外源钙对镉胁迫下芥菜型油菜幼苗生长和生理特性的影响

通过水培试验研究5、10mmol·L^-1Ca^2＋对不同水平镉处理下的油菜幼苗生物量、根长、丙二醛（MDA）和H2O2含量以及抗氧化酶活性的影响,利用HPLC分析外源钙对油菜幼苗镉胁迫下还原型谷胱甘肽（GSH）含量的变化情况。结果表明,镉处理浓度为150、300、450μmol·L-^1时,5和10mmol·L-1Ca^2＋均能有效增加植株的生物量和根长,5mmol·L^-1Ca^2＋能显著减少油菜幼苗中MDA和过氧化氢（H2O2）含量,增强超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽还原酶（GR）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）和谷胱甘肽转移酶（GST）的活性及GSH的含量。镉胁迫浓度为600μmol·L-1时,施钙后油菜幼苗出现生物量低、MDA含量高、抗氧化酶活性和GSH含量均下降,与CK相比差异不显著（P〉0.05）。镉处理浓度≤450μmol·L-1时,5mmol·L^-1Ca^2＋能明显缓解芥菜型油菜生长和生理所受胁迫,外源钙可作为减轻镉胁迫对油菜毒害的保护剂。     

磷、镉交互作用对烟草生长及吸收积累磷、镉的影响

采用盆栽实验研究石灰性土壤中磷、镉交互作用对烟草生长的影响,结果表明,磷的添加可减轻镉对烟草的危害。随着向土壤中添加磷浓度的增加,烟草生物量呈增加趋势。而当磷浓度为150mg kg-1时烟草生物量显著增加,地上部分变化比地下部分明显;而烟草中镉的含量呈先下降再增加的趋势。当镉浓度相同条件下,随着向土壤中添加磷浓度的增加,烟草中的镉含量呈现先下降再增加的趋势,高浓度镉尤为明显,在镉浓度为40mg kg-1时最为明显。研究还发现,同一磷浓度下,随着镉浓度的增加植株中磷含量呈逐渐下降趋势,此外,植株中镉含量、磷与土壤环境中磷、镉含量浓度呈显著正相关。     

pH和磷对铅胁迫下芥菜生长和土壤酶活性的影响

采用盆栽试验研究不同pH和磷酸盐浓度对铅污染土壤种植的芥菜生物量和铅吸收的影响,及铅浓度与土壤酶活性的关系.结果表明,芥菜地下部分铅含量明显高于芥菜地上部分.土壤酸化有可能导致土壤中铅的溶出释放,在试验中,土壤pH为5.0时,土壤中铅的释放最多,芥菜生长和土壤酶活性受到的影响最大.土壤中铅与磷酸结合成难溶性的磷酸铅,当土壤中施加的磷浓度为300mg/kg时,土壤中铅的释放量最少,芥菜生长和土壤酶活性受到的影响最小;土壤中铅的释放溶出与土壤酶活性相关性较大,同时二者易受土壤pH和磷含量的影响,因此把土壤中铅的释放溶出与土壤酶活性结合起来作为判断土壤铅污染程度指标更合适.     

镉胁迫对不同基因型玉米生长和镉吸收分配的影响

为比较玉米不同类型及其基因型对重金属镉富集特性的差异,筛选出具有镉(Cd)低积累潜力的玉米品种,通过盆栽模拟试验,研究3种玉米类型(普通玉米、甜性玉米和糯性玉米)的6个基因型(掖单13、郑单-958、苏玉糯-2、沪玉糯-2、金珠蜜超甜和申甜-1)在镉中度污染胁迫(3 mg·kg^-1)与轻度污染胁迫(1 mg·kg^-1)下植株生长及镉吸收分配特征。结果表明,轻度镉胁迫(Cd1)能够促进所有玉米基因型的生长,而中度镉胁迫(Cd3)降低了掖单-13、苏玉糯-2和沪玉糯-2基因型的生物量,同一镉水平下植株的生物量表现为普通玉米>甜玉米>糯玉米。随着土壤镉含量的提高,镉在普通玉米基因型根中的分配量大于甜型玉米和糯型玉米,但同一镉水平下普通玉米茎、叶和籽粒中的镉含量显著低于甜性玉米和糯性玉米。参试6个玉米基因型中普通玉米郑单-958基因型对镉的生物富集和转运能力最小。依据我国食品中污染物限量标准(GB2762-2017)和饲料卫生标准(GB13078-2017),郑单-958基因型在土壤轻度镉污染(Cd1)下籽粒中镉含量为0.083 mg·kg^-1,未超过国家食品安全标准(≤0.1 mg·kg^-1),2个普通玉米基因型和2个甜玉米基因型籽粒中的镉含量在土壤中度(Cd3)、轻度(Cd1)镉污染下均未超过国家饲料卫生标准(≤0.5 mg·kg^-1)。本研究结果为中、轻度镉污染耕地进行玉米安全生产提供了理论依据。     

不同芥菜品种(系)对镉胁迫的响应

为了解不同芥菜品种对Cd 的响应和富集特征,为芥菜安全生产和Cd 污染土壤修复提供理论依据,通过水培镉胁迫试验,在143 个芥菜品种(系)中筛选出9 种长势较好的芥菜进行土壤盆栽试验,分析不同Cd 浓度(CK、处理1、处理2、处理3 分别为0、5、25、50 mg·kg-1)对芥菜株高、鲜重、叶绿素的影响,总结Cd 在芥菜根和地上部的分布特征。研究发现,(1)品种5 在3 个处理均未存活,其他8 个品种在处理1 均可存活,在处理2 多数品种(品种6、9 除外)可以存活,在处理3 均未存活;与CK 相比,其株高、鲜重在处理1 无显著变化,在处理2 显著下降。8 种芥菜叶绿素对Cd 的响应规律不一致,但多数品种(1、3、7、8、9)叶绿素a 有下降趋势,且处理2 与CK 相比,下降显著。(2)土壤Cd 浓度在5 mg·kg-1 以上时,8 种芥菜均可富集Cd,不能作为低Cd 吸收品种种植;其地上部Cd 富集系数均>1、转运系数均<1,Cd 的主要富集部位在根部,品种3、7、8 在处理2 时地上部Cd 含量(干重)接近100 mg·kg-1,品种2、4 在处理1、处理2 地上部Cd 提取量高于140μg·株-1。(3)8 种芥菜均不属于Cd 超积累植物,但其在土壤中Cd 浓度为5 mg·kg-1 时生物量未受影响,富集系数均>1,具备富集Cd 的能力。可选种品种2、3、4、7、8[即高9、2017442297(血经芥菜)、2017442241、澳洲清甜香油芥菜、香港甜脆竹芥]修复5 mg·kg-1 以下的Cd 污染土壤。     

氮肥对镉在土壤-芥菜系统中迁移转化的影响

以芥菜为研究对象, 采用盆栽试验, 探讨了不同用量的5种氮肥对污染农田土壤中镉(Cd)在土壤–根系–地上部迁移累积的影响。结果表明: 5种氮肥均促进了芥菜根系对Cd的吸收, 且根系Cd含量随施氮量的增加而增加; 但根系吸收转运Cd的能力随氮肥施用量的增加呈先降后增的变化趋势。在≤200 mg(N)·kg^-1(土)的施氮水平下, CO(NH₂)₂和Ca(NO₃)₂处理能显著降低芥菜地上部Cd含量, 降低幅度分别为13%~29%和24%~30%。在施氮量相同的条件下, NH₄Cl和(NH₄)₂SO₄显著降低了土壤pH, 增加了土壤DTPA-Cd含量, 促进了芥菜对Cd的吸收。本试验条件下, 200 mg(N)·kg^-1(土)的CO(NH₂)₂在增加芥菜产量和降低芥菜地上部Cd含量等方面优于其他氮肥处理。     

施氮对镉胁迫下杂交相思树生长及镉吸收分配的影响

【目的】研究不同水平氮的供应对木本固氮植物杂交相思树适应镉环境胁迫及其生物修复能力的影响,可为有目的地进行相思树栽培提供施肥依据。【方法】以杂交相思树 (Acacia mangium × Acacia auriculiformis) 为试材进行了盆栽试验。Cd2+ 设3个水平(0、30、60 mg/kg),在Cd2+ 30 mg/kg的基础上设施尿素2个水平(0.4、0.8 g/kg) ,共5个处理。研究了杂交相思幼苗的干物质、氮(N)、磷(P)、钾(K)、镉(Cd)的积累和分配规律。【结果】Cd2+ 胁迫显著抑制了杂交相思幼苗根、茎、叶和总干物质的积累,限制了N、P、K等元素的吸收和积累;杂交相思Cd转移系数为0.044～0.224,根Cd含量明显高于茎和叶,并且根部Cd累积能力要大于地上部;但Cd2+ 60 mg/kg胁迫下,杂交相思通过向地上部分转移Cd以更好地适应强胁迫环境。Cd2+ 30 mg/kg胁迫下,高氮 (0.8 g/kg) 较低氮 (0.4 g/kg) 更显著地促进了茎、叶和植株总的P、K积累,而低氮更有效地增加了根的N、P、K积累量;高氮较低氮更显著地提高了茎、叶干重以及干物质在茎叶中的分配比例,低氮则提高了根干重以及干物质在根中的分配比例和根冠比;Cd2+ 胁迫下施氮显著促进了杂交相思对Cd的吸收和积累,提高了Cd转移系数;低氮更显著地促进了根、叶和总Cd的积累,高氮更显著地促进了茎Cd的积累及Cd在茎、叶中的分配比例。【结论】Cd2+ 胁迫下杂交相思通过改变干物质及N、P、K、Cd积累和分配规律以及提高N、P和K利用率的方式,保证根系生长,以更好地适应胁迫环境。低Cd2+ 胁迫下 (30 mg/kg),施氮可缓解杂交相思由镉胁迫所引起的对N、K吸收的抑制,促进杂交相思各器官干物质以及N、P、K、Cd的积累。低施氮量 (尿素 0.4 g/kg) 促进相思树生长的效果更佳,高施氮量 (尿素 0.8 g/kg) 促进Cd向地上部的运转,提高其对Cd生物修复能力。     

砷胁迫条件下接种丛枝菌根真菌对番茄生长和磷吸收的影响

采用盆栽法研究了砷(As)污染条件下(As 0,50,100和200 mg·kg-14个水平)丛枝菌根真菌(AMF)接种对全生育期番茄植株生长及其磷(P)营养的影响。试验中各接种处理均成功侵染,侵染率在11.79%~34.36%之间。砷胁迫显著影响番茄植株的生物量,植株生长过程中各个时期地上部和根系干重均随As添加水平的升高而显著下降。本试验同时发现As 50 mg·kg-1是不接种番茄植株忍受砷毒害的上限,而接种丛枝菌根真菌后,番茄忍受砷毒害的上限上调到100 mg·kg-1;但200 mg·kg-1已达番茄忍受砷毒害的极限。基质中添加砷对番茄植株不同生长时期地上部和根部磷含量有显著影响。除开花期地上部与其不接种处理根部磷含量外,幼苗期和坐果期植株地上部磷含量与根部磷含量均随着砷添加量的增加而呈大致递增趋势。番茄植株生长的各个时期(幼苗期、开花期和坐果期)地上部和根部磷吸收量随砷添加水平的增加呈明显下降趋势。砷污染条件下,接种丛枝菌根在一定程度上促进了植株生长及其对磷的吸收,缓解了砷对植株生长的胁迫。     

不同品种烟草生长和镉及营养元素吸收对镉胁迫响应的差异

通过盆栽试验研究了两个品种烟草Xanthi和贵烟11号生长、镉的吸收和运转及营养元素吸收对镉胁迫的反应.结果表明,Xanthi的生长量在3 mg/kg Cd处理时增加.10 mg/kg Cd处理时降低,贵烟11号根及地上部的生长则随土壤镉浓度的提高而降低,表明Xanthi较贵烟11号对镉有更强的忍耐能力.提高土壤镉水平,烟草根和地上部镉含量增加,镉的转运系数下降,下降幅度为Xanthi＞贵烟11号.两个品种烟草镉的向上转运速率,Xanthi表现为先上升后下降的过程,贵烟11号则持续上升.表明Xanthi根部阻止镉向地上部运输的能力较贵烟11号强.镉对两个品种烟草N,K,Zn,Mn的吸收有促进作用.对Fe,Mg的吸收有抑制作用.对Xanthi的P吸收有促进作用、Ca吸收有抑制作用,对贵烟11号的P含量影响不明显,却提高贵烟11号的Ca含量.     

印度芥菜对土壤中难溶态镉、铅的吸收差异

通过根际袋法土培盆栽试验，研究了印度芥菜对石灰性土壤中难熔态Cd,Pb的吸收差异。试验结果表明，印度芥菜能吸收石灰性土壤中的难溶态Cd,Pb并对其有较高的忍耐性。印度芥菜吸收的Cd70%以上累只在地上部而吸收的Pb83%以以累积在根系；印度芥菜根际土壤中的DTPA提取态Cd显著高于非根际土壤，但根际与非根际土壤中的DTPA提取的Pb含量差异不显著。本试验条件下，印度芥菜对土壤Cd的净化率为0．83％－1．25％，对土壤Pb的净化率则只有0.04%-0.07%。     

褪黑素对大头菜幼苗生长及镉积累的影响

通过盆栽试验,研究了Cd污染条件下,不同浓度褪黑素喷施对大头菜幼苗生长及Cd积累的影响。结果表明,浓度50、100和150μmol/L的褪黑素增加了大头菜幼苗的根长、根系体积、株高、块根直径和块根长度,也增加了其根系、块根、地上部分及可食用部分的生物量,而浓度为200μmol/L的褪黑素则降低了大头菜幼苗的这些指标。不同浓度的褪黑素处理均提高了大头菜幼苗的光合色素(叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量及类胡萝卜素)含量及抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性,并降低了大头菜幼苗根系、块根、地上部分和可食用部分的Cd含量。随着褪黑素浓度的增加,大头菜幼苗各器官的Cd含量呈降低的趋势。因此,喷施褪黑素能够促进大头菜幼苗生长,降低其对Cd的积累。     

Interactive Effects of Lanthanum and Cadmium on Plant Growth and Mineral Element Uptake in Crisped-Leaf Mustard Under Hydroponic Conditions

Plant growth and mineral element accumulation in Brassica juncea var. crispifolia (crisped-leaf mustard) under exposure to lanthanum (La) and cadmium (Cd) were studied by employing a hydroponic experiment with a complete two-factorial design. Four levels of La (0.05–5.0 mg L^?1) and two levels of Cd (1.0 and 10.0 mg L^?1) were used in this experiment. Lanthanum did not improve plant growth in this experiment. Addition of La (≥ 1.0 mg L^?1) or Cd (≥ 10 mg L^?1) to the solution inhibited root elongation. Lanthanum treatments reduced accumulations of iron (Fe), manganese (Mn), and zinc (Zn) in roots, and Mn in shoots. Lanthanum at ≥ 1.0 mg L^?1 limited the Cd translocation from roots to shoots and thus decreased the accumulation of Cd in shoots. Cadmium had no influence on La accumulations in roots, but inhibited the accumulation of La in shoots. The study results suggest that applications of rare earth elements in vegetables would be potentially risky to human health.     

笋子芥和茎瘤芥生物活性物质与抗氧化能力分析

为了全面了解笋子芥和茎瘤芥的营养价值,以笋子芥和茎瘤芥为研究对象,对茎肉、茎皮和叶柄等食用部位的生物活性物质含量与抗氧化能力进行分析。结果表明,不同类型和食用部位间的生物活性物质含量与抗氧化能力存在显著差异。叶绿素、类胡萝卜素、原花青素、类黄酮、总酚和抗氧化能力均呈现叶柄茎皮茎肉的趋势,维生素C与之相反;茎瘤芥中的生物活性物质含量显著高于笋子芥,而笋子芥的抗氧化能力显著高于茎瘤芥。主成分分析表明,生物活性物质含量差异主要来自于食用部位因素,其次是类型因素。遗传方差比率分析表明,叶绿素、维生素C、原花青素和类黄酮含量和抗氧化能力的变异受食用部位的影响大于类型的影响,而类胡萝卜素和总酚则相反,此外,叶绿素和维生素C受类型×食用部位互作因素的影响较大。相关性分析表明,抗氧化能力与原花青素和类黄酮含量呈显著正相关关系,表明原花青素和类黄酮对抗氧化能力可能有较大贡献。本研究为人们日常膳食及其营养搭配提供一定依据和参考。     

Cd2+ 对无机磷细菌生长及溶磷作用的影响

无机磷细菌(phosphorus solubilization bacteria,PSB)是重要的土壤有益微生物,它们将植物不能吸收的难溶性无机磷转化为有效磷,对土壤磷素供应十分重要。镉是污染土壤的常见重金属,研究Cd~(2+)胁迫下PSB的生长和溶磷能力,可揭示镉污染对土壤无机磷转化供应的影响,为改善植物磷素供应提供有益信息。试验以重庆市缙云山国家森林公园毛竹林地分离的4株假单胞菌为供试菌株,比较它们的溶磷能力,研究了不同浓度Cd~(2+)对PSB生长和溶磷作用的影响。结果表明:供试菌株溶磷能力PSB05PSB09PSB07PSB01,溶磷指数和溶磷率最高值是最低值的2.08倍和4.14倍。摇瓶培养120 h后,培养液pH表现为PSB01PSB07PSB09PSB05,并与培养液中的无机磷含量(y)呈显著负相关(y=–83.148 pH+581.96,R2=0.9052,n=25)。在固体培养时,PSB05的溶磷圈和菌落直径随培养基中Cd~(2+)浓度提高而降低。在Cd~(2+)浓度0.5~2.0 mg/L液体培养基中,PSB05数量较无Cd~(2+)对照减少22.09%~68.18%,草酸、乙酸、柠檬酸和氢离子分泌量显著下降,溶磷量降低5.27%~38.45%。供试菌株的溶磷能力差异显著;高浓度Cd~(2+)抑制PSB05生长、有机酸和氢离子分泌及溶磷作用,不利于土壤供给磷素。     

Protective Role of Selenium on Garlic Growth under Cadmium Stress

The stimulative action and detoxifying effect of selenium on garlic growth under cadmium stress were investigated. Selenite treatment can promote mitosis of garlic root-tip cells and growth of roots and seedlings. Garlic has a strong ability to accumulate the selenium from soil, and selenium content was greatest in garlic seedlings. Addition of selenite at a concentration of 2.0 μg kg^?1 in soil could decrease cadmium content in garlic and protect the seedling growth. The selenium has been shown to have an effective protective role on garlic growth under cadmium stress.     

Influence of Ammonium and Nitrate Nutrition on Plant Growth and Zinc Accumulation by Indian Mustard

ABSTRACT

The source of nitrogen (N) used in soil fertility practices affects plant growth, nutrient absorption, and the availability of nutrients. Consequently, the potential of plants to extract zinc (Zn) from soils may be increased by controlling the ratio of NH₄ ⁺ to NO₃ ^? to maximize growth and Zn accumulation. The objectives of this research were to determine the effects of Zn supply and different molar ratios of NH₄ ⁺ to NO₃ ^? on growth and Zn accumulation in Indian mustard (Brassica juncea Czern.). In a factorial experiment with solution culture, Indian mustard (accession 182921) was supplied with two concentrations of Zn (0.05 and 4.0 mg L^?1) in combination with six N treatments with different molar percentage ratios of NH₄ ⁺ to NO₃ ^? (0:100, 10:90, 20:80, 30:70, 40:60, and 50:50) for three weeks. Zinc supplied at 0.05 mg Zn L^?1 represented a common concentration of Zn in solution culture, whereas 4.0 mg Zn L^?1 was excessive for plant nutrition. If the supply of Zn in solution was excessive, plants developed symptoms of foliar chlorosis, which became severe if plants were supplied with 80% of N as NO₃ ^?. Supplying high proportions of NO₃ ^? in the nutrient medium stimulated Zn accumulation, whereas increasing proportions of NH₄ ⁺ (up to 50% of the total N) enhanced shoot growth. The pH of nutrient solutions generally decreased with increasing proportion of NH₄ ⁺ in solutions and with increased Zn supply. The Zn phytoextraction potential of Indian mustard was maximized, at about 15 mg Zn plant^?1, if plants received 10% of the total N as NH₄ ⁺ and 90% as NO₃ ^?.     

植物适应重金属Cd胁迫的生理及分子生物学机理

对植物适应Cd胁迫的生理及分子生物学机理进行了综述,包括Cd在植物细胞内的区室化;体内酶活性、可溶性蛋白、脯氨酸含量的提高以及诱导植物络合素的形成等。     

外源赤霉素对富集植物繁缕生长及镉积累的影响

为了强化镉富集植物繁缕对镉污染土壤的修复效率,采用盆栽试验,研究了喷施不同浓度赤霉素(GA_3)对繁缕生长及镉积累的影响。结果表明,繁缕的生物量随GA_3浓度的增加而增加,但光合色素含量、抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、镉含量及镉积累量均呈先增后降的趋势。在GA_3浓度为10 mg L~(-1)时,繁缕地上部分及整株镉积累量均达到最大值,分别为244.86、348.97μg plant~(-1),较各自对照分别增加了31.20%(P0.05)和25.51%(P0.05)。因此,采用繁缕修复镉污染土壤时,以10 mg L~(-1)的GA_3提高繁缕的修复效率最佳,可作为植物修复的强化措施。     

镉胁迫下磷酸二铵对小麦生长及吸收镉的影响

以黄土和小麦为供试对象,通过盆栽试验研究了不同Cd胁迫水平下施用(NH4)2HPO4对小麦生长及Cd富集、转移的影响。结果表明,Cd胁迫对小麦的生长表现为低促高抑,Cd胁迫下施用(NH4)2HPO4可促进小麦的生长,尤其是茎叶的生长;小麦各部位的Cd含量均随着土壤Cd胁迫水平的升高而升高,且根系茎叶籽粒。施用(NH4)2HPO4能促进小麦对Cd的吸收,对根系和籽粒的促进作用大于茎叶;小麦各部位对Cd的富集能力均随着土壤Cd胁迫水平的升高而先增加后减小,而茎叶的转移能力先降低后升高,籽粒反之。施用(NH4)2HPO4显著促进根系对Cd的富集和茎叶对Cd的转移。