铅胁迫对狗牙根生理特性和铅积累的影响

为阐明铅胁迫对植物的毒害机制和重金属污染土壤、水体的植物修复模式,采用水培的方法,模拟三峡库区长江水体Pb2+污染环境,研究不同浓度Pb2+胁迫对三峡库区库岸适生植物狗牙根中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性、叶绿素含量和铅积累的影响。结果表明:在铅胁迫初期(Pb2+20mg/L),植株SOD、CAT活性和叶绿素含量明显升高,最高点分别是361.78 U/g FW、215.16U/(g·min)和2.99mg/L;随着Pb2+浓度的增加及胁迫时间的延长,SOD、CAT活性和叶绿素含量呈下降趋势,最低点分别是152.87U/g FW、162.12U/(g·min)和1.44mg/L;而狗牙根叶片中POD整体呈上升趋势,最高点是291.12U/g FW;同时,狗牙根对Pb2+的积累主要分布于根,其次为茎。结论:狗牙根能明显降低江水中的Pb2+含量,可作为植物修复重金属污染水体的优良物种。     

苋菜活性氧代谢对铅胁迫的响应

[目的]了解铅对植物生长的抑制作用。[方法]以苋菜品种一点红为试材,采用盆栽试验,以醋酸铅配制土壤铅含量分别为0.1、0.2、0.4、0.8和1.6 mmol/kg干土,不加铅为对照,研究铅处理对苋菜生长、铅积累和活性氧代谢的影响。[结果]播种45 d后,铅胁迫(>0.4 mmol/kg)下苋菜的生长受到明显抑制,其中根受到的抑制程度最高。铅胁迫明显增加了苋菜器官中铅的含量,并主要积累在根部。随着铅处理浓度的增加,成熟叶超氧阴离子产生速率加快,过氧化氢含量、SOD和POD活性增加,CAT和APX活性降低,氧阴离子产生速率、过氧化氢含量、MDA含量和细胞电解质渗漏增加。[结论]铅胁迫引起苋菜活性氧代谢失衡,过氧化作用加剧,导致植物生长受阻。     

不同有机酸对水稻吸收铅的影响

通过盆栽试验 ,研究不同包膜和非包膜有机酸 (乙二胺四乙酸 (EDTA)、柠檬酸、草酸 )对土壤中铅的活化和水稻吸收铅的影响 ,尤其是对水稻籽粒中铅含量的影响。结果表明 :EDTA能强烈活化土壤中的铅 ,经EDTA处理的土壤其有效态铅的含量比对照提高 6 1倍 (包膜 )和 2 3倍 (非包膜 ) ;柠檬酸对铅也有一定的活化作用 ,但效果不显著 ;草酸则抑制了土壤中铅的活化 ,有效态铅含量下降。EDTA处理促进了水稻对铅的吸收和在籽粒中的积累 ,籽粒中铅含量由对照的 0 96 4g·kg-1增加到 1 5 15g·kg-1;柠檬酸和草酸处理后水稻对铅的吸收和在籽粒中的积累均下降 ,柠檬酸处理的籽粒铅含量下降 6 6 % (包膜 )和 5 3% (非包膜 ) ;草酸处理的下降 72 % (包膜 )和 6 4 % (非包膜 )。与非包膜有机酸处理相比 ,包膜有机酸处理对铅的作用效果更为明显。     

EDTA调控下香根草对重金属铅胁迫的抗氧化酶特性

[目的]探讨外源化学物质EDTA对香根草在重金属Pb胁迫下的生理效应。[方法]采用溶液培养法,选取长势一致的香根草幼苗,用1/4 Hoagland营养液预培养1个月后进行Pb胁迫处理。Pb以Pb(NO)3盐溶液的形式加入,共设4个处理浓度:0、2、4、6mmol/L,EDTA设2个处理浓度:0.5、1 mmol/L,研究了EDTA调控下不同Pb2+浓度胁迫对香根草生理生化的影响。[结果]在单一Pb胁迫下,当Pb2+浓度<2 mmol/L时,香根草的SOD、POD、CAT活性较对照组高;当Pb2+浓度>2 mmol/L时,上述指标下降;随着Pb2+浓度的增加,SOD、POD、CAT的活性呈现先高后低的效应关系,叶片相对膜透性和丙二醛(MDA)含量明显升高。EDTA的加入能使Pb引起的植物细胞膜透性、膜脂过氧化水平得以恢复,还能使SOD、CAT活性有所升高。[结论]EDTA外源化学物质一定程度上缓解了Pb对香根草的毒害效应。     

EDTA对铅胁迫下狗牙根根际土壤质量及微生物的影响

为研究螯合剂乙二胺四乙酸(EDTA)对狗牙根根际土壤理化性质、土壤酶及微生物群落结构的影响,本研究以耐性植物狗牙根(Cynodon dactylon)为研究对象,在铅污染土壤中施加不同浓度的EDTA[0(对照)、2.5、5.0、7.5、10.0mmol·L^-1]进行盆栽实验。结果表明:施加2.5mmol·L^-1EDTA时,狗牙根根际土壤pH最低,为6.80,土壤有效磷含量、土壤酸性磷酸酶活性、蔗糖酶活性最高,分别是对照组的2.24、1.57、1.41倍;施加7.5mmol·L^-1EDTA时,根际土壤有效钾、铵态氮、硝态氮含量最高,分别为96.22、262.00、15.90mg·kg^-1,分别是对照组的1.09、1.30、6.41倍。施加7.5mmol·L^-1EDTA时,狗牙根根际土壤微生物多样性以及OTU数量最高,且绿弯菌门(Chloroflexi)、嗜酸杆菌属(Acidibacter)、土微菌属(Pedomicrobium)、曲霉属(Aspergillus)相对丰度较对照组分别增加了7、3、10、8个百分点。施加EDTA后,狗牙根根际土壤中芽孢杆菌属(Bacillus)最高相对丰度较对照组增加了9个百分点,枝孢属(Cladosporium)最高相对丰度是对照组的4.05倍。土壤酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性和有效磷含量均与曲霉属、Gibellulopsis呈正相关,同时土壤脲酶活性与耐重金属污染的菌群[芽孢杆菌属、毛壳菌属(Chaetomium)]呈正相关,表明耐重金属铅污染的微生物有助于提高土壤有效氮和有效磷含量。研究表明,在铅污染土壤中,施加适量浓度的EDTA有助于提高植物根际土壤中酸性磷酸酶和蔗糖酶活性,提高微生物多样性及丰富度,改善根际土壤微生态环境,提高耐性植物对重金属的修复效果。     

茶多酚对铅胁迫下烟草生理指标及铅积累的影响

为探讨外源茶多酚对烟草铅胁迫的影响，采用盆栽试验模拟土壤铅(Pb,750 mg/kg)污染，研究外施茶多酚(TP,0、300、600、900 mg/kg)对烤烟K326叶片抗氧化、氮代谢关键指标以及对烟株生物量、Pb积累的影响。结果表明，Pb胁迫下，烟株生物量受到显著抑制，烟叶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、亚硝酸还原酶(Ni R)活性以及丙二醛(MDA)、活性氧(ROS)、过氧化氢(H₂O₂)、硝态氮(NO₃^--N)、可溶性蛋白含量升高，过氧化氢酶(CAT)和硝酸还原酶(NR)活性降低；添加茶多酚能提高烟株生物量和烟叶CAT活性，清除过多的ROS和H₂O₂，抑制MDA积累，同时激活NR，促进NO₃^--N转化，减少可溶性蛋白生成，降低NiR活性。Pb胁迫使烟株根、茎、叶中Pb含量分别增至CK(正常生长)的16.9倍、7.6倍、3.7倍；添加茶多酚后，各部位及全株Pb含量和积累量均较单一Pb胁迫处理...     

铅胁迫对黑麦草Pb富集特性及生理代谢的影响

【目的】探讨铅胁迫对黑麦草富集特性及生理特性的影响,为铅污染土壤的植物修复提供依据。【方法】以黑麦草为试验材料,采用盆栽试验,研究土壤中不同含量(0,500,1 000,2 000,3 000mg/kg)铅胁迫下黑麦草对铅的吸收、富集规律及铅对黑麦草叶绿素、丙二醛、可溶性蛋白含量和SOD、POD、CAT活性的影响。【结果】当土壤中铅含量为500~1 000mg/kg时,黑麦草地上部干质量明显高于其他处理;而当土壤铅含量为2 000~3 000mg/kg时,黑麦草地上部干质量明显降低。随着土壤铅含量的增加,黑麦草根、茎、叶中的铅含量均明显增加,呈明显的剂量效应关系;黑麦草叶片的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均呈下降趋势,可溶性蛋白含量呈上升趋势,丙二醛及SOD、POD、CAT活性呈现明显的先升后降趋势。【结论】不同铅胁迫条件下,黑麦草对铅的富集特性和生理特征有明显变化,黑麦草适用于铅含量低于1 000mg/kg污染土壤的植物修复。     

钾肥对铅胁迫延胡索幼苗生长及药用品质的影响

以延胡索为试验对象,通过土培试验研究钾肥对铅胁迫下延胡索幼苗的生长、抗氧化特性、铅含量及药用品质的影响。结果表明,施用200 mg/kg钾肥时,对各浓度铅胁迫对延胡索的影响具有最佳缓解作用。200 mg/kg钾肥可以明显缓解铅胁迫对延胡索幼苗生长的抑制作用。500 mg/kg铅胁迫下增施200 mg/kg钾肥可以显著提高植株叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的活性及可溶性糖含量(P0.05),显著降低丙二醛(MDA)的含量(P0.05)。在其余浓度的铅胁迫下增施适宜浓度钾肥后,幼苗的各生理指标均无显著变化,而过氧化物酶(POD)的活性则均降低。在各浓度的铅胁迫下增施适宜浓度钾肥后幼苗根部微核率明显降低(P0.05),说明根部细胞染色体损伤减弱。铅胁迫下增施适宜浓度的钾肥可以影响延胡索幼苗地上部和地下部铅的积累,可以降低延胡索地上部分铅含量,增加地下部分铅含量。500 mg/kg铅胁迫下增施200 mg/kg钾肥,延胡索的药用品质可以得到显著提高(P0.05)。土壤中过量铅污染抑制延胡索幼苗生长和药用品质,适量施用钾肥可以通过影响延胡索抗氧化酶活性和渗透调节物质含量等方式达到缓解铅胁迫的目的。     

茶树与土壤中铅的存在形态与分布

茶树体内铅主要以草酸铅和磷酸氢铅、磷酸铅等难溶于水的磷酸盐的形态存在，其次为果胶酸铅、与蛋白质呈结合态或吸附态的铅，依次为水溶性有机酸铅和磷酸铅、硝酸铅和氯化铅为主的无机物及氨基酸铅。其中，在茶树的根、茎、叶中2种主要形态的铅含量分别为全铅量的97．34％、98．35％和99．65％。根细胞中的铅，主要分布在细胞壁和细胞核中，茎细胞中的铅主要分布在细胞核中，而叶片细胞中的铅主要分布在细胞质和细胞壁中。在未加入铅处理时，土壤中铅的存在形态及对应的铅含量大小顺序为硫化物残渣态〉碳酸盐结合态〉吸附态〉有机结合态〉交换态〉水溶性铅，加入外源铅后，变化顺序为硫化物残渣态〉交换态〉碳酸盐结合态〉有机结合态〉吸附态〉水溶性铅，硫化物残渣态和交换态的铅含量相对较高。     

根际pH调控下景天三七对铅积累及铅胁迫的生理响应

为探索不同根际pH下,景天三七对重金属铅的忍耐指数和植株各个部位铅含量的积累规律,并找到提高植株对Pb²⁺耐受性的pH值。在不同根际pH(5、6、7、8)条件下,采用水培试验,研究景天三七在不同铅浓度(0、20、60、100、140 mg·L^-1)下对铅积累与铅胁迫的生理响应。结果表明:1)在相同pH条件下,随着铅浓度的增加,景天三七根长、株高和干质量均逐渐减小,生长受到抑制,忍耐指数逐渐下降;叶绿素含量呈现先增加后降低的趋势,谷胱甘肽(GSH)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性逐渐降低,MDA含量逐渐增加;根、茎、叶中铅含量随着铅浓度的增加而逐渐增加,且铅积累量表现为根>茎>叶。2)在相同Pb²⁺浓度条件下,随着pH的增加,根长、株高和干质量表现为先增加后降低的趋势;当pH=6时,植株生长较好,忍耐指数最高;忍耐指数、叶绿素含量、GSH含量和SOD、POD、CAT活性均表现出先增加后降低的趋势,且pH=6时达最大值;MDA含量变化则相反,pH=6时达最小值;根、茎、叶的铅含量逐渐降低。综上,景天三七生长受pH及Pb²⁺浓度的影响,pH影响Pb²⁺的吸收,根际pH为6时能提高植物对铅的耐受性,且Pb²⁺为20 mg·L^-1时,对铅的耐受性最强。     

4种草本植物对重金属铅的耐性研究

采用溶液培养和盆栽试验,研究了黑麦草(Lolium perenne)、狗牙根(Cynodondactylon)、早熟禾(Poa annua)、翦股颖(Agrostis stolonifera)4种草本植物对重金属铅的耐性大小,分别测定根长与苗高,植物对铅的吸收总量、耐性临界值、植物地上部鲜重与铅含量关系等指标.结果表明:对铅的抗性顺序为翦股颖＞黑麦草＞早熟禾＞狗牙根,在较高铅离子浓度处理下,4种植物没有表现出明显的胁迫现象.翦股颖在Pb含量高达3000mg/kg的污染土壤上,能够正常生长.     

铅胁迫下不同生态型东南景天叶片抗氧化酶活性及叶绿素含量比较

采用现场采集植物样品、室内溶液培养方法,研究了铅胁迫对铅富集生态型和非富集生态型东南景天叶片干重,叶绿素含量和叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性以及丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,即使在480mg·L-1处理水平,富集生态型东南景天的叶片干重,叶绿素a+b,叶绿素a,叶绿素b和MDA水平与对照相比均无显著差别。非富集生态型的叶绿素a+b,叶绿素a,叶绿素b和MDA水平明显低于对照。两种生态型的SOD、POD、CAT活性在铅胁迫下均比对照有所增加,但富集生态型增加的程度低于非富集生态型。由此推测,在相同铅胁迫下,富集生态型东南景天叶片细胞的受害程度小于非富集生态型。富集生态型叶片铅含量与叶片POD、CAT活性变化呈显著正相关;而非富集生态型叶片铅含量与叶片干重、叶绿素含量变化呈显著负相关,与MDA含量和SOD活性变化呈显著正相关。     

过磷酸钙对土壤中铅的形态及其生物有效性的影响

采用盆栽试验方法,研究了施入过磷酸钙磷肥对土壤中外源铅的形态变化及其生物有效性的影响。结果表明:土壤加入过磷酸钙可使土壤中交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化结合态和有机结合态铅含量下降,残渣态铅含量增加,供试作物小白菜体内铅浓度明显降低;处理Ⅱ、处理Ⅲ、处理Ⅳ和处理Ⅴ分别为20.29,16.00,12.66,10.31mg·kg-1,与处理Ⅰ(26.68mg.kg-1)对照相比分别降低了6.39mg·kg-1、10.08mg·kg-1、14.02mg.kg-1和16.37mg·kg-1。不同过磷酸钙用量处理间土壤中铅形态含量、供试作物小白菜铅浓度差异达到了5%显著水平。     

Cu2+胁迫下三峡库区消落带的狗牙根生长状况及其铜富积效应

为探明狗牙根遭受铜胁迫的毒害机制,采用水培的方法,模拟三峡库区长江水体Cu2+污染环境,研究不同浓度Cu2+胁迫对三峡库区库消落带生植物狗牙根(Cynodon dactylon)新芽和新根数、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的影响和Cu2+积累效应.结果表明,在0～40 mg/L Cu2+对狗牙根植株生长没有明显伤害,甚至表现出一定的促进性,新芽和新根数增加,叶绿素含量提高;狗牙根叶片中SOD、POD、CAT活性均增加;当Cu2+浓度≥40 mg/L时,狗牙根新芽和新根数、叶片叶绿素含量下降,叶片中SOD和CAT的活性被抑制,而POD活性略增加.同时,狗牙根对Cu2+的积累主要分布于根,其次为茎.     

土壤-烟草系统中铅的迁移特征及形态分布

通过盆栽试验,以两烟草品种(云烟85和红花大金元)为对象,研究了重金属铅(Pb)在土壤-烟草系统中的迁移特征以及土壤与烟草各器官Pb化学形态分布特征。结果表明:与非根际土壤相比,根际土壤铁锰氧化物结合态Pb明显降低(降幅3.86%~22.33%),碳酸盐结合态、有机态和残渣态呈上升趋势。随着土壤Pb处理浓度的升高,两品种烟草生物量均显著降低,各器官Pb含量均显著上升,云烟85各器官Pb含量大小顺序为根叶茎,红花大金元为根茎叶。CK处理下两个品种烟草各器官Pb形态主要以氯化钠、醋酸和盐酸提取态为主(66.49%~72.40%),随着Pb处理浓度的升高,根部与叶部乙醇提取态Pb显著增加,这加剧了Pb的迁移性,红花大金元茎部Pb向盐酸提取态转化从而抑制Pb由茎部向叶部的转运。     

水稻铅积累基因型差异及其对铅胁迫的反应

对40份来源不同杂交组合的高代水稻品系进行同田种植,收获后测定其糙米的铅含量。结果表明,铅含量变异幅度为0.086~0.357 mg/kg,且不同品系存在差异。从中筛选出铅积累差异极端的6个品系,在2、4 mM 2个铅水平胁迫条件下,对其农艺性状、抽穗期超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)含量进行了调查测定,结果表明,2种铅胁迫条件下,株高、单株穗数、穗长、每穗实粒数、结实率、千粒重、单株产量与对照相比均受到一定的抑制,不同品系受抑制程度不一,同一品系不同胁迫条件下反应也不同,高铅水平胁迫下抑制更为明显。抗氧化酶的测定表明:胁迫条件下材料SOD、CAT、POD、MDA都发生了变化,SOD、CAT、MDA的变化与积累类型关联;低胁迫水平下低积累类型品系SOD活性升高幅度大,高胁迫水平下降低幅度小;2种胁迫条件下高积累类型品系CAT活性提高,而低积累类型品系降低;高水平胁迫时,所有品系叶片MDA含量都增加,低积累型品系增加幅度大。     

印度芥菜对土壤中难溶态铅的吸收与活化

[目的]研究了印度芥菜对石灰性土壤中难溶态铅的吸收、活化和积累规律。[方法]采用盆栽试验,研究了印度芥菜对石灰性土壤中难溶态Pb吸收的影响和对石灰性Pb污染土壤的修复效率。[结果]印度芥菜能够吸收石灰性土壤中难溶态铅并正常生长。印度芥菜吸收的铅80%以上累积在根部,根际与非根际土壤中DTPA提取的铅含量差异不显著。在该试验条件下,印度芥菜对土壤中铅的净化率为0.01~0.02%。[结论]印度芥菜对模拟石灰性污染土壤中难溶态Pb的净化效果不理想。     

农田土壤中铅的形态研究及安全风险评价

研究了农田区域中铅矿区土壤中铅的存在形态,发现铅在土壤中的存在形态按含量大小依次为:残渣态、有机结合态、铁锰氧化物结合态、碳酸盐态、交换态、水溶态.其中,40％以上的铅存在形态具有生物有效性,铅的污染指数远大于1.通过矿区种植卷心菜和茼蒿研究了矿区蔬菜的安全性,结果表明,随着离矿区距离越远,土壤和蔬菜中的铅含量都呈下降趋势,且蔬菜中的铅含量与土壤中的铅浓度呈正相关.蔬菜根的铅含量远高于叶的铅含量,茼蒿较卷心菜高,同时,叶、根的富集系数也相差较大,结果证明,在矿区1 km范围内农田种植的两种蔬菜均不适合食用.     

EM菌剂与EDTA配施对铜、铅复合污染下黑麦草种子萌发和生长及重金属吸收的影响

研究了EDTA与EM复合菌剂配施,对铜、铅复合污染下黑麦草种子萌发、生长及重金属吸收的影响.以黑麦草种子为材料,用水培方法研究了EDTA与EM配合使用对铜、铅胁迫下黑麦草芽长、根长、种子萌发、总酚和类黄酮、重金属铜、铅含量的影响.结果表明:EDTA与EM合理配施,可显著促进黑麦草生长,提高发芽率,促进总酚、类黄酮含量的积累,从而达到更好地修复重金属铜、铅的效果.综合各项指标分析可知,EM 100倍液+EDTA 2.5 mmol/L配合处理的效果最佳,EDTA浓度达到6 mmol/L时则会抑制黑麦草生长.     

EM菌剂与EDTA配施对铜、铅复合污染下黑麦草种子萌发和生长及重金属吸收的影响

研究了EDTA与EM复合菌剂配施,对铜、铅复合污染下黑麦草种子萌发、生长及重金属吸收的影响.以黑麦草种子为材料,用水培方法研究了EDTA与EM配合使用对铜、铅胁迫下黑麦草芽长、根长、种子萌发、总酚和类黄酮、重金属铜、铅含量的影响.结果表明:EDTA与EM合理配施,可显著促进黑麦草生长,提高发芽率,促进总酚、类黄酮含量的积累,从而达到更好地修复重金属铜、铅的效果.综合各项指标分析可知,EM 100倍液+EDTA 2.5 mmol/L配合处理的效果最佳,EDTA浓度达到6 mmol/L时则会抑制黑麦草生长.