砷胁迫对黑麦草根系形态及养分吸收的影响

黑麦草对重金属具有较强的耐性和富集能力,是一种良好的植物修复材料。为探究砷(As)胁迫下黑麦草的根系形态以及根系养分吸收特征,采用盆栽试验研究了100mg·kg~(-1) As胁迫下,多年生黑麦草(Lolium perenne)和一年生黑麦草(L.multiflorum)的根系形态和营养元素吸收情况,并分别对As吸收与根系形态和养分吸收做相关性分析。结果表明,多年生黑麦草总根长和总根表面积受抑制程度更加明显,分别降低47.6%和46.8%;多年生黑麦草根系As吸收能力是一年生黑麦草的1.2倍。As胁迫促进两种黑麦草根系对N、P、K、Mn元素的吸收,二者相比,多年生黑麦草根系吸收N、P、K三种大量元素受影响更大,而一年生黑麦草根系吸收微量元素Mn受影响更大。总体上看,多年生黑麦草的根系形态和养分吸收能力对As胁迫更加敏感。     

修剪对土壤Pb形态及高羊茅Pb含量的影响

采用盆栽试验研究了4种铅(Pb)浓度(0、500、1 000、1 500mg·kg~(-1))、不同修剪次数(不修剪、1次、2次、5次)下高羊茅(Festuca elata)Pb含量变化、土壤中Pb形态变化以及亚细胞形态结构变化。结果表明:Pb胁迫下,修剪处理提高土壤酸度,土壤中Pb酸溶态及可还原态含量随修剪次数的增加呈现增加趋势,其中5次修剪的酸溶态及可还原态含量显著大于其他修剪处理(P0.05)。修剪显著提高了高羊茅根系及留茬部位Pb含量,且转运到地上的Pb主要积累在留茬部分。修剪处理下的高羊茅根尖细胞壁积累了大量Pb,致密电子层更加明显。留茬成熟叶片叶绿体内质体小球数量骤增,氧化伤害加重。综合分析表明,修剪处理可以提高土壤中Pb的生物有效性,促进高羊茅根系对Pb的吸收,以及向留茬部分的转运及积累。     

外源柠檬酸、苹果酸和草酸对披碱草镉耐受及富集的影响

采用盆栽试验研究了不同浓度(1、2、4 mmol·L^-1)外源柠檬酸、苹果酸、草酸处理下,披碱草地上部和根部生物量、Cd含量的变化,披碱草根系形态参数变化以及生长状况变化,为揭示有机酸影响披碱草吸收、转运和富集Cd的机理提供理论依据。结果表明:Cd₅₀处理,披碱草株高、根长和各部分生物量均显著降低(P<0.05);3种外源有机酸处理,均可以提高披碱草Cd含量和生物量。在镉积累方面,草酸效果最佳,Cd₅₀+OA₂处理时,披碱草转运系数达1.38,地上部Cd积累量达到最大值268.511 μg·plant^-1。从改善植物生长状况方面,柠檬酸处理效果更好,Cd₅₀+CA₄处理时,根系和地上部生物量分别是Cd₅₀处理组的1.82和1.53倍。综合分析表明,外源有机酸能强化披碱草修复Cd污染土壤,提高植物修复效率。     

两种黑麦草砷吸收特征及其与茎叶营养元素积累的关系研究

采用盆栽实验研究了100 mg·kg^-1砷(As)胁迫下,一年生黑麦草和多年生黑麦草生长情况以及老叶、功能叶、新叶、茎、根系5个部位As吸收特征及其与茎叶营养元素积累的关系。结果表明,一年生黑麦草As耐性优于多年生黑麦草,株高和根长分别只降低13.3%和3.3%,两种黑麦草5部位干重都呈现降低趋势,但多年生黑麦草老叶和一年生黑麦草根系未达显著水平。两种黑麦草不同部位As分配均表现为根系>老叶>茎>功能叶>幼叶,且多年生黑麦草对As的吸收能力优于一年生黑麦草;茎叶对N、P、K 3种元素的吸收均呈现新叶>功能叶>老叶,对Ca、Mg、Mn 3种元素的吸收则呈现老叶>功能叶>新叶;植物体内As与Mg呈极显著负相关关系,与其他营养元素相关性在两种黑麦草不同部位间表现不同。