4个草品种种子发芽及幼苗生长对汞胁迫的响应及汞富集能力

【目的】探明不同草坪草及牧草品种种子发芽及幼苗生长对汞胁迫的响应及富集能力,为抗汞胁迫及汞富集力强的草品种选择提供依据。【方法】选取前期通过汞胁迫发芽试验筛选而得的多花黑麦草(Lolium multiflorum Lam.)的盛宴(Feast)、紫羊茅(Festuca rubra L.)的派尼(Pernille)和传奇(Legend)3个草坪草品种及多年生紫花苜蓿(Medicago sativa L.)的金黄后(Golden empress)1个牧草品种为试验材料,以0～180 mg/L 7个Hg~(2+)浓度梯度进行发芽试验,考察4个草品种的种子发芽期对汞的耐受性;再以0～181 mg/kg 5个Hg~(2+)浓度梯度对4个草品种进行土培盆栽试验,考察其苗期生长对汞胁迫的响应及富集能力。【结果】发芽期汞耐受性:随Hg~(2+)浓度升高,4个草品种的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数均不同程度降低,下降幅度因品种存在差异,传奇和派尼的发芽相关指标较金皇后和盛宴的下降幅度大;苗期汞耐受性:随Hg~(2+)浓度升高,4个草品种的出苗率、株高、根长、鲜重、叶面积均不同程度下降,传奇和派尼的生长受抑制程度更大,低浓度Hg~(2+)对金皇后、盛宴和派尼的生长有一定促进作用;4个草品种的汞富集系数随Hg~(2+)浓度升高而明显下降,其中金皇后汞富集能力最强,盛宴和传奇次之,派尼最弱。【结论】4个草品种在不同浓度Hg~(2+)胁迫下,金皇后和盛宴比派尼和传奇受到的伤害程度低,显示出较强的抗汞胁迫能力,同时,金皇后和盛宴具有较好的汞富集能力,可选择为汞污染土壤植物修复的先锋草品种。     

汞胁迫对4个草坪草品种幼苗生理特性及养分积累的影响

[目的]为汞污染地区土壤生物修复提供合适的草坪草品种。[方法]通过土培盆栽试验模拟汞胁迫环境,选取4个不同草坪草品种(黑麦草马达,一年生黑麦草盛宴,紫羊茅派尼和传奇),测定不同浓度Hg~(2+)胁迫下草坪草幼苗叶绿素含量、叶片原初光能转化效率(F_v/F_m)、可溶性糖(SS)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量、叶片相对电导率及植株的N、P、K积累特性。[结果]随着Hg~(2+)浓度升高,4个草坪草叶片叶绿素含量、F_v/F_m以及N、P、K积累持续下降,SS含量和SOD活性先升后降,MDA含量和叶片相对电导率持续上升。75～100 mg/kg Hg~(2+)胁迫下,4个草坪草叶绿素含量、F_v/F_m值、SS含量、SOD活性和N、P、K积累量较对照(空白)均显著下降(P0.05),MDA含量和相对电导率则显著上升(P0.05),高浓度Hg~(2+)胁迫明显影响4个草坪草幼苗叶片细胞膜透性及N、P、K积累量,从而使植株生长受到严重抑制甚至死亡。[结论]对比4个草坪草品种在不同浓度Hg~(2+)胁迫下各项指标的变化情况,Hg~(2+)胁迫下一年生黑麦草盛宴比黑麦草马达、紫羊茅派尼和传奇受到的伤害程度低,显示出较强的耐汞胁迫能力,可作为汞污染土壤生物修复中优选的草坪草品种。     

汞胁迫对4个草品种幼苗生长及汞富集量的影响

【目的】探明不同草品种对汞胁迫的生长反应及汞富集能力,为汞污染土壤植物修复提供参考。【方法】以0mg/L(CK)、30mg/L、60mg/L、90mg/L、120mg/L 5个汞浓度胁迫处理紫羊茅的派尼(Festuca rubra ‘Pernille’)、传奇(Festuca rubra ‘Legend’),多花黑麦草的盛宴(Lolium multiflorum ‘Feast’),紫花苜蓿的金皇后(Medicago sativa ‘Golden empress’)4个常见的草品种进行沙培盆栽试验,在30d测定各品种幼苗的根长、鲜重和地上地下部分Hg富集量。【结果】4个草品种的幼苗根长、鲜重、地上地下汞富集量均随汞胁迫浓度的增加而下降,当汞胁迫浓度处于较低水平(30mg/L)时,4个草品种幼苗的根长、鲜重较对照分别下降2.61%～27.08%、13.29～50.02%,当汞胁迫浓度处于最高水平(120mg/L)时,根长、鲜重较对照分别下降42.59%～56.79%、65.71%～79.57%,高浓度汞胁迫严重抑制幼苗生长;汞富集量随汞胁迫浓度增加而降低,低浓度胁迫下地上部分富集量高于地下部分,高浓度胁迫下则相反。【结论】紫花苜蓿的金皇后在耐汞胁迫和汞富集能力方面表现最佳,多花黑麦草的盛宴次之,紫羊茅的传奇和派尼最弱。     

汞胁迫对草坪草及牧草幼苗生理及养分积累特性的影响

【目的】选出抗汞能力强的草坪草、牧草品种,为汞污染土壤植物修复提供材料。【方法】选取耐汞发芽试验中抗性较好的2种草坪草(紫羊茅派尼和传奇)和2种牧草(一年生黑麦草盛宴和紫花苜蓿金皇后),进行5种不同浓度的Hg胁迫盆栽试验,测定4种草的叶绿素含量、PSII原初光化学效率(Fv/Fm)、根系活力、丙二醛含量(MDA)、可溶性糖含量、速效氮、速效磷和速效钾含量。【结果】叶绿素含量:4个草品种在低浓度Hg胁迫下均呈不同程度升高,而在高浓度胁迫下小幅降低;PSII原初光化学效率(Fv/Fm):除金皇后持续微降外,另外3个品种呈微升趋势。丙二醛含量(MDA):除派尼的持续升高外,其余3个品种均持续下降;可溶性糖含量:金皇后随Hg胁迫浓度升高而升高,其他3个品种呈下降趋势;根系活力:4个品种均随Hg胁迫浓度升高呈下降趋势;氮、磷、钾的积累量:随着Hg胁迫浓度升高,除派尼外其余3个品种呈先下降后升高趋势。【结论】汞胁迫条件下,金皇后、盛宴较派尼和传奇受到的伤害程度低,显示出较强的抗汞胁迫能力,可作为今后汞污染土壤植物修复材料应用于生产。     

铅胁迫对黑麦草Pb富集特性及生理代谢的影响

【目的】探讨铅胁迫对黑麦草富集特性及生理特性的影响,为铅污染土壤的植物修复提供依据。【方法】以黑麦草为试验材料,采用盆栽试验,研究土壤中不同含量(0,500,1 000,2 000,3 000mg/kg)铅胁迫下黑麦草对铅的吸收、富集规律及铅对黑麦草叶绿素、丙二醛、可溶性蛋白含量和SOD、POD、CAT活性的影响。【结果】当土壤中铅含量为500~1 000mg/kg时,黑麦草地上部干质量明显高于其他处理;而当土壤铅含量为2 000~3 000mg/kg时,黑麦草地上部干质量明显降低。随着土壤铅含量的增加,黑麦草根、茎、叶中的铅含量均明显增加,呈明显的剂量效应关系;黑麦草叶片的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均呈下降趋势,可溶性蛋白含量呈上升趋势,丙二醛及SOD、POD、CAT活性呈现明显的先升后降趋势。【结论】不同铅胁迫条件下,黑麦草对铅的富集特性和生理特征有明显变化,黑麦草适用于铅含量低于1 000mg/kg污染土壤的植物修复。     

不同浓度Cd胁迫对玉米幼苗生理特性及镉累积的影响

【目的】为了探明土壤中镉含量与低累积玉米品种(会单4号)富集镉间的关系。【方法】以玉米为试验材料,设置不同浓度Cd处理的土壤盆栽试验,幼苗生长一个月后采集玉米地上部和地下部,测定玉米生物量、根系形态、叶片渗透率、脯氨酸积累量及镉富集特征。研究镉胁迫对玉米生理特性及其镉累积的影响。【结果】结果表明：当土壤中镉浓度为2 mg/kg时,玉米的地上部生物量显著增加了8.79%,浓度增加到12 mg/kg时,玉米地上部与地下部的生物量分别显著下降了55.65%、58.92%;对玉米幼根生长的抑制作用逐渐增大;叶片渗透率和脯氨酸含量与镉浓度呈正相关;玉米体内的镉含量明显增加,并且地下部含量明显高于地上部含量;随着镉浓度增加,富集系数和转运系数都小于1,这说明玉米累积镉含量不随土壤镉含量增加,但对玉米植株的毒害越来越严重。【结论】2 mg/kg的镉促进玉米生物量的增加,大与4 mg/kg时抑制玉米生物量的增加,会单4号是低富集品种,富集系数与转运系数不会随镉浓度的增加而增加,但会使玉米受到的毒害越来越严重。     

中低汞污染下2种汞富集植物的发现

[目的]通过实地调研及实验室模拟法筛选汞的富集植物。[方法]采用冷原子荧光光谱法测定万山汞矿植物汞含量,在此基础上,通过实验室模拟法,研究更高土壤汞浓度下,优势植物的汞富集能力。[结果]在土壤汞浓度较低(0.141 mg/kg)时,苣荬菜(Sonchus brachyotus DC.)和野艾蒿(Artemisia lavandulaefolia)具有很高的转运系数,分别为5.95和5.28。根据实验室模拟结果,在土壤汞浓度为4.54和2.76 mg/kg时,苣荬菜和野艾蒿的转运系数分别为1.92和1.26。[结论]在中低土壤汞污染水平下,综合比较9种植物的富集系数、转运系数、生物量及生长繁殖速率等指标,苣荬菜和野艾蒿可作为2种新型汞富集植物。     

萱草品种对Hg~(2+)胁迫的生理响应

采用盆栽法,研究不同质量分数Hg~(2+)对萱草品种生理生化特征的影响。结果表明,在Hg~(2+)质量分数不断提高的过程中,萱草品种叶片脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)活性均表现为持续上升;可溶性蛋白(SP)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性表现为倒"U"型趋势,其中,Hg~(2+)质量分数分别在1,10 mg/kg时达到最大值,分别为2.62 mg/g,52.88 U/m L。试验结果可为探索萱草耐汞机制提供一定的参考依据。     

多茎鼠麴草对土壤中镉的富集特性研究

【目的】为筛选出新的用于农田镉污染修复的镉富集植物.【方法】通过盆栽试验,研究不同镉浓度处理下多茎鼠麴草对镉的富集特性.【结果】随土壤镉浓度的增加,多茎鼠麴草生物量、叶绿素含量及抗性系数都呈下降趋势,但根系和地上部分镉含量呈增加趋势.在土壤镉浓度为75 mg/kg时,多茎鼠麴草地上部分镉含量达到121.86mg/kg,超过镉超富集植物临界值(100mg/kg).在不同土壤镉浓度处理下,多茎鼠麴草根系和地上部分镉富集系数大于1,但转运系数小于1.在土壤镉浓度为50mg/kg时,多茎鼠麴草地上部分和整株镉积累量均最大,分别为183.93μg/盆和266.79μg/盆.小区试验研究表明,在土壤镉浓度为2.04~2.89mg/kg时,多茎鼠麴草地上部分镉积累量达到1.74~1.80mg/m~2.【结论】多茎鼠麴草是一种镉富集植物,可用于农田镉污染土壤的修复.     

8个不同品种小麦汞吸收和分布的差异

【目的】研究外源汞污染对8个品种小麦产量及其汞吸收和分布的影响,筛选出抗汞污染较理想的小麦品种。【方法】以全国主推的徐麦30、陕麦979、小偃22、济麦22、皖麦52、郑麦9023、石新618、衡麦5229等8个小麦品种为供试材料,进行盆栽试验,设置对照(施入土壤中汞含量为0 mg/kg)和汞污染(施入土壤中汞含量为2mg/kg)2个处理,研究汞污染条件下8个不同品种小麦产量、不同部位汞含量及汞分布比例的变化。【结果】与对照相比,汞污染条件下,除陕麦979的生物量和籽粒产量分别下降了1.99%和0.61%外,其余7个供试品种的总生物量和籽粒产量都呈增加趋势。与对照相比,汞污染条件下,8个不同品种小麦茎秆、叶片、颖壳和籽粒中汞含量明显增加。各品种小麦不同部位对汞的累积能力不同。汞污染条件下,小麦茎秆累积汞能力最强的是小偃22,叶片累积汞最多的是石新618,颖壳累积汞能力最强的是衡麦5229,籽粒累积汞能力最强的是徐麦30。汞污染处理各品种小麦茎秆中汞的分布比例较对照显著增加,叶片及籽粒中汞分布比例有所减少。【结论】从小麦产量和食品安全角度综合考虑,小偃22是农业生产中较理想的抗汞污染品种。     

重金属汞离子对斑腿泛树蛙蝌蚪的急性毒性

汞是珠三角环境水体的重要污染物,对水生生物危害巨大。对华南区常见的斑腿泛树蛙蝌蚪进行急性毒性实验,共设置10个浓度,结果表明Hg~(2+)对斑腿泛树蛙蝌蚪的24h,48h,72h,96 h的半致死浓度(LC50)分别为0.634,0.596,0.415和0.394mg/L,Hg~(2+)浓度与LC_(50)有一定的线性相关。比较汞离子对多种蛙类的毒性影响,斑腿泛树蛙的汞离子污染耐受能力中等。     

5种冷季型草坪草再生水灌溉适应性分析

【目的】为探明草坪草对再生水灌溉的适应能力。【方法】以北京地区5种常见冷季型草坪草:高羊茅家园品种(Festuca arundinacea Schreb.‘Plantation’)、草地早熟禾优异品种(Poa pratensis L.‘Merit’)、多年生黑麦草爱神特品种(Lolium perenne L.‘Asther’)、紫羊茅派尼品种(F.rubra L.‘Penny’)和匍匐翦股颖普特品种(Agrostis plustris Hunds.‘Putter’)为试验材料,研究了生活污水、二级再生水、三级再生水和自来水等4种不同灌溉水对5种草坪草的表观质量和生理生态指标的影响。【结果】三级再生水适宜用作草坪绿化水,高羊茅家园品种"家园"最适应三级再生水灌溉,其他4种草坪草对三级再生水灌溉适应能力由强到弱依次为:"派尼""爱神特""优异""普特"。     

PGPR联合不同添加量椰壳生物炭对镉污染土壤的修复效果

【目的】探究CSBC-PGPR-黑麦草联合修复体系对Cd污染黄壤土的修复效果。【方法】选取椰壳生物炭（coconut Shell Biochar,CSBC）耦合植物促生菌—伯克霍尔德氏菌（Burkholderia sp.）YXL1制备4种不同的生物炭材料，通过盆栽试验考察CSBC-PGPR-黑麦草联合修复体系修复前后黑麦草生物量、黑麦草中Cd富集量、土壤中Cd赋存形态及其理化性质、土壤酶活性等。【结果】相较于CK对照组，CSBCB(CSBC+YXL1)施用后黑麦草生物量最大增幅74.20%、有效态Cd最大增幅15.25%、黑麦草富集Cd最大增幅为434.90%；土壤理化性质有效提升，pH、全氮、有效磷最大提高了0.50个单位、0.48 g/kg和7.61 mg/kg；土壤脱氢酶、土壤脲酶、土壤酸性磷酸酶以及蔗糖酶活性较空白处理活性显著提高，最高分别提高了62.55%、70.05%、27.49%和73.57%。【结论】运用CSBC-PGPR-黑麦草联合修复体系强化黑麦草对Cd富集能力，有着良好的应用前景。     

铅、镉胁迫对果蝇生长发育和抗氧化能力的影响

【目的】研究Pb~(2+)、Cd~(2+)单一及复合胁迫对果蝇的生态毒理效应。【方法】通过在果蝇培养基中分别单独和同时添加Pb~(2+)和Cd~(2+),研究Pb~(2+)、Cd~(2+)单一及复合胁迫对果蝇生长发育和抗氧化能力的影响。【结果】10和20 mg/L的Pb~(2+)、Cd~(2+)单一及复合胁迫下,果蝇的化蛹时间和羽化时间显著延长,体重显著降低,总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性显著降低(P0.05)。10 mg/L Pb~(2+)、Cd~(2+)单一及复合胁迫对果蝇性别比没有显著影响,20 mg/L Pb~(2+)、Cd~(2+)单一及复合胁迫使果蝇性别比显著增高(P0.05)。【结论】相同浓度Cd~(2+)比Pb~(2+)对果蝇的毒害作用更大,相同浓度的Pb~(2+)、Cd~(2+)复合胁迫对果蝇的毒害作用高于单一胁迫。     

生物炭对土壤-植物体系汞含量的影响

[目的]研究在生物炭影响下土壤和植物中汞含量的变化趋势。[方法]以章古台风沙土壤为研究对象,向土壤中添加不同浓度的外源汞、不同浓度梯度的生物炭,对土壤和植物样品进行测定。[结果]不同浓度外源汞处理下,土壤汞残留率、植物体内汞残留率和富集系数均在生物炭添加量为16.0 g/kg表现较好效果;当外源汞浓度为16.0 mg/kg,生物炭添加量为16.0 g/kg,土壤汞残留率提高,达到47.204%,植物体内汞残留率最小,为37.193%,富集系数最低,降至0.844。外源汞浓度为32.0 mg/kg,土壤汞残留率提高了7.949百分点;外源汞浓度为4.0 mg/kg,植物体内汞残留率降低了12.145百分点,富集系数减少了0.734。[结论]生物炭可以把汞钝化在土壤中,具有修复和改良汞污染土壤的特征,且添加量为16.0 g/kg效果较好。     

铅、镉胁迫对水稻种子萌发和生理生化特性的影响

研究结果表明,Pb~(2+)浓度≤100 mg/L、Cd~(2+)浓度≤5 mg/L时,2个水稻品种的发芽势和发芽率显著高于对照;高于该浓度时,发芽势和发芽率呈极显著下降.铅和镉胁迫对幼苗根系的抑制作用大于地上部分,表现为随着胁迫浓度的增加根冠比下降.叶片叶绿素含量、植株超氧化物歧化酶活性的影响都表现为:较低浓度Pb~(2+)、Cd~(2+)起促进作用,较高浓度Pb~(2+)、Cd~(2+)起抑制作用.不同水稻品种对铅、镉胁迫的反应不一,杂交水稻特优559在相同浓度的Pb~(2+)、Cd~(2+)胁迫下,无论在发芽势、发芽率还是主根长、种子根数、总根重、株高、茎叶重上均优于常规粳稻盐稻8号,表现出明显的对重金属胁迫的耐性.     

毛竹对锰胁迫土壤的响应研究

【目的】探究毛竹（Phyllostachys pubescens） 对锰污染土壤的修复效果与生理响应。【方法】以 3 年生毛竹为试材,测定毛竹植物学性状、光合参数、叶绿素荧光参数等指标,分析土壤不同锰胁迫浓度（0、1 000、2 000、4 000 mg/kg）下毛竹的生理响应与重金属富集特性。【结果】与对照相比,4 000 mg/kg锰胁迫土壤 下,毛竹的株高、叶长、叶宽和基径分别下降 22.6%、25.9%、21.3% 和 26.7%,毛竹叶片的水分利用率显著降 低 30.6 个百分点,光化学淬灭指数与非化学淬灭指数分别下降 29.8% 和 20.7%,毛竹的过氧化物酶与过氧化物 酶活性分别下降 39.4% 和 22.6%。0、1 000、2 000、4 000 mg/kg 浓度锰胁迫下,毛竹地上部（茎和叶）对锰的 平均富集量分别为 1 098.6、2 336.4、3 530.9、5 370.4 mg/kg,毛竹对锰的转移系数分别为 1.59、3.83、3.56 和 4.17。【结 论】高浓度锰胁迫对毛竹的植物学性状有一定抑制作用,但毛竹依旧可以生长,对锰胁迫土壤有很好的富集能力。 为今后在重金属污染污染治理和植物修复领域的研究提供一定参考。     

Cu~(2+)、Hg~(2+)及其混合胁迫对阿根廷蜈蚣草生理的影响

为寻求水环境中重金属监测的指示植物应用于生产,通过离子溶液浸泡试验,研究Cu~(2+)、Hg~(2+)及其混合胁迫对高等水生沉水植物阿根廷蜈蚣草可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量和MDA(丙二醛)含量、CAT(过氧化氢酶)活性等生理生化指标的影响。结果表明:1)可溶性蛋白质和可溶性糖含量随胁迫强度的增加而持续下降,当Cu~(2+)、Cu~(2+)+Hg~(2+)混合处理浓度≤1 mg/L时,可溶性蛋白质含量上升;2)MDA含量与受胁迫强度呈正相关关系;3)在胁迫处理24h内,CAT活性逐渐升高,而后随时间延长活性下降,直至出现抑制现象;4)同浓度处理对阿根廷蜈蚣草生理胁迫强度为Cu~(2+)Hg~(2+)Cu~(2+)+Hg~(2+)。     

不同螯合剂诱导下黑麦草对铅污染土壤的修复效果研究

[目的]探究3种土壤螯合剂作用下黑麦草对Pb²⁺的富集作用和转运效果。[方法]通过盆栽试验，研究乙二胺四乙酸(EDTA)、氯化铁(FeCl₃)和柠檬酸(CA)3种螯合剂对黑麦草修复不同浓度铅污染土壤的修复效果。[结果]黑麦草对Pb²⁺有良好的耐受性和富集作用，低浓度(≤500 mg/kg)Pb²⁺促进黑麦草生长，高浓度(≥1 000 mg/kg)Pb²⁺抑制黑麦草生长。EDTA作用下，黑麦草对不同浓度Pb²⁺污染土壤均有良好的富集作用；FeCl₃作用下，黑麦草对高浓度Pb²⁺污染土壤的耐受性和富集作用最好；CA作用下，黑麦草对低浓度Pb²⁺污染土壤的富集作用最好。[结论]施用EDTA和FeCl₃后，能显著促进Pb²⁺从黑麦草根部向茎叶部位转移，从而提高污染场地土壤修复效果。     

外源硅对逆境胁迫下多年生黑麦草种子萌发和幼苗抗性的影响

【目的】探究外源硅对逆境胁迫(干旱、高温及双重胁迫)下黑麦草种子萌发和幼苗生长的影响.【方法】选取多年生黑麦草‘首相’(Loium perenne cv.‘Premier’)品种为参试材料,测定不同浓度外源硅对各胁迫下种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数和苗长、根长、幼苗鲜质量变化的影响,分析黑麦草幼苗叶片丙二醛(MDA)含量、过氧化物(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性的变化.【结果】在干旱、高温及双重胁迫下,分别以1.0,0.5和1.5mmol/L硅处理黑麦草种子,其萌发程度、苗长、根长和幼苗鲜质量达到最大值,同时幼苗叶片MDA含量最低,SOD、POD活性达到最大值.【结论】添加适宜浓度的外源硅能有效缓解逆境胁迫对黑麦草种子萌发及幼苗生长产生的伤害,提高种子及幼苗的抗旱耐热能力.