施肥对Cd胁迫下小白菜生理生化特性和生物累积的影响

采用土培盆栽试验研究了在施化肥和有机肥的条件下,不同浓度Cd胁迫对小白菜生理生化特性及生物累积效应的影响。结果表明,在施肥的条件下,土壤中添加0～25 mg·kg-1的外源Cd时,小白菜生物量表现为Cd低浓度处理(≤5 mg·kg-1)时升高,高浓度处理(≥10 mg·kg-1)时降低的趋势;叶绿素含量也表现出低浓度(≤10 mg·kg-1) 处理升高,高浓度(≥25 mg·kg-1)处理降低的趋势;Vc含量随Cd处理浓度的增大逐渐下降;MDA含量及Cd在小白菜体内的累积量与Cd处理浓度正相关,且根部Cd的累积量高于地上部。与化肥相比,有机肥在一定程度上可以缓解Cd对小白菜生物量、叶绿素、Vc、膜结构破坏等的毒害作用,降低土壤中Cd的生物有效性,因为施有机肥条件下小白菜对镉的吸收率较低。关于有机肥对Cd胁迫的缓解机理还需进一步研究。

     

镉胁迫对烤烟生长及生理特性的影响

通过营养液水培试验,研究了不同浓度Cd对烤烟生物量、叶绿素含量、抗氧化酶系统的影响。结果表明,Cd胁迫下的烟株生长受到抑制,烟株地上部干重和根干重随Cd胁迫强度的增加而降低,Cd处理浓度越高,抑制的效应越明显。低浓度Cd(<8 mg.kg-1)对烤烟叶片中叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b和类胡萝卜素含量有促进作用,并提高烟株体内活性氧防御体系,使MDA酶含量下降,SOD、POD酶的活性相应提高。高浓度Cd(>16 mg.kg-1)对烤烟叶片中叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b、类胡萝卜素含量有明显的抑制作用,对活性氧防御体系产生胁迫效应,MDA酶含量上升,SOD、POD酶活性明显下降。各项生理指标与Cd处理浓度之间相关分析表明,Cd浓度与根部生物量呈显著负相关,与叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b、类胡萝卜素、SOD、POD呈极显著负相关,与MDA呈极显著正相关。MDA含量变化为Cd胁迫烤烟生长的最敏感生理指标。     

土壤外源Cd胁迫对小麦幼苗生长自由基代谢及抗氧化酶活性的影响

通过盆栽试验研究了土壤外源Cd污染胁迫对小麦幼苗生长、Cd吸收、自由基代谢及抗氧化酶活性的影响.结果表明,土壤Cd含量在0～33mg·kg-1范围内,小麦未产生明显的毒害症状,且Cd含量低于3.3mg·kg-1时促进小麦生长;随着土壤外源Cd浓度的增加,小麦根系和叶片Cd含量显著增加.电子顺磁共振(EPR)研究结果显示,小麦叶片自由基水平高于根系,且随Cd浓度的变化,叶片自由基响应比根系更敏感;与对照相比,Cd浓度低于3.3 mg·kg-1时,Cd处理使小麦叶片自由基水平降低,高浓度的Cd处理(≥3.3 mg·kg-1),则使小麦叶片自由基水平升高.叶片SOD、CAT、POD、APX等抗氧化酶在低于3.3 mg·kg-1的Cd处理时,没有明显变化,但更高浓度的Cd处理则诱导酶活性升高,表明氧化胁迫程度增加.综合生物量、自由基变化及抗氧化酶的响应结果,初步确定土壤外源Cd对小麦幼苗的毒性临界点在3.3～10 mg·kg-1之间.     

汞对烤烟光合作用和叶绿素荧光参数的影响

通过盆栽试验,研究了汞污染对烤烟光合作用和叶绿素荧光参数的影响.结果表明,汞能降低烤烟叶片气孔导度(Cond)和胞间CO2浓度(Ci),且低浓度(≤30mg·kg-1)的汞能提高烤烟叶片叶绿素含量和叶片光合速率(Pn),高浓度(≥60 mg·kg-1)的汞使叶绿素含量和叶片光合速率(Pn)下降;当汞浓度低于30 mg·kg-1时,PSⅡ最大光化学效率(Rv/Fm)和PSⅡ潜在光化学效率(Fv/Fo)升高,当汞浓度高于60 mg·kg-1时降低,而光化学猝灭系数(qP)变化趋势与其相反.非光化学猝灭系数(qNP)在汞处理浓度低于10mg·kg-1时降低,在汞处理浓度高于30mg·k-1时升高;烟叶中汞的残留量随汞处理浓度升高而增加,并与叶绿素含量显著负相关.表明土壤汞污染引起烤烟叶片与外界气体交换受阻,叶片光合速率变化受气孔和非气孔因素调节.低浓度的汞刺激叶绿素合成,提高PSⅡ化学活性和能量转化效率,改善PSⅡ反应中心结构,减少能量耗散,提高光合效率.高浓度的汞降低叶绿素含量,抑制PSⅡ化学活性和能量转化效率,加强能量耗散,降低光合效率.     

Cd、Zn污染对小白菜营养品质的影响

针对潮褐土区域土壤重金属Cd、Zn污染的特点,采用盆栽的试验方法,研究了Cd、Zn对小白菜营养品质指标的影响,结果表明：小白菜在Cd、Zn单因素处理条件下,其营养品质指标叶绿素、还原糖和Vc都随添加重金属浓度的增加呈逐渐下降之势;粗蛋白含量表现出低浓度处理降低,高浓度处理升高的趋势;粗纤维含量随土壤中Cd添加浓度的增加呈逐渐增加之势,随土壤中Zn添加浓度的增加呈先降后升的趋势,当小白菜在Cd、Zn复合处理条件下时,重金属Cd、Zn对粗蛋白的影响表现出协同正效应,对还原糖、叶绿素和Vc的影响表现出协同负效应,对粗纤维的影响表现为拮抗作用。     

土壤施锌对不同镉浓度下玉米吸收积累镉的影响

采用盆栽试验研究了土壤施Zn量对不同Cd浓度下2种基因型玉米吉单209、长单374吸收积累Cd的影响。结果表明,土壤添加Cd浓度由6mg·kg-1增加到20mg·kg-1,2种基因型玉米地上生物量显著降低(P=0.016)。Cd6mg·kg-1处理时土壤施Zn提高了玉米生物量,Cd20mg·kg-1处理施Zn240mg·kg-1对生物量有所抑制。随添加Cd浓度的升高,2种基因型玉米植株对Cd的吸收呈线性增加。土壤施Zn降低了玉米植株中的Cd含量,2个品种玉米植株Cd含量在80或160mg·kg-1Zn时达到最低值(P<0.05)。添加Cd含量由6mg·kg-1增加到20mg·kg-1,土壤施Zn使地上部Cd含量降低幅度增加,而使根系的降低幅度减小。土壤外源Cd浓度的升高促进了2种基因型玉米地上部分的Zn含量。     

长期不同施肥下我国3种典型土壤重金属的累积特征

采用现场采样及室内分析测试方法,观测了1989年开始的红壤、黑土和灰漠土17 a不同施肥(不施肥、施用化肥、化肥与有机肥配施和单施有机肥)下重金属元素Cu、Cd、Zn、Pb和Cr含量随时间序列的变化,阐明长期施肥下3种土壤中重金属元素的累积变化过程和富集特征.结果表明,灰漠土各处理的重金属含量在17 a间持平;红壤和黑土中Zn、Pb和Cr含量17 a间没有显著变化,各个处理间也没有显著差异,但施用有机肥处理的Cu和Cd含量则显著增加,其快速增加期起始于试验开始的5～6 a后.其中红壤Cu含量在1996年之后的3 a中由41 mg·kg-1左右快速增加到64 mg·kg-1左右,之后在高浓度持平;Cd含量则在最近的10a中从0.20～0.30 mg·kg-1直线上升到1.30～1.50 mg·kg-1.黑土Cd在6 a中快速增加了2.4倍和1.4倍,2000年后在高浓度基本持平.红壤的Cu和Cd、黑土的Zn和Cd之间存在极显著正相关关系,表明其可能来源一致.长期施用有机肥是红壤和黑土中重金属显著富集的重要原因,有机肥的质量对土壤重金属的累积起重要作用.     

Cd Zn交互作用对金针菇富集重金属的影响

以金针菇为试验材料.在基质中分别单独添加和同时添加不同浓度的Cd、Zn,采用栽培袋接种培养法研究了食用菌富集Cd、Zn以及Cd、Zn交互作用对食用菌累积重金属的影响.结果表明,低浓度的Cd(<1mg·kg-1)、Zn(<600mg·kg-1)能够促进金针菇的生长,但是高浓度的Cd、Zn对金针菇生长会产生抑制作用.随着栽培基质中Cd、Zn处理浓度的增高,金针菇子实体中的Cd、Zn浓度也随之增加.Cd-Zn之间表现为瓦相拮扰作用,金针菇子实体内的Cd含量随着培养基质中Zn浓度的增加而显著降低(P<0.05),Cd浓度降低比例与Zn/Cd比值之间呈显著的正相关(P<0.01).在Zn处理浓度为600 mg·kg-1,Cd处理浓度分别为1 mg·kg-1和10时,与不加Zn相比,金针菇子实体Cd含量分别降低29%和11%.Cd对Zn也表现出一定的拮抗作用,但是除在Zn为0和Cd为10mg·kg-1处理时拮抗作用显品著(P<0.05)外,其余处理没有达到显著水平.而在10mg·kg-1Cd和600mg·kg-1Zn处理条件下,金针菇生物量显著下降,可能是由于Cd-Zn协同作用,造成毒害作用的结果.     

镉胁迫对长春花质膜过氧化、ATP酶及5′-核苷酸酶活性的影响

长春花(Catharanthus roseus)是我国广泛栽培兼具园林绿化和抗癌药源等重要价值的多年生草本花卉植物.为了解镉胁迫下长春花植物体内活性氧清除及其质膜ATP相关酶调控的机理,采用盆栽试验研究了不同镉浓度(0、5、10、25、50、100 mg·kg-1)处理下长春花质膜过氧化、ATP酶及镉富集特性的影响.结果表明:中、低浓度Cd(≤10 mg·kg-1)胁迫下,长春花的丙二醛(MDA)和H2Oz含量、超氧阴离子自由基(O2-·)产生速率及抗氧化酶活性与对照没有显著差异.高浓度Cd(≥25 mg·kg-1)胁迫下,地上部MDA、H2O2含量和O2-·产生速率较对照显著升高,且地下部高于地上部;高浓度Cd处理使地上部过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、还原型谷胱甘肽(GSH)含量及地下部POD、SOD活性显著上升,但地下部CAT活性和GSH含量无明显变化.随着Cd处理浓度升高,地上部H+-ATPase活性逐渐降低,地下部H+-ATPase、地上部和地下部Ca2+-ATPase与5'-AMPase活性均先升后降,在高浓度处理下显著降低.同时,长春花对Cd有较强的富集能力,根系的富集能力高于地上部.     

伊乐藻对Cu Cd污染底泥修复的应用研究

在自然条件下,采用人工模拟水缸培养方法,研究了湖泊底泥不同Cu、Cd处理对沉水植物伊乐藻生长、叶绿素含量以及Cu、Cd吸收和积累的影响.结果表明,较低浓度Cu刺激伊乐藻的生长(生物量、叶绿素),高浓度抑制伊乐藻的生长;随着Cd处理浓度的增加,伊乐藻的生物量、叶绿素含量均一直降低,在底泥Cd含量为168.69 mg·kg-1DW(含背景值)时,植株出现死亡.随着Cu处理浓度的增加,伊乐藻体内的Cu含量一直增加,在底泥Cu含量为414 mg·kg-1DW(含背景值)时,根部、叶部的富集系数均达到最大(0.21和0.17);伊乐藻体内的Cd含最随Cd处理浓度的增加先增后减,底泥Cd含量为88.69 mg·kg-1DW时,根部、叶部的富集系数均达到最大(0.07和0.09).以上结果说明,伊乐藻对Cu、Cd具有很强的耐受性,可以作为原位修复Cu和Cd污染底泥的植物种类应用.     

基于GIS和GPS的沱江中游土壤镉和铅空间变异研究

采用ArcGIS9.0和GPS技术对沱江中游314个土壤样点的耕层中(0～20 cm)镉和铅含量空间变异分布特征及影响因素进行了研究.结果表明,该区土壤镉和铅呈对数正态分布,土壤镉平均含量为(0.11±0.13)mg·kg~(-1),铅平均含量为(30.03±9.82)mg·kg~(-1).土壤镉空间分布是以赵家镇为高值区(0.15～0.30 mg·kg~(-1)),并向东南和西北两侧条带状递减,东南部土壤镉含量主要为0.06～0.15 mg·kg~(-1);土壤铅空间分布以西北部钦北-关帝庙(35～38 mg·kg~(-1))和东南部广兴-带(>38 mg·kg~(-1))两个高值中心分别向两侧逐渐减少.影响因素研究表明,不同质地间土壤镉含量差异不显著,但粘土的铅含量显著高于其他质地土壤.pH与土壤镉含量呈显著正相关,与铅含量呈极显著正相关;酸性、中性土壤镉和铅含量均极显著少于碱性和强碱性土壤.有机质与土壤镉和铅含量均呈极显著相关性,林地、旱地、果园、宅基地林盘和水田5种土地利用方式中镉和铅含量依次增加.土壤镉和铅含量与坡度的相关性关系,表现出土壤镉和铅含量与坡度呈正相关渐变的过程.     

镉铜胁迫下紫苏的生长响应和富集特征研究

通过盆栽试验,分析了紫苏(Perilla frutescens(L.)Britt.)在Cd、Cu胁迫下生长响应及其对Cd、Cu的耐性、吸收和累积特征.结果表明,在Cd处理浓度≤60mg·kg~(-1)和Cu处理浓度为≤600mg·kg~(-1)时,紫苏株高和根长均随处理浓度提高而增加,此后则随处理浓度增加胁迫作用渐趋明显.植株地上部和根部Cd的最高含量分别是331.51和991.14 mg·kg~(-1),Cu的最高含量分别为228.65和2 030.63 mg·kg~(-1).植株地上部Cd和Cu的最大富集量分别为66.70和36.52 μg·plant~(-1).植株Cd、Cu富集系数分别为2.59～15.42和0.14～1.24,迁移系数分别为0.35～1.44和0.07～0.56.因此,该植物可用于Cd、Cu污染土壤的修复.     

不同类型钙化合物对污染土壤水稻吸收累积Ｃｄ Ｐｂ的影响及机理

以潮泥田和红黄泥为供试土壤,利用盆栽试验研究了施用不同类型钙化合物(CaO、CaCO3、CaSO4)对水稻吸收累积Cd、Pb的影响及机理。结果表明,潮泥田施用CaO和CaCO3后,土壤pH值明显升高。当CaO施用量达到0.36gCa·kg-1时土壤有效态Cd含量显著降低,水稻糙米Cd含量也随之显著下降,降幅达26.3%;施用CaCO(30.24gCa·kg-1)和CaSO(40.24gCa·kg-1)后水稻糙米Cd含量降幅分别为23.7%(P0.05)和18.4%(P0.05)。红黄泥施用CaO、CaCO3和CaSO4后,土壤pH值变化趋势与潮泥田相同。当CaO施用量达到0.24gCa·kg-1时土壤有效态Cd含量显著降低,但水稻糙米Cd含量反而上升,当CaO施用量达到0.36gCa·kg-1时,与对照相比水稻糙米Cd含量增加34.5%(P0.05);当CaO施用量增至0.48gCa·kg-1时土壤有效态Pb含量明显增加,水稻糙米Pb含量也随之显著增加,增幅达41.7%。在等钙(0.24gCa·kg-1)条件下,潮泥田及红黄泥施用CaO、CaCO3和CaSO4后因pH变幅较小导致水稻糙米Cd、Pb含量无明显差异。综合分析认为,利用钙化合物控制污染土壤上水稻对Cd、Pb的吸收累积时,需要根据土壤Cd、Pb含量和pH综合考虑合理的钙化合物类型和用量。     

重金属铅镉对玉米生长及土壤微生物的影响

采用温室盆栽土培方法.研究了土壤中不同浓度重金属铅(Pb,0-800 mg·kg~(-1))、镉(Cd,0-50 mg·kg~(-1))单一及其复合处理对玉米(Zea mays L.)生长及土壤微生物(细菌、放线菌、真菌)数量的影响.结果表明,在重金属Pb、Cd单一及其复合处理下,玉米的株高、干重均低于对照,重金属Pb、Cd处理对玉米的生长存在负面影响.重金属Pb、Cd单一处理抑制细菌、真菌的生长,中低浓度Pb(<300mg·kg~(-1))、Cd(≤10mg·kg~(-1))单一处理促进放线菌数量的增加,高浓度(Pb≥800mg·kg~(-1)、Cd≥50mg·kg~(-1))则呈现抑制效应;Pb、Cd复合在高中低浓度下都抑制土壤微生物生长,减少微生物数量.玉米株高同土壤微生物之间相关性不显著;玉米干重同土壤细菌、真菌显著相关,同土壤放线菌之间相关性不显著.     

生石灰和钙镁磷肥对晚稻生长及稻米镉含量的影响

为研究不同培肥措施对镉污染稻田的修复效果,采用小区试验的方法,研究了生石灰和钙镁磷肥及与化肥、有机肥配施对土壤镉有效性、水稻生长和稻米镉含量的影响。结果表明:施用生石灰、钙镁磷肥可以显著提高土壤pH值,其增幅为10.5%～16.1%,其中耦合石灰、钙镁磷肥和化肥(NPKML)处理增幅最大,达到16.1%,施用生石灰次之、钙镁磷肥增幅最小。有机肥与生石灰、有机肥与化肥和生石灰配施可使土壤有效镉含量降低7.9%～23.5%、使糙米的镉含量降低35.1%～47.5%,其中NPKML对两者的降低效果最佳。施用生石灰、钙镁磷肥等对水稻生长和稻谷品质没有显著影响。研究表明,有机肥、化肥、钙镁磷肥和石灰合理配施,对镉污染稻田修复具有较好的效果。     

麻疯树对镉胁迫的生理耐性及富集特征研究

研究了不同Cd浓度(0、10、25、50、100、200mg.kg-1)对麻疯树的生理指标和Cd积累特征的影响。结果表明,在土壤中的Cd≤50mg.kg-1时,麻疯树的生长未受到明显影响(P>0.05),当Cd≥100mg.kg-1时,其生长受到明显抑制(P<0.05);同时,麻疯树叶中叶绿素含量随土壤中Cd浓度的增加而下降,而其体内Cd含量则呈增加趋势,且表现根>茎>叶的富集特征;麻疯树叶中的SOD、POD活性随Cd浓度的增加呈先升高后降低趋势,而CAT活性仅在Cd为200mg.kg-1时显著增加,麻疯树叶中的MDA、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白、酸溶性巯基和谷胱甘肽含量随Cd浓度的增大呈增加趋势,这可在一定程度上缓解金属Cd对麻疯树的毒害。因此,麻疯树在重金属镉污染土壤修复方面具有一定的应用潜能。     

精准施肥对小白菜产量、品质及土壤特性的影响

按照蔬菜精准施肥推荐系统小白菜的推荐施肥量,在田间进行了验证试验。结果表明:推荐施肥量处理的小白菜产量最高,达36868.5kg.hm-2,小白菜硝酸盐含量较低,肥料利用率在所有施肥处理中最高,种植者纯收益最大,达54271.65元.hm-2,并且种植后土壤养分变化以及酸碱度、电导度、有机质含量等多个指标的变化趋势都优于其他处理,不会造成土壤中盐分累积,因此说明该系统用于推荐露地小白菜生产的施肥量是准确和可靠的。     

含四环素的有机肥对土壤酶活性及小白菜生长的影响

通过盆栽试验，研究含四环素的有机肥对土壤酶活性（蔗糖酶、尿酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶）及小白菜生长的影响。结果表明，含85 mg/kg四环素的有机肥对土壤蔗糖酶活性有显著抑制作用（P＜0.05）。在发芽期，含四环素的有机肥能提高土壤碱性磷酸酶活性，随着施肥时间的延长，四环素的促进作用不明显。含0~85 mg/kg四环素的有机肥提高土壤脲酶活性，抑制过氧化氢酶活性，而其中所含四环素的效应不明显。含四环素的有机肥对小白菜生长的影响与肥料中的四环素含量有关。四环素含量≤45 mg/kg的有机肥能促进小白菜的生长（提高株高、根鲜质量和地上部分鲜质量等），可用于小白菜的种植；但是与不含四环素的有机肥相比，四环素含量较高（85 mg/kg）的有机肥显著抑制小白菜的生长而不适合于小白菜的种植。     

镉胁迫下苦楝(Melia azedarach L.)幼苗的生长及生理响应

采用盆栽试验研究不同浓度Cd(0、30、60、90、120、150、180 mg·kg~(-1))处理对苦楝(Melia azedarach L.)幼苗生长、Cd积累、光合、质膜透性以及渗透调节的影响。结果表明,当Cd2+浓度≤60 mg·kg~(-1)时显著促进苦楝幼苗生物量的积累(P0.05),Cd2+浓度60mg·kg~(-1)时抑制作用逐渐增强,但≤120 mg·kg~(-1)Cd处理对株高影响不显著(P0.05),植株能正常生长且保持较大的生物量;苦楝对Cd具有一定的积累能力,其根、茎、叶中Cd含量随Cd处理浓度的增加而增加,且根系是主要积累部位;随着Cd处理浓度的增加,叶绿素(Chla+b)含量和光合速率(Pn)下降,相对电导率(REC)和丙二醛(MDA)含量增大,但≤60 mg·kg~(-1)Cd处理时均无明显变化;随Cd浓度的升高,可溶性糖含量下降,可溶性蛋白和游离脯氨酸呈先升后降趋势,游离脯氨酸含量始终高于CK,苦楝通过增加可溶性蛋白和游离脯氨酸的含量来维持Cd胁迫下的渗透平衡,从而降低Cd毒害。上述结果表明,苦楝对Cd具有一定耐性,其耐Cd胁迫的阈值浓度大约是120 mg·kg~(-1),可以将其应用于土壤Cd污染区域,在美化环境的同时修复土壤Cd污染。     

石灰和硅肥对非污染土壤Cd有效性和花生Cd含量的影响

本文研究了花生盆栽过程中,不同用量石灰及石灰、硅肥配施对非污染土壤有效态Cd和花生籽仁Cd含量的影响。结果表明:(1)在常规施肥条件下,施用石灰及石灰、硅肥配施均能显著提高土壤pH值,同时使得花生叶片细胞膜透性具有降低的趋势;石灰施用量为0.67g·kg-1土时的土壤有效态Cd含量降低了12.6%(显著低于CK),而石灰、硅肥配施组合对降低土壤有效Cd含量的作用不显著,可能与硅肥中Cd含量较高有关。(2)不同石灰施用量均有降低花生籽仁中Cd含量的趋势,其中石灰施用量为0.67g·kg-1土时花生籽仁Cd含量比CK降低26.1%;但石灰、硅肥配施对降低花生籽仁Cd含量的作用不显著。(3)花生籽仁Cd含量与土壤有效态Cd含量达正相关显著水平,表明土壤Cd有效性是影响花生籽仁Cd含量的主要原因。