重金属镉胁迫臭牡丹根系及其土壤生化指标的变化

为重金属镉污染土壤的植物修复及野生臭牡丹的综合利用提供参考,以野生臭牡丹植株为试验材料,采用盆栽土培法模拟研究不同镉浓度胁迫臭牡丹,对其根系质膜透性、土壤电导率及土壤不同酶活性等的影响。结果表明:随着镉胁迫时间的延长,臭牡丹根系土壤的过氧化氢酶、脲酶和碱性磷酸酶活性均呈先升高后降低趋势。在镉浓度为0.90 mmol/L时,胁迫24d土壤过氧化氢酶活性比胁迫12d的高40.35%;在胁迫36d时,土壤过氧化氢酶的活性明显降低,并表现出明显抑制效应。土壤碱性磷酸酶活性在不同镉浓度胁迫24d时,以镉浓度为0.10mmol/L时最高,比未施镉(CK)升高62.31%。土壤脲酶活性在不同镉浓度胁迫24d时,以镉浓度为0.10mmol/L时最高,比CK升高67.31%,在胁迫36d时比CK降低23.35%。随着镉浓度增加和胁迫时间延长,臭牡丹根系的质膜透性升高,在胁迫36d时,镉浓度为0.90mmol/L的臭牡丹根系质膜透性比CK升高114.71%。土壤电导率在镉胁迫12d时的变化较小,但随着镉胁迫时间延长,其增幅较大;在镉胁迫36d时,喷施镉浓度为0.30 mmol/L、0.60 mmol/L和0.90mmol/L臭牡丹根系质膜的透性增幅明显,比CK分别升高246.27%、256.26%和285.28%。     

镉胁迫下菊芋的富集能力及其生理响应

为重金属污染土壤净化及其开发利用提供科学依据,以徐州菊芋、潍坊菊芋为对象进行土培,研究镉(Cd~(2+))不同浓度(0.0mmol/L、0.10mmol/L、0.60mmol/L、1.20mmol/L)胁迫7d、14d、21d后菊芋根际土壤过氧化氢酶、土壤磷酸酶和土壤pH的变化,分析菊芋对镉的富集能力及其生理响应。结果表明:土壤加入低浓度重金属镉后,前期土壤过氧化氢酶活性上升,呈现出一定激活效应,但随着镉浓度的增加及胁迫时间延长呈抑制作用;土壤磷酸酶活性在前、中期均增大,随胁迫时间延长其活性被抑制;徐州菊芋、潍坊菊芋土壤酶活性的变化一致,其中徐州菊芋的适应能力更强;菊芋体内的镉含量随胁迫程度加深总体呈逐渐上升趋势,其分布特征为地下部分地上部分,且转运系数均小于1,地上部分镉分布徐州菊芋为茎叶,潍坊菊芋在中低浓度下为叶茎;菊芋根系的富集系数均大于1。徐州菊芋、潍坊菊芋均表现出较好的耐镉性和富集能力。     

镉胁迫对菊芋生理抗逆性及根际土壤酶活性的影响

为菊芋综合价值的开发和环境污染的植物修复提供参考,以徐州菊芋和潍坊菊芋为材料,通过土培对其进行不同浓度的Cd2+胁迫,探究胁迫7d、14d和21d后菊芋幼苗抗氧化酶、叶绿素含量及其根际土壤酶活性的变化。结果表明:1)在胁迫初期,SOD、CAT和POD活性较对照均高,随着胁迫程度的加剧,2个菊芋品种的抗氧化酶活性总体呈先升后降趋势,但潍坊菊芋上升趋势较徐州菊芋缓慢;2)低镉浓度(T1)胁迫对菊芋叶绿素的产生有促进作用,而高镉浓度(T3)对叶绿素的积累有抑制作用,随着胁迫时间的延长,徐州菊芋的叶绿素含量呈先升后降趋势,潍坊菊芋的叶绿素含量不断降低;3)在试验初期,根际土壤的蔗糖酶、脲酶和蛋白酶活性较对照均高,其中,徐州的土壤脲酶活性最高时较对照提升40.36%,潍坊的土壤脲酶活性最高时较对照提升42.29%。随时间的推移,镉胁迫对土壤酶活性表现出低促高抑效应,菊芋可用于土壤镉污染的修复。     

逆境条件下镉对臭牡丹幼苗生理变化的影响

为探究镉胁迫对臭牡丹幼苗生理变化的影响,进行土培试验,设0、0.1、0.3、0.6、0.9 mmol/L 5种镉胁迫浓度处理,测定其对臭牡丹叶片叶绿素荧光参数、丙二醛、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量的影响。结果表明:随着镉处理浓度升高,叶片PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)和光化学淬灭系数(q P)逐渐减小,最高抑制率分别为43.10%和37.82%,而非光化学淬灭系数(q N)逐渐增加,最大增幅达48.13%;低浓度镉胁迫使臭牡丹幼苗可溶性糖和可溶性蛋白含量分别提高39.01%和73.07%,而高浓度镉则对植株可溶性糖和可溶性蛋白含量产生抑制作用。叶片MDA、脯氨酸含量随镉浓度的增加而上升,其中丙二醛含量在胁迫前期增长平缓,后期增长趋势显著,最高增长率达45.29%。可见臭牡丹对镉胁迫具有一定的适应性,可以通过调节自身光合特性和累积渗透调节物质缓解胁迫伤害。     

重金属镉胁迫下臭牡丹的生理响应及富集研究

为探究镉胁迫对臭牡丹生理响应及各部位镉富集特征的影响,进行盆栽试验,设置不同浓度(0.00、0.10、0.30、0.60和0.90mmol·L~(-1))镉梯度,测定12、24和36 d后植物抗氧化酶活性、叶绿素含量、叶绿素荧光参数及各部位镉含量。结果表明,SOD、CAT活性随胁迫浓度增加总体先升后降,POD活性在高浓度下变化显著,前期增强,后期减弱;短时间、低浓度的镉污染会刺激臭牡丹提高叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和叶绿素a/b以适应不良环境,长时间、高浓度的胁迫则产生较强的抑制效应;叶片Fv/Fm在高浓度后期明显减小,ETR先升后降;臭牡丹各器官镉富集能力存在显著差异,表现为根茎叶,其富集系数与各部位镉富集量呈负相关,表明胁迫加深会阻碍根部镉富集过程从而产生毒害效果。