不同基因型甘蓝对镉胁迫的响应

采用盆栽土培法,研究了31个甘蓝品种对镉(Cd)的耐性及对镉吸收和积累的差异。结果表明,在100 mg.kg-1Cd处理下,不同基因型甘蓝的耐性及吸收、积累镉能力具有显著差异。Cd对甘蓝地上部干重抑制率为-15.4%~91.3%,镉对地上部的抑制作用大于根系。甘蓝根系Cd含量为617~1 789 mg.kg-1,地上部Cd含量为47~183 mg.kg-1,根系Cd含量显著高于地上部。每盆根系Cd积累量为16~134μg,地上部为17~242μg。根系Cd含量与地上部干重的抑制率呈显著的正相关。     

镉对菠菜中大量元素吸收的影响

以菠菜为试验对象,研究各基因型菠菜对镉的吸收累积差异及镉对菠菜生理代谢的影响.结果表明:经镉处理后,菠菜地上部(干重)镉含量为129.69～290.15μg/g,根为87.26～1487.67μg/g.地上部及根部镉含量和镉积累量基因型间存在显著差异,镉主要累积在菠菜的根部.镉影响菠菜对大量元素的吸收及分配,地上部K含量降低,根部K、Mg和P含量增加;无论地上部还是根部,Ca和S含量都增加.     

镉对菠菜中金属元素吸收影响的基因型差异研究

[目的]为了了解不同菠菜品种对镉处理的生理生化反应的差异和对镉积累的基因型背景差异。[方法]研究了镉对菠菜吸收金属元素的基因型差异及镉对菠菜生长的影响。[结果]10mg／L镉溶液可以显著降低菠菜生物学产量。经镉处理后,镉影响菠菜对金属元素的吸收、分配,地上部K、cu、Zn含量降低,根部K、Mg、Mn和Zn含量增加。无论地上部还是根部,Ca、Al、Mo和Fe含量都增加。[结论]该研究可以为培育无公害的菠菜品种提供理论依据。     

小麦苗期吸收和积累镉能力的品种间差异

采用水培方法,研究了25个小麦品种苗期对镉的吸收和积累的差异,以期筛选具有Cd低积累潜力的小麦品种。结果表明,Cd对地上部干物重有显著抑制作用,对地下部干物重影响因品种而异,对春性品种有抑制作用,对半冬性小麦品种有促进作用。小麦对镉的吸收、积累、耐性指数以及镉运转效率有极显著的品种间差异。在1μmol·L-1的Cd处理下,根系镉含量为33.1～139.7mg·kg-1,积累量为2.12～9.78μg·plant-1,地上部镉含量为3.6～15.3mg·kg-1,积累量为0.45～1.44μg·plant-1,表明小麦体内的Cd主要积累在地下部而非地上部。因此,以地上部Cd积累量为筛选指标,将25个小麦品种划分为Cd高积累型、Cd中积累型、Cd低积累型。     

不同基因型甘蓝对镉胁迫的响应

采用盆栽土培法,研究了31个甘蓝品种对镉(Cd)的耐性及对镉吸收和积累的差异.结果表明,在100mg·kg-1 Cd处理下,不同基因型甘蓝的耐性及吸收、积累镉能力具有显著差异.Cd对甘蓝地上部干重抑制率为-15.4%～91.3%,镉对地上部的抑制作用大于根系.甘蓝根系Cd含量为617～1789 mg·kg-1,地上部Cd含量为47～183 mg·kg-1,根系Cd含量显著高于地上部.每盆根系Cd积累量为16～134μg,地上部为17～242μg.根系Cd含量与地上部干重的抑制率呈显著的正相关.     

土培条件下东南景天对镉的耐性和富集特性的研究

[目的]探讨土培条件下东南景天矿山与非矿山生态型植物对Cd耐性和富集能力的差异。[方法]采用土培盆栽的方法,以向水稻土中加入不同量的镉作为处理,研究东南景天两种生态型植物在不同镉含量土壤中的生长反应以及体内镉含量与积累量变化。[结果]两种生态型植物对土壤中不同含量Cd的生长反应不同,矿山生态型对土壤Cd的耐受阈值为300 mg/kg,非矿山生态型为50 mg/kg。矿山生态型地上部最大Cd含量为893 mg/kg,根部最大Cd含量为344 mg/kg;而非矿山生态型地上部和根部最大Cd含量分别为124和212 mg/kg。矿山生态型地上部Cd含量大于根部Cd含量,而非矿山生态型根部Cd含量大于地上部。矿山生态型地上部Cd积累量最大值为151.67μg/株;而非矿山生态型为11.99μg/株。两种生态型植物相比较,在相同Cd处理水平下,矿山生态型地上部Cd含量和Cd积累量均显著高于非矿山生态型。[结论]矿山生态型东南景天对土壤Cd的耐受和富集能力显著大于非矿山生态型。从植物对土壤镉的耐性、地上部与根部Cd含量及其比值来看,矿山生态型东南景天是一种Cd超积累植物。     

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.     

不同钙镁比处理对三种超富集植物生长及吸收重金属的影响

通过水培实验研究了不同钙镁比(Ca/Mg=0.2、0.5、1.0、2.0、4.0、6.0)对Zn/Cd超富集植物东南景天(Sedum alfredii)、Zn/Cd/Ni超富集植物遏蓝菜(Noccaca caerulescens)和Ni超富集植物庭荠属(Alyssum murale)在20 mg Zn·L~(-1)、18 mg Ni·L~(-1)、10 mg Pb·L~(-1)和0.5 mg Cd·L~(-1)胁迫下生长和吸收重金属的影响。研究结果显示:A.murale具有很强的将Ni从地下部转移至地上部的能力(转移系数TF达5.98~11.19)和较高的地上部Ca/Mg比(2.45~16.74);N.caerulescens对Mg转移能力(TFMg为1.43~3.70)大于Ca(TFCa为0.77~1.38);S.alfredii对Mg的转移能力与Ca相似。N.caerulescens在正常营养液(Ca/Mg=2)条件下获得最好的生长和地上部最大Zn/Cd/Ni含量,增加Ca或Mg的供给都会产生抑制作用;A.murale在高Ca(Ca/Mg=6)供给时获得最大的生物量和Ni含量,增Ca有助于地上部Ni的累积,但增Mg降低了地上部Ni含量;增加Ca的供给会增加S.alfredii地上部和地下部的Zn含量,增加Ca或Mg的供给都会增加S.alfredii地下部Cd的含量,但S.alfredii在Ca/Mg=0.2时获得最大的生物量和最大的Zn和Cd含量。S.alfredii、A.murale和N.caerulescens地上部分别在Ca/Mg比为6、0.2、1.0时获得最大的Pb含量,其他Ca/Mg比对三种超富集植物地上部吸收Pb均没有产生显著影响。Ca/Mg比对超富集植物富集重金属能力的影响因植物种类和元素而异。     

不同基因型白菜吸收累积镉的差异研究

采用水培法比较了在分阶段添加镉的情况下2种基因型白菜(北京小杂55和北京小杂60)对镉的吸收、累积以及再分配的差异。结果表明,本试验选择的5μmol/L镉处理对白菜生物量并无显著影响;2个品种根部镉含量显著高于地上部镉含量,但2个品种地上部生物量显著高于根部,故地上部吸镉量均高于根部,吸收的镉大部分累积在地上部;与北京小杂60相比,北京小杂55由根部向地上部转移镉的能力更强;2个品种在前期给镉培养8 d吸收的镉会随生长期推进而部分损失掉,且这种损失主要发生在根部,地上部镉变化幅度相对较小,这可能与镉的迁移与再分配有关。     

镉胁迫对水稻生长和营养代谢的影响

 选择苗期镉耐性和籽粒镉含量差异明显的4个晚粳稻品种为供试材料，研究了有毒重金属镉胁迫对水稻生长和营养代谢的影响。结果表明，镉胁迫显著降低各品种的产量和每株穗数、每穗总粒数、结实率、粒重等经济性状以及不同生育期的地上部干物质重，但苗期镉耐性较强的品种受抑制程度要小于镉耐性较弱的品种，相近耐性类型中籽粒镉含量较高的品种比镉含量较低的品种受害严重。因此可用苗期镉的耐性评价不同基因型耐镉性的差异。镉胁迫显著增加各品种地上部茎叶和籽粒的镉含量和积累量，但增加的程度品种间存在着很大差异。植株镉含量随生育进程而逐步下降，而植株镉积累量随生育进程而增加，与干物质产量一致。本研究还表明，镉胁迫显著影响籽粒中一些矿质元素的含量，按镉对籽粒元素含量的效应可将所涉及的8种元素划分为二类，一类呈现为抑制效应，包括K、P、Mg、Mn和Zn等5种；另一类呈现为促进效应，包括Fe、Cu和Ca等3种。此外，镉胁迫对游离氨基酸含量的影响与氨基酸种类和品种有关。值得注意的是，谷氨酸和半胱氨酸等含硫氨基酸的合成受镉胁迫的抑制，且耐性较弱的品种受抑制程度明显大于镉耐性较强的品种。同时，耐性较强的品种这些氨基酸的含量均高于耐性较弱的品种，说明这些氨基酸的代谢可能与水稻品种的Cd耐性反应有关。     

不同纤维细度苎麻种质镉富集与转运和积累能力比较

为探明镉在不同细度苎麻种质体内的积累与富集性差异,对20个苎麻种质进行镉污染大田试验。结果表明:供试苎麻种质镉富集系数的变幅为0.97~1.58,富集系数较高的分别是中细度种质‘新1号’‘中苎1号’和高细度种质‘湘饲纤兼用苎麻1号’,富集系数依次为1.58、1.55、1.54,属于镉高富集苎麻种质,镉富集系数(0.97)最小的是高细度种质‘黄平青麻’;供试苎麻种质镉转运系数的变幅为0.66~1.41,转运系数最高的是中细度种质‘耒阳青麻’,其转运系数为1.41;供试苎麻种质年镉积累量的变幅为10.24~21.87 g/hm~2,筛选出高积累镉苎麻种质‘C’‘中苎1号’和‘多倍体1号’,其年镉积累量分别为21.87、19.87、18.75 g/hm~2。综合分析,苎麻纤维细度不影响其镉富集能力。     

土壤重金属污染修复剂在镉污染稻田中的应用效果

采用田间小区试验,在典型的镉污染稻区长沙县江背镇、北山镇开展了重金属修复剂“镉康”的田间应用效果试验.结果表明,修复剂“镉康”对水稻增产有一定的促进作用,但不同处理间没有显著差异.施用修复剂能够降低水稻各部位对镉(Cd)的积累,降低土壤有效Cd的含量,且随着修复剂用量的增加,降镉的效果越明显.江背镇、北山镇施用量分别达450 kg/hm2、600 kg/hm2时,降镉效果达显著水平.施用修复剂1 500 kg/hm2可使糙米镉含量降低约0.05 mg/kg,同时,土壤有效Cd含量降低0.17 mg/kg(江背镇)和0.64 mg/kg(北山镇).     

顺天降镉剂对降低稻米中镉含量的效果研究

通过叶面喷施顺天降镉剂,分别采用田间小区试验和大田对比试验,研究其对降低稻米中镉含量的效果。试验结果表明,通过叶面喷施顺天降镉剂的水稻精米中镉含量明显降低,小区对比试验早稻降低27.3%,晚稻降低40.3%;大田示范早稻春优84和晚稻五优华占分别下降12.1%和18.6%。通过对晚稻小区的测产,喷施顺天降镉剂还可以小幅度增加水稻产量,增幅为7.1%。     

纳米沸石对大白菜镉吸收及土壤有效镉含量的影响郑荧辉熊仕娟

通过大田试验研究了纳米沸石和普通沸石施用量（11250、22500、45000 kg·hm-2）对大白菜产量、品质及镉吸收和土壤全镉及有效镉含量的影响。结果表明,施用纳米沸石和普通沸石显著提高了大白菜产量（鲜重）,分别比对照增加了21.3%~35.2%和16.1%~31.8%。普通沸石以45000 kg·hm-2施用量处理产量最高,纳米沸石以22500 kg·hm-2施用量处理产量最高。纳米沸石和普通沸石中低施用量（≤22500 kg·hm-2）提高了大白菜氨基酸、还原糖和Vc含量。纳米沸石和普通沸石分别使大白菜地上部镉含量降低了19.3%~37.4%和9.9%~16.2%,使根部镉含量分别降低了8.1%~27.9%和17.3%~25.4%。施用纳米沸石和普通沸石显著降低了土壤有效镉含量,且降低效果随沸石施用量的增加而增加。纳米沸石和普通沸石施用量与土壤有效镉含量存在极显著负相关关系（r=-0.591,P<0.01）,与大白菜地上部和根部镉含量也存在极显著的负相关关系（r=-0.697,-0.766;P<0.01）。与普通沸石相比较,纳米沸石增加大白菜产量、降低大白菜镉含量及土壤有效镉含量的效果更好。     

镉胁迫下猕猴桃对镉的吸收及转运

在对湖南省猕猴桃成年果园8个猕猴桃品种(金魁、金艳、翠玉、东红、红阳、丰悦、魁蜜、米良一号)镉含量调查分析的基础上，选取镉富集能力有差异的米良一号与金艳猕猴桃进行镉胁迫(5、10、15、20 mg/kg)下对镉的吸收、转运的差异研究。结果表明：成年果园8个猕猴桃品种在土壤中度镉污染(0.9 mg/kg)时，果实镉含量均未超过国家标准值(0.05 mg/kg)；猕猴桃果实成熟期镉含量最高；镉胁迫下，米良一号和金艳镉含量随镉处理浓度增大而上升，且在镉浓度较低情况下富集能力较强；根的镉分配系数最大(＞0.90)，果实的最小，说明猕猴桃主要由根部吸收累积镉；米良一号整株吸收和积累镉量显著高于金艳，但金艳对镉的转移能力强于米良一号，金艳果实镉含量高于米良一号。     

Effect of Biochar on Relieving Cadmium Stress and Reducing Accumulation in Super japonica Rice

It is of great importance to solve the threats induced by cadmium pollution on crops. This paper examined the effect of biochar on cadmium accumulation in japonica rice and revealed the mechanism underlying the response of protective enzyme system to cadmium stress. Biochar derived from rice straw was applied at two application rates under three cadmium concentrations. Shennong 265, super japonica rice variety, was selected as the test crop. The results indicated that cadmium content in above-ground biomass of rice increased with increasing soil cadmium concentrations, but the biochar application could suppress the accumulation of cadmium to some extent. Under high concentrations of cadmium, content of free proline and MDA （malondialdehyde） were high, so did the SOD （superoxide dismutase）, POD （peroxidase） and CAT （catalase） activity in the flag leaf of rice. However, the protective enzyme activities remained at low level when biochar was added.     

不同母质类型红壤的镉吸附及其形态转化特征

为探明红壤的镉吸附能力及吸附态镉的赋存形态和分配比例,丰富红壤重金属镉污染的理论基础,为红壤镉污染的修复治理提供科学依据,采用恒温培养试验的方法,研究了湘南丘岗区3种典型母质类型红壤的镉吸附和转化特征。结果表明:3种母质类型红壤对外源有效态镉均有较高的吸附容量。其中,以板岩风化物发育的红壤最高,第四纪红土母质发育的红壤次之,而石灰岩风化物发育的红壤相对较低。红壤对外源有效态Cd的吸附是一个快速的反应过程,交换及碳酸盐结合态镉在培养2~12h即达到平衡,随后向不同镉形态转化,约168h后趋于稳定。从红壤吸附态镉的形态分布看,交换及碳酸盐结合态镉是土壤吸附态镉的主要形态,占土壤总吸镉量的53.3%~64.4%,其次为Fe和Mn氧化物结合态镉,占28.4%~32.8%,有机物及硫化物结合态镉和残渣态镉所占比例较少,占7.2%~15.7%。同时,土壤pH值是影响土壤镉吸附容量和镉化学形态的最重要因素。土壤酸化会加剧重金属镉的活化和溶出,提高吸附态镉的生物有效性。     

3种园林植物对土壤重金属Cd的吸收及修复研究

以自来水处理作对照,采用土培法研究了3种Cd处理浓度下棕竹、宛田红花油茶、博白大果油茶对土壤重金属Cd的吸收及修复能力,为Cd超积累植物的筛选及土壤Cd污染治理提供依据。结果表明,与对照组（0 mg.kg-1）相比,10、25、50 mg.kg-1 Cd处理45 d后,3种园林植物均能较好生长,未出现任何中毒症状;10、50 mg.kg-1 Cd处理浓度下,3种园林植物地下部（根系）Cd含量均大于地上部（茎、叶）,且随着Cd处理浓度的增大,地下部（根系）Cd含量增幅均大于地上部（叶、茎）,其中棕竹根系Cd含量增幅最大,是10 mg.kg-1处理的7.05倍;在10～50 mg.kg-1处理浓度范围内,3种园林植物地上部与地下部Cd含量比值均较低,且Cd在3种植物体内的迁移率均随处理浓度增大而降低。     

土壤镉污染对小麦生长及镉吸收的影响

为明确小麦对镉的吸收状况,以扬麦13号为材料,采用盆栽试验,分析了不同外源镉污染水平（0、5、10、20 mg·kg^-1和50mg·kg^-1）对小麦生长状况、光合生理指标、磷含量及镉吸收的影响,并使用目标危险系数（THQ）法预估了食用该小麦籽粒对人体健康产生的风险。结果表明,低浓度的外源镉（<10 mg·kg^-1）未显著影响小麦的生长速率、各部位生物量、光合生理指标和小麦各部位的磷含量。但当外源镉浓度增大时,小麦生长速率受到抑制。当外源镉浓度>20 mg·kg^-1时,小麦生物量、蒸腾速率及磷含量显著降低。小麦各部位的镉含量及籽粒中镉的THQ值都随镉污染水平的增大而增加,各污染水平下THQ值均大于1,且儿童的THQ值大于成人。研究结果显示,虽然中、低浓度的外源镉不会对小麦生长造成显著的影响,但在该环境中生长的小麦籽粒中的镉含量仍然会对人体造成明显的不利影响,表明仅依靠镉对小麦的生长影响不足以说明镉对小麦及人体的危害,必须综合各个指标来讨论。