Pb胁迫对红椿（Toona ciliata Roem）生长发育及Pb富集特性的影响

采用盆栽试验研究了酸性紫色土、钙质紫色土和冲积土上生长的一年生红椿实生苗暴露在不同浓度Pb胁迫(O、200、450mg·kg-1和2 000 mg·kg-1)条件下的叶长、叶面积、生物量、各器官Pb含量特征和富集程度,并分析了红椿对Pb污染的耐性和转移效率.3种土壤下红椿都能生长,但相同浓度Pb胁迫下其在钙质紫色土中生长状况最佳,在冲积土中生长状况最差.随Pb浓度增大红椿叶片生长受到明显抑制,当土壤中Pb浓度在2 000 mg· kg-1时,其叶长和叶面积与对照差异极显著(P＜O.01);Pb胁迫使得红椿根茎比发生明显的变化,还加大其叶的凋落程度,同时整株生物量随着Pb胁迫浓度的增大呈极显著降低趋势(P＜0.01),但在土壤Pb浓度最大时其生物量仍达到对照的81.47％以上.红椿体内Pb含量与土壤Pb浓度成正相关(P＜0.01),其6个器官中细根Pb含量最高,粗根次之,而地上部分的Pb含量较低且差异不大.红椿耐性指数值在0.67～1.06之间,表现为随Pb胁迫浓度增大,其耐性呈下降趋势.红椿富集系数与转移系数都较小且小于0.3.这些结果表明,红椿能在Pb污染较严重的土壤中较好的生存,可作为Pb污染区域潜在的土壤修复树种.     

Pb胁迫对百喜草生长和Pb积累的影响

以水土保持先锋植物百喜草为试验材料,设置不同Pb浓度的室内模拟胁迫试验,定量测定不同浓度Pb处理下百喜草生长及体内重金属含量,分析百喜草对Pb胁迫的耐性及其富集效果。结果表明:百喜草在土壤Pb浓度2500 mg·kg-1条件下仍可生长;Pb胁迫对百喜草各生长指标均有一定抑制作用,地上部分表现为分蘖能力叶最大伸展苗高,根系表现为根体积根平均直径总根长根表面积;轻度Pb胁迫条件下百喜草根系生物量分配较多,随Pb浓度的增大,生物量分配倾向于地上部分;百喜草对Pb具有一定富集能力,根系和地上部分最高分别为3384.56 mg·kg-1和200.70 mg·kg-1,根系对Pb的富集能力远大于地上部分,表现出较弱的转移能力。     

金丝草对Pb的富集效果及其体内Pb的存在形态

以Pb超富集植物——金丝草为材料,采用室内模拟胁迫土培试验,设计6种Pb胁迫浓度（150、250、500、1000、1500和2500 mg·kg-1）,同时设置未加Pb的对照,定量测定不同浓度Pb胁迫下金丝草根系和地上部分的生物量、Pb含量及存在形态,研究金丝草对Pb的富集效果及其体内Pb的存在形态和分布特征.结果表明：Pb胁迫对金丝草的生物量有一定的抑制作用,但在高浓度Pb的胁迫下,金丝草仍保持较大的生物量;金丝草对Pb有较强的耐性和富集能力,可将大量土壤中的Pb转移至地上部分,在Pb浓度为2500 mg·kg-1时,达到Pb超富集植物的标准;金丝草根系和地上部分的Pb主要以有机酸盐、蛋白质结合态等化合态为主,迁移能力降低,从而减小Pb胁迫对自身的伤害.     

镉胁迫对杨树光合特性的影响

以灰杨和青杨为试验材料,以土壤、蛭石、蚯蚓粪(V∶V∶V=3∶1∶1)混合物为盆栽基质,设置0(CK)、20、70、150、300、500mg·kg-1 6种土壤镉浓度,研究了土壤镉胁迫对杨树幼苗生物量、气体交换参数、叶绿素荧光参数和光合色素含量及镉积累量的影响.结果表明,当镉胁迫浓度为20 mg· kg-1时,杨树幼苗生长受到的抑制作用较小;高镉浓度(≥70 mg·kg-1)胁迫下,杨树幼苗的生长受到显著抑制.杨树幼苗不同器官对镉的积累浓度为:根＞叶＞茎.两种杨树幼苗的生物富集系数(BFC)在镉胁迫浓度为20 mg·kg-1下最大,500 mg·kg-1下最小,灰杨幼苗各器官的BCF均大于青杨;两种杨树幼苗的转移系数(TF)大致相当,在镉胁迫浓度为70mg· kg-1下达到最大值.随着镉胁迫浓度(20～500 mg·kg-1)的增大,两种杨树幼苗叶片中叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素的含量整体均呈下降趋势,当镉胁迫浓度为500 mg· kg-1时下降到最小值;灰杨幼苗叶片中叶绿素a/b值随镉胁迫浓度的增加而增加,但变化不显著;青杨中叶绿素a/b值先降低后升高,但各处理组均显著低于对照组.杨树幼苗叶片光合作用下降的主要原因是非气孔因素,气体交换参数Pn、Ts、Gs随着镉胁迫浓度的升高而降低,而Ci却随镉胁迫浓度的升高而升高;最大光化学量子产量(Fo/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/F0)整体呈下降的趋势,且变化差异显著.当镉浓度为500 mg· kg-1时,光合作用最低.通过对杨树幼苗光合作用各参数抑制率的比较发现,不同杨树品种之间耐镉能力存在一定的差异,灰杨幼苗生长受镉胁迫的抑制程度小于青杨.     

镉胁迫对欧美杂交杨(Populus deltoides×Populus nigra)光合作用与生物量生产的影响

采用盆栽实验研究了生长在四川盆地典型Cd污染冲积土和紫色土上的欧美杂交杨(Populus deltoides×Populus nigra)对国家土壤环境质量标准中Cd浓度梯度(0、0.3、1.0、2.0 mg/kg)的光合响应和生物生产量。Cd处理显著降低紫色土上生长的杨树叶绿素a和叶绿素总量,增加气孔导度与胞间CO2浓度,增加凋落叶生物量,降低茎生物量、根生物量和单株总生物量。但是,Cd处理对冲积土上生长的杨树叶绿素特征、光合生理指标和生物量生产并无明显差异。尽管同一生长基质上不同Cd处理间杨树光合生理指标与生物量生产均有一定程度的影响,但紫色土上生长的杨树生理和生长特征均显著低于冲积土上生长的杨树。这些结果表明,自然条件国家土壤环境质量标准内,Cd污染并不对杨树生长构成较大威胁,而生长土壤基质的选择可能对杨树的栽培更为重要。这为Cd污染土壤区域城市森林建设和速生丰产林建设提供了一定的科学依据。     

土壤Pb污染修复植物的耐性及累积特性比较

为筛选Pb污染土壤修复植物,在文献调研的基础上,选择禾本科、豆科、菊科和茄科的12种植物作为研究对象,采用室内盆栽试验,进行不同质量浓度(0、500、1 000、1 500、2 000mg·kg~(-1))的Pb胁迫处理。通过分析植物根长、株高、生物量、地上部和地下部Pb含量,比较不同植物对Pb的耐性及累积特性。结果表明:随着Pb处理浓度的增加,12种植物的生物量均呈现下降的趋势且植物Pb积累表现出明显的根系茎叶的分异特性;通过耐Pb性综合评价,三叶草、黑麦草、早熟禾可作为铅锌矿区耐性栽培植物;在土壤Pb施加浓度为1 500 mg·kg~(-1)时,富集系数大于1的共有6种,依次为:早熟禾(3.46)三脉紫菀宽伞变种(3.34)黑麦草(2.32)狗牙根(1.78)黑心菊(1.72)辣椒276(1.26);转运系数大于1的共有3种,依次为:辣椒276(1.36)黑心菊(1.30)紫花苜蓿(1.23)。最后综合富集、转运系数及修复潜力指数,得出黑心菊在1 025mg·kg~(-1)时,其地上部铅积累量最高,为2.576mg·株~(-1),具有很好的铅修复潜力,可作为铅超富集植物的先锋物种。     

Pb胁迫对金丝草和柳叶箬生长及富Pb特征的影响

以本课题组前期研究筛选出的2种Pb潜在超富集植物金丝草和柳叶箬为研究对象,通过室内模拟胁迫水培试验,研究Pb胁迫下2种植物的生长及Pb富集规律.结果表明:金丝草和柳叶箬均对Pb具有较强的耐性,可忍耐最高Pb胁迫浓度分别达1000和1500 mg·L-1;随Pb胁迫浓度的增高,2种植物地上和地下部分的Pb含量均呈现先增大后减少的规律;金丝草地上和地下部分的Pb含量在Pb胁迫浓度为750 mg·L-1时均达最大,分别为4639.4和5467.2 mg·kg-1;柳叶箬地上和地下部分的Pb含量在Pb胁迫浓度为1000 mg·L-1时达最大,分别为6828.4和9034.6 mg·kg-1;不同Pb胁迫浓度下,2种植物转运系数的变化范围为0.57-1.14;在Pb胁迫浓度为250 mg·L-1时,金丝草对Pb的转运系数大于1,且地上部分的Pb含量超过1000 mg·kg-1,达到Pb超富集植物的标准.     

氮肥对小花南芥生理和Pb、Zn累积特征的影响

采用盆栽试验方法,在模拟Pb和Zn胁迫(1000 mg·kg-1)条件下,研究不同用量的氮肥(0、0.1、0.3 g·kg-1和0.5 g·kg-1)处理对小花南芥(A rabis alpinal var.parviflora Franch)生长、土壤pH值、土壤Pb和Zn的不同形态以及小花南芥的生物量、叶绿素、脯氨酸、质膜透性、Pb和Zn累积特征的影响.结果表明:施用氮肥导致土壤pH值呈下降趋势,施N导致土壤中Pb水溶态和可交换态含量从3.9％显著增加到11.5％～13.7％,Zn水溶态和可交换态含量从13.4％显著增加到19.3％～23.5％.施N处理使小花南芥叶绿素含量和生物量显著增加.低N(0.1～0.3 g·kg-1)处理时,小花南芥叶片脯氨酸含量和相对电导率上升;小花南芥地上部和地下部Pb和Zn含量和累积量随着N素的施入而增加.施N(0.1～0.3 g·kg-1)处理时,Pb和Zn的富集系数、转移系数均大于1.因此,适量施N (0.1 g·kg-1)能促进小花南芥对土壤中Pb和Zn的吸收和提高小花南芥对Pb和Zn污染土壤的修复效率.     

施用有机肥对小花南芥和中华山蓼生长生理和Pb/Zn累积特征的影响

采用盆栽试验,模拟Pb和Zn(1000 mg·kg-1)胁迫条件下,不同猪粪施用量对小花南芥和中华山蓼生长、生理和Pb、Zn累积特征的影响.结果表明:施用猪粪对土壤pH值的影响不明显,土壤CEC有增加的趋势.土壤中铁锰氧化物结合态没有显著的变化,小花南芥土壤水溶态和可交换态、有机物结合态显著增加.中华山蓼土壤中水溶态和可交换态没有显著的变化,而有机物结合态显著增加.Pb和Zn胁迫下,施用猪粪促进植物根的生长、生物量、叶绿素含量和相对电导率的增加(Pb胁迫下施用猪粪对中华山蓼生物量影响不显著除外).施用猪粪导致小花南芥中Pb、Zn的含量、累积量、富集系数和转移系数增加,特别是猪粪14 g·kg-1处理小花南芥中Pb、Zn的含量和累积量最高.施用猪粪导致中华山蓼中Pb含量和累积量增加,Zn含量和累积量下降,富集系数和转移系数则没有显著的变化.因此,施用猪粪能促进小花南芥和中华山蓼的生长和生理代谢,增加Pb、Zn在小花南芥、Pb在中华山蓼中的含量和累积量,适宜的施用量为猪粪14 g·kg-1.     

小花南芥（Arabis alpinal Var. parviflora Franch）对Pb和Zn的吸收累积特征研究

采用盆栽试验方法,研究了铅锌矿区小花南芥对Pb和Zn的累积特征.采用PbO、200、500和1 000mg·kg-1,ZnO、500、1 000和1 500mg·kg-1处理,研究小花南芥在20、40和60d时,数量性状变化及其对Pb和Zn的累积特征.结果表明:(1)Pb和Zn导致小花南芥株高、冠幅、根长和生物量显著降低,其中Pb1000 mg·kg-1,Zn1 500 mg·kg-1处理时,降低的幅度最大;(2)随着Pb和Zn浓度的增加和生长时期的延长,小花南芥Pb和Zn含量不断增加;(3)小花南芥Zn1 500 mg·kg-1处理60 d后,地上部Zn含量是根的1.32倍.生物富集系数为2.689,转运量系数为5.26,大于1.不同浓度Pb污染处理后,其生物富集系数不断增加,转运量系数大于1:Pb1 000mg·kg-1处理60 d后,其地上部和根中的Pb含量分别为对照的24.86倍和33.29倍.     

垂序商陆对Cd胁迫的生长响应和富集特征研究

通过盆栽试验研究了垂序商陆(Phytolacca americana L.)在Cd胁迫下的生长响应和富集特征.试验表明,Cd处理浓度≤50 mg·kg-1时,垂序商陆根系的长度和生物量均随处理浓度升高而增加,随Cd处理浓度增加根系长度和生物量逐渐减小.Cd处理下植株株高和地上部生物量均大于对照,且分别在20、50 mg·kg-1处理下达到最大.垂序商陆根、茎、叶Cd含量都在130 mg·kg-1的处理时达到最高,分别为60.44、37.74和116.93 mg·kg-1.植株根部和地上部Cd的最大累积量分别为86.86和170.91 μg·plant-1.Cd富集系数和迁移系数分别为0.42 ～0.55和0.44～1.54,且都在Cd浓度80 mg·kg -时达到最大.因此,垂序商陆可用于Cd污染土壤的修复.     

红薯对Pb、Cd的吸收累积特征及根际土壤Pb、Cd形态分布研究

为了解土壤在Pb、Cd单一以及复合污染条件下红薯对Pb、Cd的吸收和积累规律,通过盆栽试验对红薯地上部和地下部的生物量和重金属含量进行测定,分析了单一及复合污染土壤中重金属Pb、Cd形态分布特点.结果表明,相对于对照,较低浓度的Pb、Cd能显著促进红薯的生长(P＜0.05),Pb超过50 mg·kg-1、Cd超过3mg·kg-1时,红薯生长受到显著抑制(P＜O.05),Cd是影响红薯生长的主要因素;随着试验处理浓度的升高,红薯体内重金属含量也随之升高,二者之间存在极显著的相关性(P＜0.01),Pb、Cd共存对红薯吸收累积Pb、Cd具有明显的交互作用,Pb促进Cd向地上部转移,Cd促进Pb在地下部积累.根际土壤中Pb、Cd以可交换态与碳酸盐结合态为主,二者均占总量的55%以上,在复合污染条件下,Pb浓度为50 mg·kg-1时其活性系数显著高于其他Pb处理(P＜0.05),并在很大程度上促进有效态Cd含量的增加.     

EDTA辅助下地被石竹对铅污染土壤的修复潜力

采用盆栽试验,研究了铅(Pb)污染土壤添加乙二胺四乙酸(EDTA)对地被石竹生长及吸收Pb的影响.结果表明,未施用EDTA情况下,地被石竹的转运系数和生物富集系数分别为0.31～0.40,0.25～1.58,且植株含Pb量随土壤Pb浓度的提高而显著增加.施用EDTA情况下,转运系数为0.59～1.41,地上部含Pb量最高值可达1 432.81 mg·kg-1.125、250、500、1 000 mg·kg-1的Pb添加水平上,施用5 mmol·kg-1EDTA的处理,Pb迁移总量分别是2 234.61、2 013.30、5 600.84和2 083.16 μg·盆-1,转运量系数为0.71、0.74、0.80和0.90;10 mmol·kg-1EDTA处理下,迁移总量分别是2 275.26、4 032.95、4 578.92和1 977.05 μg·盆-1,转运量系数为0.80、0.84、0.90、0.91.因此,地被石竹对Pb有较强的耐性,在EDTA辅助下具有超富集Pb的潜力.     

东方香蒲（Typha orientalis Presl）对重度污染土壤中As、Cd、Pb的耐性与累积特征

通过温室盆栽试验研究东方香蒲对重度污染土壤中As、Cd、Pb的耐受性能与累积特征。研究结果表明,与未污染土壤处理相比,当土壤中As、Cd、Pb含量分别达到48.4、16.9mg·kg-1和316mg·kg-1时,东方香蒲生物量、叶绿素含量和过氧化氢酶活性等均无显著降低,东方香蒲对土壤中As、Cd、Pb表现了较强的耐受性能;当土壤中As、Cd、Pb含量分别达到285、42.1、1008mg·kg-1时,东方香蒲生物量、叶绿素含量和过氧化氢酶活性等均明显下降(P<0.05),表现出植株矮小、叶片枯黄等中毒症状。东方香蒲对土壤中As、Cd、Pb的累积主要在根部,其含量分别可达31.69、35.12mg·kg-1和87.12mg·kg-1,而在茎叶中仅为2.06、2.83mg·kg-1和20.18mg·kg-1,根部向地上部转移系数小。研究结果表明,东方香蒲可作为As、Cd、Pb重度污染土壤植物稳定修复的潜在目标植物之一。     

铅胁迫下杉木幼苗生长与养分含量的变化及铅富集特性

【目的】探讨铅（Pb）胁迫对杉木幼苗生长与营养元素吸收的影响及Pb的富集与转移特性。【方法】以1年生杉木幼苗为试验材料,采用盆栽试验,设置0（CK）、250 mg/kg（T1）、500 mg/kg（T2）、750 mg/kg（T3）、1 000 mg/kg（T4）和1 500 mg/kg（T5））Pb胁迫处理,测定不同处理杉木幼苗的形态（株高、地径）、生物量、叶片光合色素含量及各器官（吸收根、运输根、主干、枝、叶）中氮（N）、磷（P）、钾（K）、Pb含量,计算各器官的Pb富集系数和不同处理的Pb转运系数。【结果】①随着土壤中Pb含量的增加,杉木幼苗株高、地径净生长量以及总生物量均呈先升高后下降的趋势,但各处理株高净生长量与CK之间均无显著差异,T4、T5处理地径净生长量和总生物量与CK差异达到显著水平。②随着土壤中Pb含量的增加,叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量呈先升后降的趋势,其中T5处理的叶绿素a和总叶绿素含量显著小于CK,其余各处理与CK无显著差异,各处理间叶绿素b和类胡萝卜素含量无显著差异。③随着土壤中Pb含量的增加,杉木幼苗各器官的N、K元素含量均呈先升高后下降的趋势;而地下部分P元素含量总体呈上升趋势,地上部分则呈先上升后下降趋势,吸收根、运输根、枝、叶P元素含量均显著大于CK。④随着土壤中Pb含量的增加,杉木幼苗各器官中Pb含量呈上升趋势,且在同一Pb胁迫处理下,各器官Pb含量由大到小依次为吸收根、运输根、主干、叶、枝。⑤随着土壤中Pb含量的增加,杉木幼苗各器官Pb富集系数总体呈先升高后下降的趋势,各处理间Pb转运系数无显著差异。【结论】杉木幼苗对Pb的转运能力有限,但在低含量Pb胁迫环境中生长受到促进,由于杉木生长迅速,因此可将其作为低含量Pb污染地区的造林树种。     

Pb、Cd复合胁迫下美人蕉的生长及富集特征

以美人蕉幼苗为材料,通过盆栽试验研究不同含量Pb(0、100、500、1 000 mg/kg)和Cd(0、1、5、10 mg/kg)单一及复合胁迫对美人蕉幼苗株高、根长和生物量等的影响,以及Pb、Cd在美人蕉地下部分和地上部分的富集和迁移,探索美人蕉对修复Pb、Cd污染土壤的潜能。结果表明：(1)低含量Pb(≤500 mg/kg)对美人蕉幼苗株高、根长和生物量会产生促进作用,当含量升高时转为抑制作用,且复合污染对美人蕉株高、根长和生物量的抑制作用要大于单一污染;(2)Pb、Cd主要积累于美人蕉地下部分,地上部分和地下部分的Pb含量均随着处理Cd浓度升高而显著增加;而地上部分和地下部分的Cd含量均随着Pb处理浓度升高呈现先上升后下降的趋势。(3)当Pb、Cd含量升高时,美人蕉的Pb富集系数呈下降趋势;Cd的富集系数与对照相比,呈现先上升后下降的趋势。美人蕉对Pb、Cd的迁移系数与对照相比,也呈先上升后下降的趋势,且富集系数和迁移系数均<1。总的来说,美人蕉不属于超富集植物,但对低含量Pb、Cd富集及迁移系数较高,且在单一Pb胁迫下,低含量Pb(≤500 mg)会促进美人蕉生长,因此...     

北京11种宿根地被植物对镍的耐性和富集转运特征

为研究北京常用宿根地被植物对Ni胁迫的耐受和富集能力,对绢毛匍匐委陵菜、匍匐委陵菜、青绿苔草、涝峪苔草、荆芥、射干、马蔺、麦冬、大花萱草、‘金娃娃’萱草、玉簪11种宿根地被植物展开为期3个月的不同浓度含Ni土壤栽培试验,4种处理CK、T1、T2、T3土壤重金属Ni含量分别为:26.99、539.78、1 028.83、1 545.58 mg·kg^-1。结果表明,本试验条件下未出现Ni超富集植物,但几乎所有处理组植物Ni转运系数均>1,具备较强的Ni转运能力。耐性方面:青绿苔草、大花萱草、麦冬、射干和马蔺Ni耐性较强,匍匐委陵菜、玉簪、‘金娃娃’萱草和涝峪苔草Ni耐性较弱。富集方面:匍匐委陵菜和青绿苔草在T1和T2浓度下具有较强Ni富集能力;马蔺和麦冬在Ni浓度达到T3时表现出相对较强的Ni富集能力。而绢毛匍匐委陵菜和荆芥在本试验条件下对Ni胁迫不具有耐性和富集性。青绿苔草、马蔺和麦冬兼具较强耐性和富集性,可作为净化北京园林绿地Ni污染的理想地被植物。     

不同菊科植物耐铅性和富集特征比较研究

采用盆栽实验方法,研究了6种菊科植物(三脉紫菀、黑心菊、硫华菊、血皮菜、金盏菊、三叶鬼针草)在不同浓度胁迫下的耐铅性和富集特征。结果表明:随着Pb含量的增加,6种植物地上部干重呈现不断下降的趋势;硫华菊、血皮菜和金盏菊在所有浓度处理下,耐性指数(TI)均大于0.5且根系耐性指数(RTI)均大于0.9,对Pb胁迫具有较好的耐性;黑心菊地上部Pb含量最大为1 783 mg∕kg,且富集和转运系数均大于1;最后综合富集系数、转运系数和修复潜力指数,黑心菊可作为低浓度Pb污染土壤的修复植物。     

Pb2+对紫萼玉簪种子萌发和幼苗生长的影响

试验以紫萼玉簪为材料,研究了不同浓度铅( 125,250,500,1000,2000 mg·kg-1)胁迫对紫萼种子萌发及幼苗生长的影响.结果表明:Pb2+浓度小于500 mg·kg-1对紫萼玉簪种子的发芽及幼苗生长有一定的促进作用;随着浓度提高,Pb2+胁迫对紫萼玉簪萌发的抑制作用增大,浓度为1000和2000 mg·kg -1抑制作用明显,同时POD活性随Pb2+浓度的升高呈现先升高后降低的趋势,SOD活性随着Pb2+浓度升高呈现先降低后升高的趋势.说明低浓度Pb2+处理可以促进种子萌发和提高生物量;高浓度则抑制.     

EDTA辅助小藜修复Pb及Pb-Cd复合污染土壤的研究

通过盆栽试验,研究了Pb及Pb-Cd复合污染土壤添加EDTA(乙二胺四乙酸)对小藜生长和转运、富集Pb、Cd的影响。结果表明,高浓度的EDTA对小藜的生长有抑制作用,Pb及Pb-Cd复合处理下EDTA最佳添加浓度均为2.5mmol·kg-1,此时小藜对Pb的转运系数达2.66和2.41,富集系数达1.51和1.82,分别比对照提高554%和493%、8431%和2367%;对Cd的转运系数达1.87和3.47,富集系数达1.78和10.8,分别比对照提高165%和355%、77%和283%。2.5mmol·kg-1EDTA辅助小藜修复Pb-Cd复合污染土壤的效果优于修复Pb污染土壤的效果。