胶质芽孢杆菌对印度芥菜富集土壤Cd的效果

通过灭菌土培试验研究分别接种0,12.5,25,37.5,50,62.5ml/盆活菌浓度为1×109 cfu/ml的胶质芽孢杆菌,对印度芥菜修复Cd污染土壤的作用效果。结果表明,接入胶质芽孢杆菌菌液25ml/盆时,植物地上、地下部分对Cd的提取量分别为其他接种量的1.10～1.48倍,1.32～1.77倍。以不种印度芥菜作为对照,种印度芥菜处理的土壤Cd随着时间的变化去除效果有所不同,接菌后14d左右土壤Cd含量最低,收获时土壤Cd去除率可达到20%,显著提高其植物修复效果。同时,不同浓度的胶质芽孢杆菌均可以促进富集植物的生长,印度芥菜地上、地下部分生物量分别提高3%～16%,4%～61%。综上,胶质芽孢杆菌不但可以提高污染土壤中Cd的生物有效性,而且可明显促进超富集植物生长。     

枯草芽孢杆菌与巨大芽孢杆菌对土壤有效态Cd的影响研究

将枯草芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌接种于Cd污染土壤中,研究了短期与长期恒温培养条件下枯草芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌对土壤有效态Cd含量的影响。短期试验结果表明,枯草芽孢杆菌可降低土壤有效态Cd含量的5.07%~42.63%,在培养72h时,接种25ml枯草芽孢杆菌处理的有效态Cd含量较对照组显著降低了42.63%;巨大芽孢杆菌可活化土壤中的Cd,在培养48h时,接种5ml巨大芽孢杆菌的处理土壤有效态Cd含量较对照组显著增加了24.58%。长期培养试验结果表明,接种枯草芽孢杆菌可降低土壤中有效态Cd含量,且随着培养时间的延长,钝化效果更为显著,有效态Cd的含量与土壤pH值呈现显著负相关关系,r=-0.325(P0.05);长期培养条件下,接种巨大芽孢杆菌可降低土壤pH,且在培养30d时接种5ml巨大芽孢杆菌显著增加了土壤有效态Cd含量。综上所述,枯草芽孢杆菌可以钝化土壤Cd,而巨大芽孢杆菌对土壤Cd有一定的活化作用。     

添加巨大芽孢杆菌与胶质芽孢杆菌对土壤DTPA提取态Cd的影响

采用短期和长期恒温培养的方法,研究巨大芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌及两菌混合液对土壤DTPA提取态Cd的影响.结果表明,短期试验中巨大芽孢杆菌对土壤Cd有一定的活化作用,不同Cd污染水平条件下,巨大芽孢杆菌使土壤DTPA提取态Cd增加比例在3.8％～24.4％之间,其中50 mg/kg CdCO3污染水平条件下,巨大芽孢杆菌加菌量为2 ml时活化效果最好,而胶质芽孢杆菌和混合菌则对土壤Cd无显著影响或有一定的钝化作用.长期培养试验中,巨大芽孢杆菌也表现出了对土壤Cd的活化作用,未添加Cd条件下,巨大芽孢杆菌加菌量为10,20 ml时,土壤DTPA提取态Cd较对照分别增加了44.0％,28.9％,而胶质芽孢杆菌和混合菌对土壤Cd无显著影响或有一定的钝化作用.     

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。     

新型胶冻样芽孢杆菌及其突变株的诱变选育

以胶冻样芽孢杆菌菌株(ACCC10012)为出发菌株,经紫外线诱变处理,获得两株胶冻样芽孢杆菌高产菌株UV09K,UV16K,其解K能力较出发菌株分别提高1282.35%,1909.80%。同时通过酸碱和温度处理,获得了一株抗性变异株PHt10K,该菌株能承受pH=4～10,t50的不良环境,而且解P解K能力较出发菌株提高35.97%,23.53%。     

胶冻样芽孢杆菌与生物质炭复配及对番茄产量和品质的影响

以提高胶冻样芽孢杆菌在土壤中的存活率、减缓其衰亡速率,延长存活时间,提高其对土壤难溶性钾的解钾效率为目的,利用不同种类的秸秆生物质炭与胶冻样芽孢杆菌进行复配筛选。通过室内培养试验发现,中性小麦秸秆炭可作为胶冻样芽孢杆菌较理想的载体。当土壤培养35天后,土壤速效钾含量在施用炭基解钾菌肥条件下较空白提高了28.53%,较小麦秸秆炭和纯菌液处理分别提高了20.75%、13.41%。纯菌液处理土壤中胶冻样芽孢杆菌的菌落数从1.1×10~9个/g土降为9.0×10~5个/g土,而炭基解钾菌肥处理则为1.4×10~7个/g土。田间施用炭基解钾菌肥能够提高番茄植株和果实中的全钾含量;提高番茄产量和品质,显著提高番茄Vc含量,降低硝酸盐含量。因此,中性小麦秸秆炭与胶冻样芽孢杆菌的复配能够提高菌剂的存活率,有效促进土壤中矿物态钾的释放。     

印度芥菜修复污染土壤的研究进展

本文分析了近21年国内外印度芥菜修复土壤污染领域的研究进展、热点和前沿,理清该领域发展趋势,结合当前有关土壤修复技术,提出今后可开展深入探讨的角度,以期为后续学者进行深入研究提供参考。本文以中国知网（CNKI）数据库和Web of Science(WoS)数据库中的研究论文作为样本,运用CiteSpace和VOSviewer可视化图谱软件对2000～2021年间有关印度芥菜修复土壤污染所发表文献进行发文机构、学科门类、载文期刊、作者耦合、文献共引、关键词和关键词突现等计量分析。(1)国际期刊发文量呈快速增长趋势,而国内期刊发文趋势则先增后减。(2)主要发文机构为阿里格尔穆斯林大学、印度农业研究所和加拿大农业及农业食品部。(3)该领域研究涉及农业、环境科学和园艺等多学科领域,主要发文期刊有Plant Physiology、Plant and Soil、《土壤》和《土壤学报》等。(4)文献核心作者群体间联系度较强,Belimov与蒋先军的论文累计引用次数相对较高,说明两位学者的相关研究受到较高关注。(5)国内外有关研究的关键词趋同,研究热点主要集中在重金属Cd污染土壤修复。未来印度芥菜修复...     

蚯蚓对印度芥菜修复Zn、Pb污染土壤的影响

以褐土为供试土壤,分别加入不同浓度梯度Zn2+(0,100,200,400 mg kg^-1)或Pb2+(0,200,400,800 mg kg^-1)模拟土壤污染,设置添加蚯蚓与不添加蚯蚓处理,通过盆栽实验,研究蚯蚓对印度芥菜生长量和重金属吸收量的影响,旨在探讨蚯蚓在植物-土壤系统中影响重金属迁移转化的作用机理,为蚯蚓在植物修复技术的实践与完善提供理论参考。结果表明:(1)在Zn、Pb污染土壤中,蚯蚓生长率分别降低3%～24%、6%～29%;(2)蚯蚓活动可以降低土壤的pH,显著增加土壤中Zn的有效态含量;(3)蚯蚓活动显著增加了印度芥菜地上部生物量(22.6%～88.6%鲜重,31.3%～122%干重)和印度芥菜地上部Zn的浓度及Zn和Pb的吸收量。印度芥菜地上部重金属浓度和吸收量与土壤中DTPA提取态含量呈极显著正相关(P <0.01),与土壤pH呈负相关。(4)蚯蚓对重金属的活化和对植物生长的促进是解决植物修复瓶颈问题的有效手段。     

印度芥菜对土壤Cd,Pb的吸收富集效应及修复潜力研究

通过盆栽试验对比研究了印度芥菜(Brassica juncea)和油菜对复合污染土壤Cd,Pb的吸收富集效应及修复效率.初步探讨印度芥菜品种Wild Garden Pungent Mix净化重金属污染土壤的应用潜力.结果表明:Cd,Pb复合污染条件下,与油菜相比,印度芥菜对重金属Cd,Pb的抗耐性较强,地上部生物量较大,是同处理油菜的1.1～2.0倍.印度芥菜和油菜对重金属Cd,Pb的吸收富集表现出较为一致的特点,并且对土壤中重金属的吸收能力顺序均为Cd＞Pb,对土壤中Cd的吸收达到了100 mg/kg以上.表现出了超富集植物的特性.但相比之下,印度芥菜对土壤中Cd,Pb的吸收富集能力强于油菜.同时通过多元回归分析表明,两种植物对Cd,Pb的吸收不存在复合效应.本研究中,印度芥菜对Cd的净化率为0.35%～9.22%,是同处理下油菜的2.1～3.5倍;印度芥菜对Pb的净化率只有0.015%～0.356%,虽然是同处理下油菜的1.4～5.5倍,但远小于对Cd的净化率.研究表明,该品种印度芥菜具备应用于修复Cd污染土壤的潜力.     

巨大芽孢杆菌与印度芥菜对Cd污染土壤的联合修复效果研究

采用土壤培养及盆栽试验相结合的方法,研究接种巨大芽孢杆菌对土壤Cd存在形态的影响及巨大芽孢杆菌与印度芥菜联合作用对Cd污染土壤的修复效果。结果表明,接种巨大芽孢杆菌可增加印度芥菜的生物量11.4%~35.9%;巨大芽孢杆菌可显著增加植株地上部Cd含量,接种量为土重的4%时,最高增加42.1%;接种巨大芽孢杆菌可使土壤可交换态Cd比例最高增加10.7%;接种巨大芽孢杆菌增加了印度芥菜对土壤Cd的吸收量,Cd吸收总量较对照增加13.9%~96.9%,这是巨大芽孢杆菌与印度芥菜联合作用的结果。综上所述,接种巨大芽孢杆菌为土重1%~4%时可促进印度芥菜对土壤Cd的吸收,从而提高印度芥菜对Cd污染土壤的修复效率。     

Hot NTA Application Enhanced Metal Phytoextraction from Contaminated Soil

To increase the phytoextraction efficiency of heavy metals and to reduce the potential negative effects of mobilized metals on the surrounding environment are the two major objectives in a chemically enhanced phytoextraction process. In the present study, a biodegradable chelating agent, NTA, was added in a hot solution at 90°C to soil in which beans (Phaseolus vulgaris L., white bean) were growing. The concentrations of Cu, Zn and Cd, and the total phytoextraction of metals by the shoots of the plant from a 1 mmol kg^?1 hot NTA application exceeded those in the shoots of plants treated with 5 mmol kg^?1 normal NTA and EDTA solutions (without heating treatment). A significant correlation was found between the concentrations of metals in the shoots of beans and the relative electrolyte leakage rate of root cells, indicating that the root damage resulting from the application of a hot solution might play an important role in the process of chelate-enhanced metal uptake in plants. The application of hot NTA solutions did not significantly increase metal solubilization in soil in comparison with a normal application of solution of the same dosage. Therefore, the application of a hot NTA solution may provide a more efficient alternative in chemical-enhanced phytoextraction, although further studies of techniques of application in fields are sill required.     

Roles of Bacillus megaterium in Remediation of Boron,Lead, and Cadmium from Contaminated Soil

Phytoremediation is an attractive, economical alternative to soil removal and burial methods to remediate contaminated soil. The objective of this study was to investigate the effects of adding different rates of Bacillus megaterium on the capacity of Brassica napus plants to take up boron (B), lead (Pb), and cadmium (Cd) from polluted soils under field conditions. Field experiments were conducted using a randomized complete block design with control (without pollution and B. megaterium application) and B, Pb, and Cd in two doses (0 and 100 mg kg^?1), B. megaterium with four doses (no application and 10⁸ cfu B. megaterium ml^?1 sprayed at 50 ml plot^?1, 100 ml plot^?1, 150 ml plot^?1). Results indicated that soil pollution treatments significantly decreased seed (SDMY), shoot (SHDMY), root (RDMY), and total dry-matter yield (TDMY) of plants at 42.9, 3.8, 62.6, and 23.4% for B-polluted treatment; 25.8, 8.7, 17.6, and 14.2% for Pb-polluted treatment; and 33.2, 7.0, 14.0, and 16.4% for Cd-treatment without B. megaterium application, respectively. However, the application of B. megaterium ameliorated the negative effects of B, Pb, and Cd at 41.4, 52.7, and 10.9% for B; 24.4, 21.6, and 4.9% for Pb; and 22.8, 22.0, and 3.3% for Cd, respectively. The potentially bioavailable and relatively available fraction of soil B, Pb, and Cd increased with increases in the B. megaterium application but total fraction and stable fraction decreased. It is concluded that the seed and shoot parts of B. napus can be used as hyperaccumulators for plant B, Pb, and Cd remediation according to remediation factors but the shoot is the biggest part of the plant, and thus an important portion of the plant to remove B, Pb, and Cd from the B-, Pb-, and Cd-contaminated soils. To decrease desired concentration for 8 mg B kg^?1, 4 mg Pb kg^?1, and 3 mg Cd kg^?1 in the active rooting zone of soil, approximately 2, 6, and 21 years would be necessary with only 150 ml plot^?1 B. megaterium–sprayed soil cultivated with B. napus, respectively.     

Cd,Pb复合污染对印度芥菜抗氧化酶活性的影响

运用二因素(Cd、Pb)五水平回归正交设计,采用盆栽试验法,对比研究了Cd、Pb复合污染胁迫对印度芥菜和油菜MDA含量,以及SOD、POD和CAT活性的影响。结果表明:在Cd、Pb复合污染胁迫下,印度芥菜和油菜MDA含量显著上升,升幅分别为13.89%～118.47%,24.22%～231.22%。油菜MDA含量上升幅度显著高于同处理印度芥菜,重金属毒害症状明显。Cd、Pb复合污染对印度芥菜和油菜体内3种抗氧化酶活性的影响效应明显不同。随着Cd、Pb复合浓度的增加,Cd、Pb协同使印度芥菜SOD活性总体上呈显著上升趋势,SOD活性最大值与对照相比上升了20.12%,而POD和CAT活性则呈先显著上升后下降的变化趋势,但POD和CAT活性最小值与对照差异不显著,且Cd、Pb之间未产生复合效应;对于油菜来说,随着Cd、Pb复合浓度的增加,SOD和POD活性总体呈显著下降趋势,最小值与对照相比分别降低了21.58%,19.06%。Cd、Pb对SOD和POD活性产生了复合效应,但主要表现为Cd的极显著抑制作用。CAT活性则呈先上升后下降的变化趋势,CAT活性最大值与对照相比上升了26.24%,最小值与对照相比降低了10.96%。因此,综合分析可知,与普通植物相比,印度芥菜能够通过调节体内的抗氧化酶活性,主要是SOD活性来提高对镉铅复合污染的生态适应性,因而表现出较高的耐受性。     

植物吸取修复及钝化处理对后茬水稻镉吸收的影响

采集湖南湘潭县某地镉(Cd)污染酸性农田土壤及其经伴矿景天分别吸取修复两季和三季后的土壤,采用盆栽试验研究了经伴矿景天修复及钝化改良与否对土壤pH、有效态Cd、Zn以及水稻生长和稻米Cd、Zn浓度的影响。结果表明:未改良的处理,随着修复次数的增加,土壤pH显著降低,降低幅度为0.26~0.38个单位;且修复两季、三季土壤CaCl_2提取态Cd浓度较未修复土壤分别降低19.4%、24.0%;修复后土壤种植水稻品种W184,其糙米中Cd浓度显著降低,但依然超标;修复三季土壤种植低积累水稻品种IRA7190,其糙米中Cd由0.47 mg/kg降为0.03 mg/kg。施加钝化剂海泡石和石灰(10 g/kg+1 g/kg)后,修复两季、三季土壤的pH显著升高,较未施钝化剂处理土壤pH分别提高0.95、0.72;土壤CaCl_2提取态Cd浓度分别降低79.8%、79.5%;修复两季、三季土壤上水稻W184糙米的Cd浓度与未施加钝化剂相比,分别降低27.3%、44.4%,均降至国家食品安全限值0.2 mg/kg以下;无论是否添加钝化剂,伴矿景天吸取修复三季的土壤上水稻IRA7190糙米中Cd浓度均仅0.03 mg/kg。     

Effects of a New-Type Cleaning Agent and a Plant Growth Regulator on Phytoextraction of Cadmium from a Contaminated Soil

In China, great efforts are being made to remediate farmlands polluted by heavy metals. In this study, a soil pot experiment was conducted to examine the effects of a new-type cleaning agent, methylglycinediacetic acid(MGDA), and a plant growth regulator(PGR), diethl aminoethyl hexanoate(DA-6), on plant growth and extraction and detoxification of cadmium(Cd) by ryegrass. The results showed that foliar spray of DA-6 alone improved plant growth, with root length and shoot dry biomass increased by 38.5%–58.6% and 71.1%–89.3%, respectively, whereas addition of MGDA alone decreased root length and shoot dry biomass by 10.3%–18.6%and 9.1%–21.8%, respectively. Diethl aminoethyl hexanoate promoted the binding of Cd to cell walls and thus alleviated the toxicity of Cd and/or MGDA to plants. Applications of DA-6 and/or MGDA resulted in a significant increase in Cd extraction efficiency(P 0.05), and the efficiency decreased in the order of MGDA + DA-6 DA-6 MGDA. The treatment of MGDA + DA-6 achieved 2.2%, 1.7%, and 0.8% Cd extraction efficiency by ryegrass in soils spiked with 25, 50, 100 mg Cd kg~(-1), respectively. Therefore,treatment of MGDA + DA-6 could be an efficient method for enhancing phytoremediation of Cd-contaminated soil by ryegrass.     

培养基质对印度芥菜Cd、Pb、Zn富集效果的研究

通过温室土培和砂培盆栽对比试验,研究了外源Cd、Pb、Zn复合污染对印度芥菜富集重金属的效果。结果表明,印度芥菜Cd、Pb和Zn的富集量分别与土培和砂培Cd、Pb、Zn的添加量呈极显著正相关。砂培印度芥菜Cd、Pb和Zn的富集量分别远大于土培,前者印度芥菜地上部Cd、Pb、Zn的最高富集量分别达311.3,248.0,2760mg/kg,分别为土培的10.4,12.9,4.67倍;砂培条件下印度芥菜地上部Cd、Pb、Zn的提取量均大于土培,分别为土培的1.29～8.96倍、1.02～8.58倍和1.68～5.62倍;印度芥菜Cd、Pb、Zn的富集系数砂培较土培明显增大,其中富集系数的变化为CdZnPb,对Pb的富集系数除个别处理外均小于1,说明印度芥菜对Cd、Zn具有很强的富集能力,对Pb的富集能力较弱。研究表明,土培条件下Cd、Pb、Zn的生物有效性较低,直接制约着印度芥菜对土壤重金属污染的修复效果。     

印度芥菜生理生化特性及其根区土壤中微生物对Cd胁迫的响应

通过盆栽试验研究了印度芥菜对土壤Cd污染的耐性及其生理生化特性响应。结果表明,印度芥菜对Cd胁迫表现了较强的耐性,在Cd添加量为0～200mg·kg-1的情况下,印度芥菜能够顺利发芽、生长,其生物量出现了先增后降的＂抛物线型＂变化规律,Cd主要影响其生殖生长,大量的Cd使印度芥菜延迟进入生育期。植株体内Cd浓度随土壤Cd浓度增加而升高,地上部可达7.824～102.672mg·kg-1,地下部可达0.374～191.910mg·kg-1。地上部富集系数呈逐渐降低的趋势,而地下部富集系数呈逐渐升高的趋势。转移系数为20.920～0.535,呈逐渐降低趋势。随着土壤Cd胁迫浓度的增加,印度芥菜3种酶活性均呈先增后降的＂抛物线型＂变化趋势,并且出现抗性酶活性高峰所对应的土壤Cd浓度相同,均为120mg·kg-1,在Cd高浓度水平下酶活性普遍受到抑制,在最高浓度处理时的酶活性均明显低于对照。根区土壤中微生物数量为细菌〉放线菌〉霉菌,随着Cd添加量的增加,土体内微生物的数量也增加,但当Cd添加量〉160mg·kg-1时,微生物数量下降。     

外加镉处理下秸秆生物质炭对土壤酶活性的影响

选取秸秆生物质炭为原料,通过模拟实验,探究外加镉处理下生物质炭的输入对不同类别的土壤酶活性的影响。结果表明,外加镉处理为5 mg·kg-1时,土壤碳循环相关的酶在不同生物质炭量的施入时,对Cd污染土壤反应较为敏感的有FDA水解酶及蛋白酶;而土壤氧化还原酶中在土壤受Cd污染的状况下,对不同量的生物质炭的施入具有较强敏感性的酶有脲酶和磷酸酶,其中较为显著者是磷酸酶,其在外加Cd处理下及不加Cd时变化量为79.40%;同时,对土壤中的碳循环酶、氧化还原酶及这2类酶的总体活性各求几何平均数作为衡量其综合活性的指标。其中,土壤碳循环酶酶活综合指数介于0.071~0.235之间,在外加Cd处理的情况下,其值最高为生物质炭用量为2.5%时的0.174,比不加生物质炭及炭用量为5%时分别高出7.4%及19.5%;氧化还原酶综合指数介于0.093~0.202,在外加Cd处理下,其值最高为生物质炭用量2.5%时的0.131,比不加生物质炭及炭用量为5%时分别高出18.50%及28.90%;土壤综合酶指数介于0.077~0.167,在外加Cd处理的情况下,其值最高亦为生物质炭用量2.5%时的0.108,比不加生物质炭及炭用量为5%时分别高出16.26%及28.57%。