铅镉复合污染对水稻生长及产量的影响

[目的]探讨铅镉复合污染对水稻生长、产量及品质的伤害及机理。采用盆栽试验,研究了不同程度的铅镉复合污染对水稻生长发育及产量品质的影响。[结果]铅镉低浓度胁迫能够促进水稻生长,高浓度抑制水稻的株高;铅镉胁迫显著降低了水稻的分蘖数,随着胁迫浓度增加,分蘖数下降幅度增大;铅镉胁迫显著降低了水稻每盆穗数、结实率、千粒重和产量,低浓度胁迫下每穗总粒数显著增加,高浓度胁迫下每穗总粒数显著降低;铅镉低浓度胁迫下糙米率和精米率显著增加,高浓度胁迫下糙米率和精米率显著降低,整精米率随处理浓度的增加而显著下降;水稻籽粒中铅镉含量与土壤中铅镉浓度成显著正相关,土壤铅镉含量达到中高浓度时,水稻籽粒铅镉含量严重超标,铅镉最高超标达333%和122%。[结论]该研究为污染地区水稻栽培技术体系的建立提供依据。     

有机肥对镉胁迫下不同基因型水稻镉吸收和分配的影响

以镇稻88和Ⅱ优107两个不同基因型水稻为材料,采用两年盆栽试验方法,研究了有机肥对水稻镉吸收及分配的影响.结果显示:镉胁迫(3.0 mg· kg-1)下,水稻各器官的镉含量以及根系镉分配比例增加,穗的镉分配比例减少.有机肥对不加镉处理(土壤背景镉含量0.202 mg· kg-1)的营养器官镉含量没有显著影响,籽粒镉含量略降低,但影响不显著.有机肥降低加镉处理的根系、糠层和精米的镉含量,影响根系的镉分配比例,减少穗的镉分配比例,并且一定程度减少籽粒中精米的镉分配比例.有机肥可能是通过减少土壤有效态镉,以降低水稻植株对土壤中镉的吸收,并且抑制镉往地上部以及精米中输送,从而显著降低了精米中的镉含量.另外,有机肥对两个基因型水稻的影响表现不同.     

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%。     

水稻／小麦间作中种间相互作用对镉吸收的影响

本研究应用盆栽实验的方法研究水稻和小麦间作条件下根系种问相互作用对水稻和小麦镉吸收的影响。采用塑料膜分隔、尼龙网(30μm孔径)分隔、不分隔方法等三个处理,研究根系种间相互作用。当水稻、小麦根系不分隔时,水稻、小麦地上部镉浓度比水稻、小麦塑料膜分隔时要低;水稻籽粒镉浓度比水稻单独种植籽粒的镉浓度要高出120％,而小麦籽粒镉浓度比小麦单独种植籽粒的镉浓度低40．4％。这一结果说明,水稻、小麦一起种植时均能降低水稻、小麦地上部对镉的吸收,但对镉在籽粒中的累积影响不同。     

枯草芽孢杆菌对花生镉积累及生理性状的影响

盆栽条件下,研究了轻度镉胁迫下施用不同浓度枯草芽孢杆菌对花育31号花生生理性状、植株性状和籽粒镉积累量的影响。结果表明,施用枯草芽孢杆菌能提高花生苗期、花针期和成熟期的叶片叶绿素含量和根系活力,降低叶片相对电导率;施用量为2 g/kg和4 g/kg时均能显著提高不同生育期叶片的SOD活性和POD活性,显著降低叶片MDA含量;1 g/kg和2 g/kg枯草芽孢杆菌均能较大幅度提高花生主茎高、侧枝长、植株鲜重、单株果重和饱果率,均能显著减少籽粒镉的积累量。综上,施用2 g/kg枯草芽孢杆菌对缓解花生轻度镉胁迫的效果最好,能显著提高叶绿素含量和根系活力,降低镉胁迫对细胞膜的损坏程度,显著增加单株果重和饱果率,籽粒镉积累量降低25.37%。     

土壤镉污染对4种北方阔叶树根系生理生化指标的影响

[目的]研究镉污染对4种植物根系生理生化指标的影响。[方法]采用盆栽方法研究了不同浓度镉处理对白牛槭、刺玫果、金银忍冬和东北山梅花4树种根系生理生化指标的影响。一个生长季结束后收获苗木,测定各项指标。[结果]随着土壤中镉处理浓度的增大,4树种新根生物量、根系活力、SOD活性均逐渐降低,MDA含量逐渐上升,4树种的变化幅度不同。[结论]刺玫果和东北山梅花的抗镉污染能力优于白牛槭和金银忍冬。     

镉胁迫对马蔺根系活力和矿质营养元素吸收的影响

[目的]探究镉(Cd)胁迫对马蔺根系活力和矿质营养元素吸收的影响。[方法]采用水培法,以马蔺为试验材料,设置6种CdCl_2质量浓度(0,10,25,50,100,150 mg·L~(-1)),通过对马蔺根系活力、地上部和根系镉含量,以及6种矿质营养元素(Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn)含量的测定,研究了不同镉浓度处理下马蔺根系活力及矿质营养元素的变化。[结果]随镉胁迫时间的延长,对照处理下(CK,未经镉处理),根系活力呈逐渐上升趋势;10-50 mg·L~(-1) Cd处理下,根系活力呈先升后降趋势;100和150 mg·L~(-1)Cd处理下,根系活力呈逐渐下降趋势。随镉处理浓度的增加,马蔺地上部Mg、Mn、Cu和Zn含量呈显著降低趋势,Ca和Fe含量呈增加趋势;根系中的Fe、Mn、Cu、Zn含量呈逐渐增加趋势,Ca和Mg含量呈逐渐下降趋势。镉处理下,Ca和Mg含量转移系数呈先升后降趋势;Mn、Cu、Zn转移系数低于对照;Fe转移系数与对照相比较无显著差异。镉胁迫下,地上部Fe含量和Cd含量呈显著正相关,Ca、Cu、Zn、Mg、Mn含量和Cd含量呈不显著负相关;马蔺根系Cu、Zn、Mg、Fe、Mn含量和Cd含量呈正相关,Ca含量和Cd含量呈极显著负相关。马蔺根系镉含量可达到829.39～8944.54 mg·kg~(-1),地上部镉含量可达到200.60～519.76 mg·kg~(-1),大多数镉离子保留在根中,因此,马蔺具有将重金属镉截留于根系以减少镉从根系转移到地上部的能力。[结论]中低镉浓度下,根系活力和根系中矿质营养元素吸收受镉的影响较小;高镉浓度下,马蔺根系活力下降,其通过调节营养元素的吸收和分配,来适应镉胁迫环境。     

超重处理对水稻种子发芽和苗期生理的影响

[目的]研究超重处理对水稻种子和苗期生理的影响。[方法]以水稻(Ⅱ优2070)为材料,以2000、3000、4000和5000 g的超重力对种子分别处理1、2、3和4 h后,进行沙培。观察其出苗时间、出苗率、性状表现,并测定幼苗叶绿素含量和根系活力。[结果]结果表明,超重处理后,水稻发芽率(Gr)和发芽指数(Gi)随处理条件变化有不同程度的降低。苗期水稻植株变矮,根系变短且发达。幼苗叶绿素含量增加,而根系活力随重力降低。[结论]超重处理可以影响水稻幼苗的生长,处理时间以及重力加速度是影响其生长的重要因素,适当的超重处理可以促进植物生长。     

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。     

糙米与水稻植株中镉含量的关系

[目的]研究糙米中重金属镉含量与水稻植株中镉积累的关系。[方法]以6个水稻品种为试材,设置5个土壤镉浓度处理的盆栽试验,对水稻糙米中重金属镉的积累与水稻植株间的相关性进行了研究。[结果]水稻糙米与水稻植株分蘖期的重金属镉含量的相关系数没有达到显著相关;出穗期,只有水稻茎秆中的镉含量与糙米的相关系数为显著相关;在水稻的成熟期,水稻糙米与水稻植株镉含量的相关系数在土壤镉含量较低时都为显著相关,而在较高浓度时,只有水稻的茎秆与糙米镉含量的相关系数达到显著相关。[结论]水稻糙米中的镉含量只与水稻植株中的茎秆的镉含量有关联。选择茎镉含量低的水稻品种,可得到糙米对重金属镉低积累的水稻品种。     

不同外源生长素对镉胁迫水稻根系生长的影响

以水稻中花11号为材料,测定了不同外源生长素对镉胁迫水稻根系生长发育的影响。结果表明,0.1mmol/L镉诱导水稻初生根、不定根和侧根的伸长生长且侧根的数目也增加,但抑制地上部分的生长。在镉胁迫下添加不同浓度的生长素如NAA、IAA、IBA和2,4-D都明显改变根系的生长且变化趋势相似。即浓度为10^-9～10^-7M时,促进镉胁迫水稻初生根和不定根的伸长生长,其中以浓度为10^-8M时,促进作用最强;当浓度高于10^-7M时,反而抑制了根的生长;添加4种外源生长素均不能解除镉对地上部分的抑制作用,不过镉胁迫下添加10^-9～10^-8M的NAA能在一定程度上改善镉胁迫水稻的生长。在相同浓度条件下,不同生长素对初生根和不定根上侧根的形成和发育既有相似之处,也存在一定差异。     

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。     

缺氧和充氧栽培对水稻Cd积累及OsHMA2基因表达的影响

【目的】研究缺氧和充氧栽培对水稻重金属Cd的吸收和转运及OsHMA2基因在茎中表达的影响,为降低水稻中重金属的吸收和累积奠定基础。【方法】以水稻品种五丰优2168为试验材料,通过营养液缺氧和营养液充氧的水培盆栽试验,分析Cd质量浓度为0、0.6、1.2mg·L~(-1)时,Cd的吸收累积以及茎中OsHMA2基因表达水平。【结果】缺氧栽培条件下,水稻生长发育受Cd抑制作用不显著,而充氧栽培条件下水稻生长受到显著抑制,表现为根、地上部干质量显著下降。在0.6和1.2mg·L~(-1)Cd处理条件下,缺氧栽培的水稻根部和地上部Cd累积量均低于充氧栽培。2种栽培条件下,根部Cd累积量均随Cd处理浓度的增大而增大。水稻地上部对Cd的累积在缺氧栽培条件下,0.6和1.2mg·L~(-1)Cd处理无显著差异,充氧栽培的水稻地上部Cd累积随处理浓度增大而增大。与对照相比,水稻茎OsHMA2表达量在缺氧和充氧栽培下,0.6mg·L~(-1)Cd处理上调,而1.2mg·L~(-1)Cd处理下调;在Cd处理下,OsHMA2表达量缺氧栽培高于充氧栽培。【结论】缺氧栽培能抑制水稻对Cd的吸收和累积;Cd累积量达到一定值时能够下调OsHMA2的表达。     

烟草对复合污染土壤中镉的吸收运转及改良的研究

[目的]研究烟草对重金属镉的吸收运转规律,改良剂对重金属的改良效果,为最终实现人工调控镉活性提供科学依据。[方法]采用盆栽试验,研究了在复合污染的土壤中烟草对重金属镉的吸收规律,5种改良剂对重金属的改良效果以及烟草体内镉与鲜重和其他重金属的相互关系。[结果]烟草对镉的转移系数在2.28～4.60,向上迁移镉元素能力强。烟草属于镉元素耐性作物,随生育期推移不同部位的镉含量呈下降趋势。加入修复剂在不同程度上减少了烟株体内的镉含量。不同部位的镉含量与其鲜重呈显著负相关。在复合污染的条件下,烟株体内镉的含量与其他重金属(Pb、As和Hg)存在着显著正相关关系。[结论]修复剂在减少烟草镉含量的同时也降低了其他重金属的含量,提高了烟草的生物学产量,达到了提高烟草安全品质和产量的双重功效。     

昆虫多糖促进水稻生长及提高抗逆性机理分析

[目的]研究昆虫多糖促进水稻生长的作用机理。[方法]通过测定不同脱乙酰度、不同浓度昆虫多糖处理的水稻叶绿素含量、根系活力、过氧化物酶含量、可溶性糖和蛋白质含量来研究其作用机理。[结果]结果表明,昆虫多糖拌种处理水稻后叶绿素含量、根系活力、可溶性糖和可溶性蛋白质含量提高,过氧化物酶含量降低,可促进水稻的生长、增强抗逆性,提高产量。[结论]该研究为昆虫多糖的应用提供理论依据。     

土壤镉污染对大蒜生理生化指标的影响

[目的]研究土壤镉污染对大蒜生理生化指标的影响,为土壤镉污染修复提供依据。[方法]通过设置0.21-500mg／kg12个cd污染浓度梯度,采用盆栽模拟试验,研究大蒜株高、叶绿素（Chl）含量、过氧化氢酶（CAT）活性和丙二醛（MDA）含量对土壤镉胁迫的生理生态响应机制。[结果]土壤镉污染能显著影响大蒜的株高,且随着胁迫时间的增加胁迫作用逐渐增大;除cd浓度500mg／kg外,其余各处理大蒜叶绿素a含量与对照相比差异均不显著;各处理叶绿素总量与对照相比差异均不显著。高浓度的Cd污染对大蒜细胞膜的伤害增加,但随着大蒜生理机制的调节,伤害逐渐降低。[结论]大蒜对镉污染土壤具有较强的生理生态适应性,具备修复镉污染土壤的潜力。     

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。     

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。