Cd、Cr、Pb复合胁迫下小麦植株重金属的积累与分布

为了预测重金属复合胁迫对小麦的危害,采用溶液培养、田间土柱栽培等毒理试验方法,分析了小麦幼苗期及成熟期Cd、Cr、Pb在植株不同器官的富集,并对小麦受重金属胁迫的安全限量值进行了研究。结果表明,①Cd、Cr、Pb二元或三元胁迫条件下,小麦幼苗期植株各器官对重金属的富集浓度均极显著高于单一胁迫处理,说明复合胁迫加剧了重金属向小麦体内的迁移累积。成熟期小麦对Cd、Cr、Pb的富集比较依赖于土壤中相应Cd、Cr、Pb的浓度水平,其他两种重金属的协同作用在根系所占比例大约为5.09%～21.66%。②各器官中重金属的富集表现:幼苗期为根系>叶鞘>叶片,成熟期为根系>茎叶>籽粒。但幼苗期复合胁迫促进了重金属向地上部分的转移。③幼苗期植株各器官对重金属富集系数的大小为Cr>>Pb>Cd,表明幼苗期小麦根系对Cr的富集能力最强;植株地上部分的重金属平均富集量Cd为68.68%、Cr为51.63%、Pb为70.83%,说明Cd、Pb运输到地上部的能力较强。成熟期Cd在小麦地下、地上各器官的转移速率最快,Cr次之,而Pb转移到籽粒中去的量很少。     

黑豆—油菜与大豆—油菜轮作模式土壤镉修复能力比较

通过设置黑豆-油菜、大豆-油菜的轮作模式在湖南醴陵进行大田试验,结果发现黑豆表现出较强的镉富集能力,其根、茎、叶及果壳中镉含量分别为2.14、2.63、4.10及1.34 mg/kg,富集系数均在1以上。油菜各个部位镉含量较高的分别为叶与茎,达到了7.13和4.73 mg/kg。黑豆各部位镉转运系数均高于大豆,各油料作物提取的重金属主要集中在茎与叶。大豆叶的镉富集系数为2.06,茎的镉富集系数为0.86,明显低于黑豆同部位的富集能力。每公顷土地经过一轮黑豆-油菜、大豆-油菜轮作分别能够从土壤中提取73.52 g和51.68 g的镉,对土壤重金属镉的修复效率约为3%。     

工业大麻“云麻2号”对重金属Pb、Cu和Cd富集特征的研究

通过人工添加重金属盆栽试验,研究工业大麻"云麻2号"不同器官对重金属Pb、Cu和Cd的耐受性和累积能力。结果显示:Pb主要富集在工业大麻根上,Pb2+浓度为600mg/kg时,不影响植株正常生长,积累在根、茎、叶和纤维含量分别为109.05、44.72、34.41、31.52mg/kg,而在种子和雄花重金属含量最低(2.66和2.55 mg/kg),种子的富集系数和转移系数分别为0.00、0.02;Cu主要富集在根、茎、叶、种子和雄花中,在纤维中的含量最低,当处理浓度为300 mg/kg时,纤维中含量为10.00mg/kg以下,其余部位的含量在10.00~50.00mg/kg之间,且纤维的富集系数和转移系数小于0.20;工业大麻对Cd2+具有较强的吸收和富集能力,当处理浓度为150mg/kg时,工业大麻的根、茎、叶、纤维的含量均超过了Cd2+超富集植物的临界含量(100.00mg/kg),富集系数均大于1,其中雄株根和纤维的富集系数大于2,种子和雄花中含量分别为30.52mg/kg和4.89 mg/kg。研究结果表明"云麻2号"较耐受Pb2+,对Cd2+具有较强的累积能力。     

磷矿复垦地马铃薯镉和铅含量及分布规律

利用火焰原子吸收法测定了种植于磷矿复垦地马铃薯植株不同器官中镉(Cd)、铅(Pb)重金属的含量。结果表明,在磷矿复垦地土壤Cd、Pb含量高于土壤无机污染物的二级标准条件下,马铃薯块茎中Cd、Pb含量都超过安全食用标准;马铃薯植株中不同器官Cd、Pb的分布具有明显规律,块茎、根、茎、叶的含量差异显著,呈逐渐增加趋势,叶片是积累2种重金属含量最多的器官,块茎含量最低;随生育期延长,成熟期马铃薯根、茎、叶中的Cd含量较现蕾期略有增加。马铃薯各器官对2种重金属元素的富集系数不同,对Cd的富集作用明显大于对Pb的富集作用,因此即使在低Cd土壤中种植马铃薯也需要谨慎选择。     

茶树对重金属Cd、Pb吸附性能的研究

试验分别对不同镉(Cd)与铅(Pb)污染程度土壤中的茶树及不同品种、不同季节茶树对重金属Cd和Pb富集的差异性进行研究分析。结果表明:茶树叶片中的重金属镉、铅含量与土壤中的镉、铅含量存在密切的关系;不同品种茶树对重金属的富集存在明显的差异性,其中白毫早、湘波绿和桃源大叶相对其他茶树品种,对重金属Cd和Pb的富集较低;此外,茶树对Cd和Pb两种重金属的富集表现出季节性差异。     

三种蔬菜在2种硒含量土壤中对硒锌铅镉吸收规律的研究

采用盆栽试验,研究了叶用芥菜、大蒜和雍菜在富硒和低硒土壤中对硒和重金属(Pb、Cd、Zn)的吸收规律。结果表明:在富硒土壤中,大蒜、芥菜和雍菜各部位硒含量均高于低硒土壤的处理,其中,根部和可食部位分别是低硒土壤的1.6~2.6倍和1.1~4.5倍。3种蔬菜在两种土壤上的可食部位硒含量都表现出大蒜(0.029~0.143 mg/kg)芥菜(0.007~0.016 mg/kg)雍菜(0.002~0.007 mg/kg)的趋势,其中富硒土壤中大蒜和芥菜硒含量达到富硒标准(≥0.01mg/kg)。3种蔬菜的根部或鳞茎部位的硒含量均显著高于各自的茎或叶部位。蔬菜重金属含量与土壤重金属本底值呈正相关。3种蔬菜对Pb、Cd、Zn的吸收能力不同,植株的Pb含量高低顺序为雍菜芥菜大蒜,Cd含量高低顺序为大蒜芥菜雍菜,Zn含量高低顺序为芥菜大蒜雍菜,且在蔬菜不同部位的累积顺序均为根茎、叶。因此,生产安全且富硒蔬菜,需选择硒富集能力强且重金属吸收能力较低的蔬菜种类。本研究的结果表明,供试的3种蔬菜中,大蒜和芥菜具有较高的硒富集能力,可作为富硒蔬菜生产。     

不同土壤类型下杂交籼稻地上部器官对重金属镉和铅的富集特征

于2008年选用江苏省两种典型土壤(潮土和水稻土),采用盆栽试验研究杂交籼稻K优818地上部不同器官对土壤重金属镉(Cd)和铅(Pb)的富集特征。结果显示,水稻地上部不同器官对土壤Cd和Pb的富集特征差异显著,总体上呈现茎鞘叶片大米的趋势。水稻土栽培下重金属对水稻株高、单穗重等的抑制效应显著强于潮土,且抑制效应随土壤重金属浓度的升高而增强。与对照相比,当外源Cd和Pb的浓度为7mg/kg和900mg/kg时,单穗重降幅最大,分别下降了28.4%和36.6%。不同土壤类型下,重金属的生物有效性差异明显,水稻土栽培下水稻各器官的Cd与Pb含量显著高于潮土。     

重金属污染对菜心芽长与根伸长的生态毒性效应

以菜心种子和3种不同土壤介质(灰黄泥土、灰泥土、黄壤)为材料，研究重金属Cu、Zn、Pb和Ni单一污染和复合污染对菜心种子发芽率、芽长与根伸长的生态毒性效应。结果表明，同一浓度下，菜心种子发芽率、芽长和根伸长对重金属的生态毒性敏感程度依次为：根伸长＞芽长＞发芽率；重金属对菜心根伸长的生态毒性大小顺序为：Ni＞Cu＞Zn＞Pb；土壤中有机质和养分含量对菜心根伸长的抑制率呈显著负相关，土壤pH对菜心根伸长的抑制率相关性不显著。Cu、Zn、Pb、Ni复合污染对菜心根伸长的抑制效应表现为协同作用，其结果是复合污染     

葫芦瓜自毒作用研究

通过种子萌发试验及幼苗生长试验研究葫芦瓜的自毒作用。结果表明,以葫芦瓜茎、叶、根水浸液分别处理葫芦瓜种子时,对种子萌发率表现出显著或极显著的抑制作用,在同一浓度下,抑制作用为茎>叶>根。在幼苗生长实验中,浓度为10 g/L时,葫芦瓜叶水浸液对其苗高、单苗鲜重、根长都表现出促进作用;随水浸液浓度上升,则表现出抑制作用。经对幼苗进行生理生化作用测定,在浓度为10 g/L时,葫芦瓜叶水浸液对叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量及POD活性均表现出促进作用,随水浸液浓度增高则表现出抑制作用。     

不同品种稻米重金属富集差异研究

对217份稻谷样品重金属含量的测定分析表明,谷壳中重金属含量大于精米,精米中Cr、Cd含量相对较高,谷壳中Cr含量相对较高;相关性分析结果表明,土壤中的Cd、Pb与稻谷中的Cd、Pb含量显著相关,谷壳与精米中的Cd、As、Hg含量显著相关而与品种类型无关;对重金属富集系数的分析表明,稻米对重金属的富集能力强弱为Cd＞Hg＞As＞Cr＞Pb,不同品系稻米对5种重金属的富集能力差异均达到显著,银占系列稻米的重金属富集能力与其它8个品系差异显著且显著高于其它品系。结论对研究稻米中重金属污染问题具有一定的参考价值。     

铅胁迫下不同品种水稻对铅与微量元素的吸收分配差异

通过盆栽试验研究两个水稻品种汕优63和扬粳9538对不同土壤Pb浓度的吸收分配差异及Pb对水稻3种矿质元素(Fe、Cu、Zn)吸收的影响.结果表明,在相同Pb浓度处理条件下,两个水稻品种根系对Pb吸收差异不显著(P>0.05),而地上部差异显著(P<0.05),汕优63地上部Pb浓度显著高于扬粳9538;根系活力与根系吸收Pb的能力没有必然联系.Pb对水稻分蘖的影响主要表现在分蘖早期,对水稻成穗数无影响.低浓度Pb处理对水稻矿质元素的吸收无显著影响;高浓度Pb(3 115 mg/kg)处理均增加两个水稻品种根系Fe含量,降低汕优63地上部Fe含量及降低汕优63根系Cu、Zn含量.     

盐胁迫对香蕉幼苗体内Na＋和K＋含量及其分布的影响

采用营养液栽培,以香蕉幼苗为试材,研究了盐胁迫对香蕉幼苗根部、假茎和叶片各部位Na+和K+含量以及K+/Na+的影响。结果表明,与对照相比植株体内Na+的含量增加,而植物体内K+含量减少,K+/Na+下降显著。     

不同钝化剂对镉污染小麦镉富集及产量的影响

为实现河套灌区轻中度Cd污染农田的修复与安全利用,在河套灌区轻中度Cd污染农田开展了为期两年不同钝化剂处理的大田试验,7种钝化剂分别为生物炭(BC)、海泡石(SEP)、膨润土(BE)、坡缕石(PA)、腐植酸(HA)、硅酸钠(SS)、硫酸锰(MN),以不施用钝化剂为对照(CK),分析了不同处理下小麦产量、生物量、各器官Cd富集系数和转运系数,比较了不同钝化剂的钝化效果。结果表明,2020-2021年,SEP和SS处理较CK增产显著,增幅为11.09%～81.49%,各器官生物量均有不同程度的增加,其中籽粒及根增加显著;SS处理显著降低叶部Cd含量,降幅为26.75%,SEP处理显著降低籽粒Cd含量,降幅达47.62%。钝化剂处理下,各部位Cd富集系数均<1,根部到叶部Cd最高。小麦籽粒Cd含量与茎中Cd富集系数呈极显著的正相关,与茎向叶部、根向穗部的Cd转运系数呈显著的正相关;2年茎的Cd富集系数对籽粒Cd富集系数均有显著正效应,穗到籽粒、茎到叶的Cd转运系数对籽粒Cd富集系数影响最大。海泡石和硅酸钠处理增加了小麦产量,降低了植株Cd含量,抑制了Cd在植株体内的转运富集;内蒙古河套...     

香蕉对砷镉铅的富集转运特征及土壤重金属安全阈值

建立土壤重金属安全阈值是保障我国农产品质量安全的一道重要屏障.本研究通过盆栽模拟实验研究香蕉对砷(As)、镉(Cd)、铅(Pb)3种重金属的富集转运特点,进一步通过建立香蕉茎叶与土壤As、Cd、Pb总量和有效态含量的关系,推导香蕉种植系统的土壤As、Cd、Pb的安全阈值.结果显示,Cd、Pb对香蕉生物量表现出"低促高抑...     

多肽对香蕉幼苗生长及根系活力的影响

以巴西蕉组织培养苗为试材，研究不同多肽浓度(600、800、1 000、1 200倍液)对巴西蕉幼苗生长及根系活力的影响。结果表明，外源多肽处理能促进巴西蕉幼苗的生长，增加根重、苗高、叶片长度和宽度，同时还能提高巴西蕉幼苗根系活力，但是对根长影响不显著。在试验的各个浓度中，以600倍液的处理效果最好。     

土培条件下不同盐分梯度对水稻产量及其生理特性的影响

以南粳9108和甬优2640为材料,设置6个土壤含盐量(0%、0.07%、0.14%、0.21%、0.28%、0.35%),研究不同盐分梯度对水稻产量和生理特性的影响。结果表明:(1)盐胁迫影响水稻的生长和发育进程。株高、叶面积、干物质量等形态指标均随盐浓度的上升而下降;稻谷产量亦随盐浓度增加而下降,在0.14%、0.21%、0.28%、0.35%盐浓度处理时产量显著下降,南粳9108分别减产14.14%、43.65%、58.91%、65.68%,甬优2640分别减产20.25%、31.97%、40.41%、49.82%。(2)随着盐浓度的增加,2个参试品种抽穗期叶片抗氧化酶活性均呈先升后降趋势,在0.07%处理下达最高值。(3)抽穗期叶片中游离脯氨酸含量随盐浓度的上升而增加,盐浓度大于0.14%,游离脯氨酸含量较对照显著增加。(4)盐胁迫下,水稻植株吸收Na~+并置换出K~+,除叶片中K~+变化无规律之外,随着盐浓度上升,各部位K~+含量均下降,Na~+含量均上升,K~+/Na~+均呈下降趋势。茎鞘与叶运输的SK、Na随盐浓度的上升而上升,茎选择性运输K~+而抑制Na~+进入叶片;根与茎的SK、Na随盐浓度的上升而下降,茎吸收Na~+并输出K~+到根系。总体而言,低盐浓度对高产水稻品种产量和生理特性无显著影响,盐浓度大于0.07%时影响显著。     

钙对非洲凤仙铅累积特性的影响

通过水培实验,研究钙对非洲凤仙铅耐性和累积特性的影响。结果表明,无钙处理下,随着铅处理浓度增加,非洲凤仙生物量逐渐降低,根系和叶片铅含量逐渐升高,铅处理浓度高于100 mg/L时,非洲凤仙各器官铅含量在10~250 mg/kg之间;与无钙处理相比,外源钙显著促进50、100和300 mg/L铅处理下非洲凤仙的生长;钙对非洲凤仙各器官铅含量影响随铅处理浓度不同而不同,与无钙处理相比,钙显著促进50和100 mg/L铅处理下根系铅累积,显著抑制300和600 mg/L铅处理下根系对铅的吸收累积,钙显著降低100和300 mg/L铅处理非洲凤仙地上部分铅含量;铅处理浓度为100 mg/L时,钙显著降低铅在根系和叶片中活性,也降低根向地上部分转运。由此可知,非洲凤仙对铅具有较高耐性,是Pb富集植物;外源钙能够缓解一定铅胁迫对非洲凤仙的毒害作用,推测缓解效应与钙降低地上部分铅累积含量和降低铅在植株体内活性有关。     

茶树体内铅的吸收累积特性研究

从茶树不同部位,以及不同季节、品种、树龄新梢铅含量的变化较系统地研究了茶树本身对铅吸收累积特性的影响。结果表明,茶树体内以吸收根铅含量最高,其次为生产枝、侧枝和老叶,茶籽和幼嫩新梢的铅含量较低。新梢和叶片铅含量随其成熟度的提高而增加。茶树成熟叶片和新梢铅含量存在着明显的季节性变化,成熟叶片表现为4~6月最高,7月最低,而新梢表现为春梢明显高于秋梢,秋梢高于夏梢;成熟叶片与新梢铅含量呈极显著正相关。随着树龄的增高,新梢铅含量有升高的趋势。不同茶树品种新梢铅含量存在着一定的差异。     

盐胁迫下 4 个不同耐盐基因型水稻 Na+ 、K+ 积累效应

选取耐盐性较强的水稻株系‘Fl478’、‘JX99’、‘Pokkali’和盐敏感型品种‘IR29’,设置 6 个 NaCl 浓度梯度处理, 分别为 0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%,采用桶栽土培的方法培育至孕穗期,研究盐胁迫对孕穗期水稻植株不同 器官 Na+ 、K+ 分配规律与积累的影响。结果表明：（1）盐胁迫下水稻株系不同器官 Na+ ,K+ 的积累效应存在差异,水稻 株系耐盐性的差异主要表现在根系,而叶鞘对 Na+ 、K+ 的吸收与分配的差异明显。（2）耐盐植株根系聚 Na+ 能力较强, 叶片、叶鞘积累较多的 K+ ,而感盐品种根系积累 K+ 和 Na+ 以缓解根系渗透胁迫,调节根系 Na+ /K+ 平衡稳态,保持水稻 正常的代谢活动。（3）叶鞘是水稻植株关键的 Na+ -K+ 调库,通过吸收和分配 Na+ 来调节根、叶、叶鞘 Na+ /K+ 平衡以提 高水稻耐盐性。（4）耐盐株系叶鞘向叶片选择运输 K+ 的能力、限 Na+ 运输能力强于盐敏感品种,叶鞘对 Na+ 、K+ 吸收 与分配运输能力的大小,决定水稻株系的耐盐性,具体表现耐盐品种叶鞘向吸收与运输 K+ 能力较强、根系限 Na+ 能力 显著高于感盐植株。（5）0.4%~0.5%盐浓度限制水稻叶鞘 Na+ -K+ 库吸收与分配能力,各组织中 Na+ /K+ 失衡,植株耐盐 性降低,受盐害程度加深。（6）盐胁迫促进水稻株系叶鞘向根系吸收较多 Na+ 和向叶片、根系输出 K+ ,却限制 Na+ 对 叶片的分配,保证根系保持较高的 K+ /Na+ ,耐盐幼嫩叶片积累较多的 K+ 以维持叶片组织保卫细胞渗透平衡,保证水稻 植株获得生活必需的光合原料,而盐敏感植株积累的 K+ 主要用于缓解组织渗透胁迫,以维持正常生命活动。