GA_3与DA-6促进黑麦草对土壤中Cd的提取及其机制

采用盆栽土培法研究了生长调节剂GA3和DA-6强化黑麦草Cd污染土壤修复,对黑麦草生理生化特性以及Cd在植物体内化学形态分布的影响。结果表明,添加GA3和DA-6使黑麦草体内SOD、POD、CAT的活性显著提高,MDA含量显著下降(P0.05),减轻了Cd对细胞的膜脂过氧化作用;GA3和DA-6使黑麦草体内Cd的移动性明显降低(P0.05),在一定程度上缓解Cd对植物的伤害,且10μmol/L GA3和1μmol/L DA-6分别是GA3和DA-6处理中效果最为显著的。由于GA3和DA-6增强了黑麦草对Cd的抗性,黑麦草的光合作用和生物量都得到显著提高(P0.05),因而也促进了黑麦草对Cd的富集和提取效率(P0.05),其中1μmol/L DA-6作用效果最为显著,可以在实际植物修复土壤Cd污染中作为强化措施加以应用。     

不同农艺措施对黑麦草修复土壤中Cd的影响

以黑麦草为研究对象,通过盆栽试验模拟施用有机肥、秸秆还田、间作3种农艺措施对黑麦草修复Cd污染土壤的修复效果。结果表明,在土壤中加入一定比例牛粪可提高黑麦草对Cd的吸收效率,非根际土中Cd含量由14.56 mg.kg-1降低至14.11 mg.kg-1,同时根际土中Cd含量由6.75 mg.kg-1提高至13.33 mg.kg-1,黑麦草体内吸附Cd的含量也有一定程度的增加;在土壤中加入一定比例秸秆可促进Cd向根际土壤的迁移,非根际土中Cd含量由14.56 mg.kg-1降低至13.27 mg.kg-1,根际土中Cd含量由6.75 mg.kg-1增加至13.46 mg.kg-1,且土壤与秸秆以5∶2的比例混合时效果更明显;黑麦草与小麦间作处理根际土中Cd含量显著增加,由6.75 mg.kg-1提高至14.77 mg.kg-1,同时黑麦草体内Cd含量有大幅度降低。说明土壤中加入一定比例的牛粪、秸秆均可提高黑麦草吸收土壤中Cd的能力,提高黑麦草对Cd污染土壤的修复效率;小麦间作能抑制黑麦草对土壤中Cd的吸收。     

巨大芽孢杆菌LY02对黑麦草修复重金属污染土壤的影响

采用盆栽试验方法,研究了接种巨大芽孢杆菌LY02对黑麦草修复Cd、Cu污染土壤以及二者复合污染土壤效果的影响。结果表明:在Cd、Cu污染土壤及复合污染土壤中接种巨大芽孢杆菌LY02,可显著提高黑麦草地上部生物量,增幅达65.0%~108.3%;促进了黑麦草在3种污染土壤中对重金属的吸收,其中对Cd污染土壤中黑麦草吸收Cd的影响最为显著,地上部Cd吸收量较对照组增加了45.8%(P0.05);3种污染土壤中黑麦草根际土壤有效磷含量显著升高,较对照组分别增加了18.2%,26.7%,16.2%;黑麦草根际土壤中有效态Fe含量显著提高,Cu单一污染土壤中增幅最大,达到152.5%;3种污染土壤中有效态重金属含量升高,在Cu污染土壤中,有效态Cu增幅达到49.7%(P0.05)。综上所述,巨大芽孢杆菌LY02通过增加污染土壤中生物可利用态P和Fe,促进黑麦草生长;通过提高有效态Cd和Cu的含量,增加黑麦草对其吸收,从而提高了黑麦草对Cu、Cd污染土壤的修复效率。     

黑麦草对菲污染土壤修复的初步研究

本文研究了黑麦草(Lolium multiflorum Lam)对多环芳烃菲污染土壤的修复作用。通过60天的温室盆栽试验,观察到土壤中菲的可提取浓度随着时间逐渐减少,黑麦草加快了土壤中可提取态菲浓度的下降。在5、50、500mg/kg菲处理浓度下黑麦草生长的土壤中菲的降解率分别达93.1%、95.6%和94.7%。黑麦草增强土壤中多酚氧化酶活性而提高植物对菲的降解率。土壤自身具有修复多环芳烃菲的自然本能,种植黑麦草具有强化土壤修复菲污染的作用。增加黑麦草产量,增强土壤多酚氧化酶活性,可能提高黑麦草植物修复菲污染土壤的能力。     

蚓粪对黑麦草吸收污染土壤重金属铜的影响

在长江冲积物形成的高沙土中加入CuSO4.5H2O模拟土壤污染,使Cu污染浓度分别为200、400、600 mg kg-1,并设置加蚓粪(15%)和加原土(15%)处理,二处理各设种植黑麦草(Lolium multiflorum)和不种黑麦草培养试验,研究蚓粪对黑麦草生长及对Cu吸收的影响,以揭示蚓粪在Cu污染土壤植物修复中的作用。结果表明:蚓粪显著增加了黑麦草的地上部和地下部的生物量(p<0.001**)以及根系的长度、表面积、体积和根尖数(p<0.05*),在Cu浓度为200 mg kg-1时促进作用最大;蚓粪还显著提高了黑麦草地上部Cu的浓度及累积量,但显著降低了地下部的Cu浓度(p<0.05*),而对地下部的铜累积量没有影响,显示蚓粪能促进Cu从根系向地上部的运移及在地上部的富集。通过对土壤的pH和Cu的形态特征分析,发现种植黑麦草处理降低了土壤的pH并增加了可交换态铜的含量,而且这种作用在加入蚓粪后更加明显。推测蚓粪主要通过促进黑麦草根系的生长和活性而影响根系周围环境,提高重金属铜的生物有效性进而增加植物对铜的吸收。     

DA-6对温室桃树光合作用和叶绿体活性的影响

以温室桃树为试材,研究不同浓度的DA-6对桃树叶片光合作用、叶绿体活性和果实品质的影响。结果表明,20 mg/L DA-6处理显著提高了温室桃树叶片的净光合速率、气孔导度和叶绿素含量,还显著提高了叶绿体Hill反应活力,非环式光合磷酸化活性、Rubisco和ATPase活性;而40 mg/L DA-6处理对它们有轻微的抑制作用。所有DA-6处理均提高了果实品质,其中20 mg/L DA-6处理显著提高了果实平均单果重和可溶性固形物含量,降低了可滴定酸含量,使果实品质得到显著提高。试验表明,适当浓度的DA-6处理可提高温室桃树的光合效率和果实品质。     

黑麦草生长及根系形态对土壤Cd，Pb与石油污染的响应

[目的] 研究不同污染条件下黑麦草生理指标的动态变化,为植物修复污染土壤提供初步理论基础。[方法] 通过室内试验模拟不同类型的土壤污染。设置4个处理,未污染土壤+黑麦草（SH）、重金属污染土壤（500 mg/kg Pb²⁺和50 mg/kg Cd²⁺）+黑麦草（SGH）、石油污染土壤（1 000 mg/kg石油）+黑麦草（SPH）、石油和重金属复合污染土壤（500 mg/kg Pb²⁺,50 mg/kg Cd²⁺和1 000 mg/kg石油）+黑麦草（SPGH）,采用WINRHIZO根系分析系统测量根系形态指标,用分光光度计测量叶片色素指标,研究不同类型土壤污染对黑麦草生长的影响。[结果] 3种不同类型的污染土壤均不同程度地刺激了黑麦草根系的生长。与未污染处理相比,在20 d时,石油重金属复合处理下的黑麦草根系的根长、根表面积、根体积、根直径分别增加了88.10%,148.60%,221.90%,32.20%。与未污染相比,随着培养时间的增加各污染处理的地下生物量呈现出先增加后减少的趋势,地上生物量均低于未污染处理,且在第10,40,80 d时,复合污染处理的地上生物量最小,较未污染处理分别降低了34.68%,45.42%,58.05%。80 d时,重金属污染处理、石油污染处理和石油重金属复合污染处理的黑麦草叶绿素含量显著低于未污染处理,分别降低了26.84%,44.82%和47.02%。[结论] 不同污染物都可以促进黑麦草根系形态发育,降低黑麦草的生物量及色素含量;石油重金属复合处理对黑麦草的生长影响最大,石油污染处理次之。基于不同污染物对黑麦草根系形态及生长影响的差异,在今后植物修复土壤污染过程中,可添加一些生长调节物质来缓解污染对植物的毒害作用,提高植物生物量及增强相关生理功能,提升污染土壤修复效果。     

EDTA与GA_3强化黑麦草修复Cd污染土壤及其解毒机制

采用盆栽土培方法研究生长调节剂GA3和重金属螯合剂EDTA强化黑麦草修复Cd外源浓度分别为50mg/kg和100mg/kg的污染土壤以及黑麦草对Cd的解毒机制。结果表明:EDTA单独作用可提高黑麦草体内Cd含量和Cd在细胞可溶组分和细胞器组分中的比例,以及Cd在地上部分的移动性,Cd对植物的毒害作用也随之增强,导致植物生物量大大降低(P0.05)。叶面喷洒GA3可促进黑麦草的生长和对Cd的富集,其中10μmol/L GA3效果最显著。GA3可促进细胞壁对Cd的沉积作用,降低Cd在地上部分的移动性,从而增强植物对重金属的耐性。GA3和EDTA的联合使用表明GA3和EDTA可协同促进黑麦草对Cd的提取和富集,10μmol/L GA3+EDTA联合作用效果最佳,GA3可在一定程度上缓解EDTA和Cd对植物的伤害。因此,10μmol/L GA3+EDTA处理对强化黑麦草修复Cd污染土壤效果最显著,可作为实际植物修复的强化措施。     

调理剂对Cd污染农田土壤环境质量的影响及修复效果评价

近年来土壤调理剂被大量用于重金属污染农田治理修复,目前对调理剂效果的评价以农产品是否达标为主,而关于调理剂对土壤质量和农产品品质等的影响关注较少.本研究通过对土壤理化性质、土壤微生物活性等指标变化来评价施用土壤调理剂对土壤质量的影响,并结合水稻相关参数对调理剂修复Cd污染土壤的效果进行评价.结果表明,粤北Cd污染高风险...     

高羊茅和黑麦草对污染土壤Cd,Pb,Zn的富集特征

以潮褐土为供试土壤,通过模拟试验研究了高羊茅(Festuca arundinacea)和黑麦草(Lolium multif lorum)对复合污染土壤Cd,Pb,Zn的富集特点。结果表明,在土壤Cd,Pb,Zn复合污染处理条件下,高羊茅Cd,Pb,Zn的平均富集量,地上部分别为5.76,19.77,418.18 mg/kg,地下部分别为129.82,256.66,354.66 mg/kg;黑麦草Cd,Pb,Zn的平均富集量,地上部分别为5.57,26.13,467.18 mg/kg,地下部分别为114.53,155.98,513 48 mg/kg。通过方差分析,这两种草坪草的重金属富集量没有显著差异,并且富集规律呈现较为一致的特点。地上部的富集量和土壤重金属含量的离子冲量呈显著的线性相关。这两种草坪草对其重金属的富集能力顺序为:Zn>Cd>Pb,其中对Zn的吸收呈现富集植物的特性规律,当土壤Zn含量>400 mg/kg时,其转运系数>1,地上部对Zn的富集能力很强,可作为Zn污染土壤的修复植物。通过偏相关和多元回归分析表明,这两种草坪草在土壤Cd,Pb,Zn复合污染条件下均未产生复合效应。     

Cd~(2+)胁迫下多年生黑麦草的生长与生理响应

为检验多年生黑麦草对重金属Cd2+的修复潜力,本文研究了多年生黑麦草对重金属Cd2+的积累特性和生长、生理响应,采用水培法对多年生黑麦草进行0、5、10、20mg·L-1重金属Cd2+胁迫,测定了地上部和地下部的生物量、Cd浓度。结果表明,处理6d后,多年生黑麦草的生长受Cd2+显著抑制,地下部、地上部的Cd2+浓度均随着处理浓度的增加而显著升高,多年生黑麦草对Cd2+具有超量积累能力。5mg·L-1Cd2+处理6d后,多年生黑麦草的地下部、地上部生物量和根冠比分别较对照显著下降了36.83%、12.17%和27.59%,叶片的净光合速率在5mg·L-1Cd2+处理6d后较对照显著下降了23.38%,而其他的气体交换参数、光合色素含量和PSⅡ最大、潜在光化学效率均未受到Cd2+的影响;当光合有效辐射超过580μmol·m-2·s-1时,5mg·L-1Cd2+处理下的实际光化学效率和相对电子传递速率均显著低于对照,Cd2+对多年生黑麦草光反应系统电子传递的抑制程度随着光合有效辐射的升高而增加;当辐射强度达到1 465μmol·m-2·s-1时,相对电子传递速率较对照显著下降了15.46%。5mg·L-1Cd2+胁迫下,多年生黑麦草叶片PSⅡ调节性能量耗散始终显著高于对照,减轻了过多激发能对光合机构的伤害。5mg·L-1Cd2+胁迫下,多年生黑麦草叶片和根系的超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶的活性被抑制,过氧化氢酶的活性被促进,丙二醛的含量显著提高。净光合速率、相对电子传递速率及SOD、APX活性可做为检验Cd2+对多年生黑麦草毒害的生理指标。本研究得到的结论可为在草坪草中选育重金属污染的修复植物提供参考。     

木醋液对Cd污染石灰性土壤理化性质及Cd形态转化的影响

为寻找可行的强化Cd污染土壤植物修复的方法,通过室内培养试验,设置7个不同稀释梯度木醋液添加处理,研究木醋液对石灰性重金属污染土壤的理化性质、酶活性和Cd形态的影响。结果表明:随木醋液浓度升高,土壤pH逐渐降低,EC(除原液外)无明显变化。土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量较CK分别增加0.35%~66.64%,9.74%~96.10%,31.71%~56.64%,8.34%~30.87%。稀释10~100倍土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性明显增加,而稀释5倍和木醋液原液处理土壤酶活性显著被抑制(P＜0.05)。土壤可交换态Cd含量除稀释5倍处理外较CK均[JP]显著升高(P＜0.05),增加24.69%~72.40%。各处理Cd的碳酸盐结合态、铁锰氧化物态及有机物结合态含量较CK均升高,分别为6.67%~196.70%,16.24%~80.09%,31.51%~70.32%。Cd残渣态含量与CK相比均显著降低,降幅为45.88%~59.93%(P＜0.05)。综上所述,添加适宜浓度的木醋液可提高土壤养分含量和酶活性,促进残渣态Cd向其他形态转化。     

膨润土和沸石在镉污染土壤治理中的应用

采用通过盆栽试验,研究了膨润土和沸石对镉污染土壤的治理效果。结果表明,施加膨润土后不同污染程度土壤的交换态、碳酸盐结合态镉的质量分数都有所下降,铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态镉的质量分数则有所上升。沸石和膨润土对轻度、中度镉污染土壤都表现出钝化作用,对重度镉污染土壤,膨润土对镉的钝化效果明显,而沸石却起到了激活镉的作用。在不同程度镉污染土壤上,膨润土可增加乌塌菜的生物量,并可抑制其对镉的吸收,降低乌塌菜植株体内镉的浓度,对乌塌菜的生长具有显著的促进作用。沸石对轻度和中度镉污染土壤均可降低乌塌菜植株体内镉的浓度,促进乌塌菜的生长并增加其生物量;对重度镉污染土壤,沸石对乌塌菜的生长影响较小,乌塌菜植株体内镉的积累显著增加。     

膨润土和沸石在镉污染土壤治理中的应用

采用通过盆栽试验,研究了膨润土和沸石对镉污染土壤的治理效果。结果表明,施加膨润土后不同污染程度土壤的交换态、碳酸盐结合态镉的质量分数都有所下降,铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态镉的质量分数则有所上升。沸石和膨润土对轻度、中度镉污染土壤都表现出钝化作用,对重度镉污染土壤,膨润土对镉的钝化效果明显,而沸石却起到了激活镉的作用。在不同程度镉污染土壤上,膨润土可增加乌塌菜的生物量,并可抑制其对镉的吸收,降低乌塌菜植株体内镉的浓度,对乌塌菜的生长具有显著的促进作用。沸石对轻度和中度镉污染土壤均可降低乌塌菜植株体内镉的浓度,促进乌塌菜的生长并增加其生物量;对重度镉污染土壤,沸石对乌塌菜的生长影响较小,乌塌菜植株体内镉的积累显著增加。     

粉煤灰对污染土壤中铜镉的稳定化

采用批衡量吸附和室内培养实验,考察了粉煤灰对Cu和Cd的吸附等温线及0.2%、0.5%、1%和2%用量的粉煤灰对土壤pH、有效态Cu和Cd、以及5种化学形态Cu和Cd分布的影响。结果表明:粉煤灰对Cu和Cd的吸附等温线均可以用Langmuir和Freundlich方程进行拟合,其对Cu的最大吸附量(9.90 mg/g)高于对Cd的最大吸附量(9.43 mg/g)。随着粉煤灰用量的增加,土壤pH显著增加,有效态Cu和Cd显著降低。同时,粉煤灰处理显著降低了离子交换态Cu和Cd含量,增加了铁锰氧化物结合态Cu和Cd含量,降低了Cu和Cd活性,使活性态Cu和Cd逐渐向潜在活性态和非活性态转化。其中培养60天后,2%处理的粉煤灰处理较对照pH提高了0.44个单位,离子交换态Cu和Cd分别降低了35.7%和35.9%。因此,粉煤灰能够有效吸附Cu和Cd,显著降低土壤有效态和离子交换态Cu和Cd的含量,在重金属稳定化修复应用中具有较好的应用前景。     

活化剂联合柳树对重金属Cd污染土壤的修复效果研究

为有效提高植物提取污染土壤重金属的效率,以绿色安全的有机物料为活化剂代替存在安全隐患、不可降解的螯合剂及表面活性剂,探究不同活化剂对土壤重金属镉的活化效果及对植物镉积累的影响。通过室内培养试验与盆栽试验的方法,研究了紫云英、黄腐酸钾和柠檬酸3种活化剂在0.3%施用量下对污染土壤中镉的生物有效性、赋存形态的影响及活化剂强化柳树对镉的积累。结果表明:(1)添加活化剂会改变土壤的pH。培养结束时,黄腐酸钾处理对土壤pH的降低效果优于紫云英处理,显著低于对照0.50个单位(p<0.05),而酸性较强柠檬酸处理的土壤pH显著高于对照0.26个单位(p<0.05);添加活化剂均可提高土壤有机质含量。培养结束时,黄腐酸钾处理对土壤有机质含量提升效果优于其他2种活化剂,显著高于对照2.97 g/kg(p<0.05)。(2)添加活化剂均可提高土壤有效态镉含量,但不同活化剂的活化效果不同。培养20天时,紫云英与黄腐酸钾处理的土壤有效Cd含量均达到最高,优于柠檬酸处理,分别高于对照0.38 mg/kg(p<0.05),0.17 mg/kg。培养10~30天时,柠檬酸处理的土壤有效Cd含量逐渐增加,至30天时,柠檬酸处理对土壤有效Cd含量提升效果优于其他活化剂,显著高于对照处理0.39 mg/kg(p<0.05)。(3)添加活化剂影响了土壤镉形态分布,培养10~30天,3种活化剂可活化土壤残渣态Cd,提高酸可提取态Cd所占百分比。(4)3种活化剂处理对柳树的株高、生物量无显著影响,但均提高了根系的形态参数,其中柠檬酸处理的根系长度、表面积、根系体积均显著高于对照,分别提高了75.54%,80.05%,82.93%(p<0.05)。活化剂中黄腐酸钾处理明显提高了柳树叶片、枝条、根系镉含量,分别高于对照133.44%(p<0.05),75.21%,264.64%(p<0.05),并大大提高了柳树对土壤镉的富集与净化。以有机物料为活化剂,可有效提高土壤重金属生物有效性,提高植物对土壤镉的吸收,具有良好的应用前景。     

镉污染土壤伴矿景天的萃取强化-螯合剂和植物激素的叶面调控

为提高Cd超富集植物伴矿景天(Sedum plumbizicola)的植物萃取能力,采用盆栽试验研究螯合剂乙二胺四乙酸(EDTA)和植物激素脱落酸(ABA)单独和联合作用的叶面调控对伴矿景天生长和Cd吸收转运的影响,并通过大田试验进行验证。结果表明:盆栽试验叶面喷施EDTA、ABA均能提高伴矿景天对Cd的转运,地下部至地上部的Cd转运系数为EDTA＞ABA,但叶面EDTA处理对生长旺盛期伴矿景天的生长有抑制。伴矿景天各部位Cd富集浓度差异很大,呈现新叶＞地下部＞茎＞老叶,新叶中Cd浓度是老叶的3.6~5.4倍,且主要富集在细胞壁和细胞器中,占总富集量的88%~94%。EDTA处理新叶细胞器中Cd浓度剧增,ABA处理新叶细胞壁中Cd浓度增加,ABA和EDTA联合使用可以缓解EDTA对生长的抑制,且更有利于Cd从根系向地上部转运。大田小区试验叶面诱导强化伴矿景天Cd萃取是可行的,ABA和EDTA联合处理显著增加伴矿景天总Cd积累量,增幅达到37.87%。研究结果为伴矿景天修复Cd污染土壤提供理论指导。