很小,但对幼苗根、苗的生长具有显著的抑制作用,且在高浓度下稀土离子的抑制作用均大于Zn2+。水稻根可溶蛋白质含量随3种金属离子浓度的升高均呈先升后降的趋势,且La3+、Ce3+较Zn2+更为敏感;CAT和POD的活性随La3+、Ce3+和Zn2+浓度的增加逐渐上升,而SOD活性则先降后升;3种金属离子均能显著地刺激水稻根内MDA迅速积累。在高浓度下,La3+、Ce3+表现出比Zn2+更强的毒性。[结论]稀土元素La3+、Ce3+同重金属元素Zn2+对水稻的毒害机制相似。从长远来看,稀土有可能是一种新型的污染。     

卤代阻燃剂和镉对旱稻种子萌发和生长的影响

为探讨卤代阻燃剂四溴双酚A(TBBPA)和得克隆(DP)与重金属镉污染土壤对旱稻种子萌发及生长的影响,选用原旱稻3号种子为模式材料,采用土壤染毒法进行种子萌发试验。结果表明DP、TBBPA和镉对原旱稻3号种子萌发和幼苗生长具有抑制作用,且存在明显的剂量-效应关系,DP、TBBPA和镉对根伸长的EC_(50)分别为250.40、124.75 mg·kg~(-1)和133.41 mg·kg~(-1),对芽伸长的EC_(50)分别为645 265.53、244.52 mg·kg~(-1)和81.80 mg·kg~(-1)。卤代阻燃剂和镉增强了本品种种子根系的活力;TBBPA、DP、镉和三者复合污染处理脯氨酸分别比对照增加了51.03%、4.91%、42.52%和86.35%;TBBPA和DP具有促进植物可溶性蛋白质生成的作用,比对照分别增加了36.55%和5.86%,镉和复合污染均抑制了水稻幼苗可溶性蛋白质的生成,抑制率分别为28.86%和15.09%;镉具有抑制水稻体内可溶性糖生成的作用,抑制率为8.41%,而阻燃剂和复合污染具有促进水稻体内可溶性糖生成的作用。原旱稻3号幼苗对镉具有一定的积累作用,而两种阻燃剂在幼苗中残留量较低。研究表明DP、TBBPA和镉对原旱稻3号种子萌发和幼苗生长均具有一定的抑制作用,而幼苗通过调节细胞中脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质等物质的含量来提高对胁迫的耐受性。