水培条件下东南景天对镉的耐性与富集特性研究

[目的]探讨不同生态型东南景天对Cd的耐性和富集能力的差异。[方法]通过水培试验,研究东南景天矿山和非矿山2种生态型植物在不同cd供应水平下的生长情况以及体内Cd含量的变化。[结果]非矿山生态型东南景天忍耐环境Cd胁迫的临界浓度是100μmoL／L,而矿山生态型东南景天是400μmol／L。随着供Cd水平的提高,2种生态型植物各部分的Cd含量均呈升高的趋势。非矿山生态型东南景天叶和茎中的最大cd含量分别为493和934mg／kg（DW）,而矿山生态型东南景天叶和茎中的最大Cd含量分别为4933和3874mg／kg（DW）。在相同供Cd水平下,非矿山生态型东南景天各部分的Cd含量大小次序为根〉茎〉叶;而矿山生态型东南景天各部分的Cd含量大小次序为叶〉茎〉根。[结论]水培条件下,东南景天矿山生态型比非矿山生态型具有更强的忍耐、吸收和向地上部转运Cd的能力。     

东南景天对胁迫条件下重金属锌和镉吸收积累特性的研究

本试验以东南景天为材料,研究锌、镉不同浓度处理下东南景天植株地上部和地下部对重金属Zn2+和Cd2+的吸收积累特性.结果表明,不同浓度重金属浇灌处理后东南景天各部位Zn2+和Cd2+含量存在显著差异,与清水对照(CK)相比,0.8 mmol/L Zn2+和Cd2+处理其地上部Zn2+和Cd2+含量分别是CK的1.95倍...     

草酸强化超富集植物东南景天修复镉铅污染土壤研究

为提高超富集植物对土壤中镉(Cd)、铅(Pb)污染的修复效率,以超富集植物东南景天为研究对象,通过向重金属污染土壤中添加不同浓度的草酸,探明草酸强化超富集植物东南景天对表层土壤(0～20cm)和底层土壤(20～40cm)中Cd、Pb含量的影响,并考察草酸添加对土壤理化性质的影响。结果表明:草酸能够显著地增加东南景天对土壤中Cd、Pb的吸收富集,进而提高东南景天对Cd、Pb污染土壤的修复效率;并且随着草酸添加浓度的升高,表层土壤中Cd、Pb的削减率不断提高。当草酸添加量为20mmol·kg-1土时,东南景天地上部的Cd、Pb含量分别为305mg·kg-1和40.5mg·kg-1,表层土壤中Cd、Pb的削减率分别为52.6%和34.6%,底层土壤中Cd、Pb的增加率仅为3.1%和3.6%;当草酸添加量继续增加至50mmol·kg-1土时,东南景天地上部的Cd、Pb含量并没有显著增加,而表层土壤中Cd、Pb的削减率却提高至63.5%和47.5%,底层土壤中Cd、Pb增加率也升高至10.5%和14.8%。因此,适量的草酸添加能够促进东南景天对表层土壤中Cd、Pb的吸收富集,而且不会产生淋滤作用...     

不同生长调节剂对东南景天镉积累的影响

为了提高镉(Cd)超积累植物东南景天的植物修复效率,对不同植物生长调节剂调控东南景天Cd积累的作用进行了研究。在水培条件下,采用脱落酸(ABA)、生长素(IAA)、细胞分裂素(6-BA)、乙烯利(ETH)四种生长调节剂对0.1 mmol·L-1Cd处理下的东南景天进行叶面喷施处理,对其生物量、Cd含量、Cd积累量、SOD和POD活性进行了分析。结果表明:ABA处理通过提高地上部生物量和Cd含量、促进Cd向上运输,从而增加东南景天地上部对Cd的积累;IAA处理通过提高生物量、缓解Cd对叶片的毒害,从而增加东南景天地上部对Cd的积累;6-BA处理通过提高东南景天地上部生物量和Cd含量、缓解Cd对叶片的毒害,从而增加东南景天地上部对Cd的积累;ETH处理则通过抑制生长和Cd向上转运进而降低东南景天地上部对Cd的积累。在重金属污染土壤植物修复中,适量施用ABA、IAA、6-BA可提高东南景天对镉污染土壤的修复效率。     

氮对低镉处理下东南景天根系形态及镉积累的影响

通过水培试验,本文研究了施氮肥(尿素)对低镉处理下两种生态型东南景天根系形态及镉积累的影响。结果表明,在一定范围内供氮(4.0￣16.0mmol/L)能明显促进东南景天的根系生长,各项根系形态指标,如根系长度、根系表面积、根系直径、根体积和侧根均有升高,在16.0mmol/L达到最大值。但是,随着供氮(32.0￣64.0mmol/L)增加,表现出一定的负效应:东南景天的各项根系形态指标明显受到抑制,与对照相比差异达显著或者极显著水平。氮素对东南景天的镉积累有一定的促进作用,随着氮素用量的增加,体内镉积累逐渐升高,与根系形态不同的是,镉含量在氮水平32.0mmol/L条件下达到最大。研究结果表明适当提高营养液氮素水平有利于提高东南景天的各项根系形态指标以及对镉的吸收积累。     

东南景天对锌镉复合污染的反应及其对锌镉吸收和积累特性的研究

比较和分析了锌镉复合处理对东南景天(SedumalfrediiHance,景天科景天属,一种生长在浙江某一古老铅锌矿区土壤上的新锌超积累植物)的生长及其对锌和镉的吸收积累特性的影响。结果表明,Zn/Cd=500/100μmol·L-1下,植物生长最佳。镉、锌在东南景天体内的含量随着镉、锌处理浓度的提高而提高。锌在植物体内的分布为茎>叶片>根系,在Zn/Cd=1000/50μmol·L-1处理水平植株体内锌含量达到最大,其中茎中锌含量为23.2mg·g-1;而镉在植株体内分布则为叶片>茎>根系,在Zn/Cd=50/400μmol·L-1处理水平镉含量达到最大,其中叶片中镉含量为12.1mg·g-1。在一定处理范围内,锌的加入促进了植物对镉的吸收和积累,但镉的加入对植物体内锌的积累没有显著影响。高锌或高镉处理均抑制了植物对锌和镉的吸收和积累。表明东南景天不仅可以忍耐锌镉复合污染,还具有一定的超量积累锌和镉的能力。     

不同氮形态对东南景天镉积累的影响

    通过水培试验,研究不同氮形态对2种生态型东南景天生长和镉吸收积累的影响.结果表明,外加(NH4)2SO4、Ca(NO3)2或NH4NO3均能显著提高超积累生态型东南景天地上部生物量及叶绿素含量.且无论在低镉(10 μmol·L-1)还是高镉(100 μmol·L-1)条件下,以(NH4)2Sv处理的增幅最大.不同氮形态对2种生态型东南景天地上部镉含量没有显著影响,而在一定程度上提高了根系镉的含量.3种氮形态显著提高了2种生态型东南景天地上部和根系的镉积累量,对超积累生态型东南景天,无论在何种镉水平下,(NH4)2SO4处理效果明显好于Ca(NO3)2或NH4NO3处理.本研究结果表明不同氮形态对东南景天Cd积累的促进顺序为:NH4+-NNO3--N,因此从植物修复角度考虑,在Cd污染土壤中施用适量的(NH4)2SO4提高超积累植物东南景天的生物量和地上部镉积累量具有重要的应用价值.     

东南景天对镉、铅的生长反应与积累特性比较

采用营养液培养法,比较了东南景天(SedumalfrediiHance)在不同的Cd,Pb供应水平下的生长反应,以及对Cd,Pb吸收与积累特性的差异。结果表明,东南景天不仅在生长速度上对不同浓度的Cd,Pb处理反应差异显著,而且在Cd,Pb吸收与转运特性上也有明显差异。东南景天对Cd,Pb耐受的临界浓度分别为500和1000μmol/L,在此浓度以下,Cd,Pb对水培条件下的东南景天的生长基本无抑制作用。东南景天地上部的Cd,Pb含量均随着Cd,Pb供应水平的提高而增加。在500μmol/L的Cd水平下,叶和茎中的Cd含量均达到峰值,分别为5.677和5.274g/kg;叶和茎中的最大含Pb量出现在供Pb200和1500μmol/L的水平下,分别为0.169和1.167g/kg。根中的Cd,Pb含量均在最高的Cd,Pb供应水平下(2500μmol/L)达到最大值,分别为17.820和9.437g/kg。在设定的Cd,Pb供应水平条件下,植株各部位的Cd含量均大于Pb含量。植株不同部位Cd的含量表现为叶>茎>根,而Pb含量表现为根>茎>叶。Cd在东南景天地上部的积累量远大于Pb,且Cd在地上部与根系中积累量的比值均大于1,而Pb则小于1。上述结果说明,东南景天对Pb的耐受性大于Cd,但对Cd的吸收和向地上部的转运能力远大于Pb。从水培条件下东南景天地上部的Cd含量来看,东南景天是一种Cd超积累植物。     

野茼蒿对镉的富集及其镉耐性

通过盆栽试验研究了不同镉(Cd)浓度(0、30、60、90、120、150、180mg.kg-1)胁迫下野茼蒿(Crassocephalum crepidioides(Benth.)S.Moore)的生长及其对Cd的富集特征。结果表明,随着Cd添加水平的增大,处理组野茼蒿的主根长、株高、叶绿素含量、根和地上部生物量均呈降低趋势,且主根长、株高、根和地上部生物量均显著低于对照植株;当Cd添加水平不断提高,处理组野茼蒿根和地上部Cd浓度呈显著增加趋势,而累积总量呈先增加后下降的趋势,但仍显著高于对照植株。处理Cd浓度为180mg.kg-1时,野茼蒿地上部Cd浓度最高,为1288.12mg.kg-1;处理Cd浓度为60mg.kg-1时,野茼蒿地上部Cd累积量最高,为每盆4.28mg。当Cd浓度≤90mg.kg-1时,野茼蒿生长正常,未出现Cd中毒症状。野茼蒿地上部Cd富集系数和转移系数分别为3.48～21.71和1.12～2.31。因此,野茼蒿对Cd具有较强的耐受性和转运能力以及其地上部对Cd的累积能力,适合于Cd污染土壤的植物修复。     

有机和无机氮对东南景天生长和镉积累的影响比较

通过水培试验,研究了有机和无机形态氮对两种生态型东南景天生长和镉积累的影响.结果表明,无论在低镉(10μmol·L-1)还是高镉(100 μmol·-1)条件下,与对照(T1)相比,外加无机形态氮(尿素)均能显著提高两种生态型东南景天地上部的生物量和叶绿素含量(P＜0.05);在低镉条件下,外加无机形态氮只能显著提高超积累生态型东南景天地上部镉积累量和非超积累生态型东南景天根部镉积累量(P＜0.05),在高镉条件下,外加无机形态氮对两种生态型东南景天体内镉积累量没有显著影响(P＞0.05).而无论在低镉还是高镉条件下,与对照(T1)相比,外加有机形态氮(精氨酸)能显著降低超积累生态型东南景天根系的生物量和叶绿素含量(P＜0.05);在低镉条件下,外加有机形态氮能显著提高两种生态型东南景天体内镉含量(P＜0.05),在高镉条件下,外加有机形态氮对两种生态型东南景天体内镉含量没有显著影响(P＞0.05).     

螯合剂与表面活性剂强化东南景天修复Cd污染土壤的研究

通过盆栽试验,研究了螯合剂与表面活性剂混合添加对东南景天修复重金属Cd污染土壤的影响。结果表明:螯合剂EDTA-Na2与表面活性剂SAA的使用能促进土壤中的Cd由可还原态、可氧化态、残渣态向酸溶态转化,提高重金属的生物有效性,同时还能促进东南景天吸收Cd,强化植物修复的效果。在植物收割前7 d,当添加p H为7的TX-100以及4.0 mmol/kg EDTA-Na2(即A2B2C2D2E1)时,植物生物量较好,植物吸收重金属Cd含量较高,植物修复效果较好。这就是最佳试验组。     

两种生态型东南景天锌吸收与分布特性的研究

采用水培试验,研究了非超积累和超积累两种生态型东南景天吸收、分配和转运锌(Zn)的特点.结果表明:两种生态型植物不仅在生长速度上对Zn浓度的反应差异显著,而且在Zn吸收与分配特性上也有明显差异.非超积累生态型的最适生长浓度为0.001 mmol/L, 在此Zn水平下,生物量随处理时间基本呈直线性增长;而超积累生态型的最适生长浓度为1.0 mmol/L,生物量在处理前16 d呈直线性增长,以后趋缓.非超积累生态型地上部的最大Zn含量远低于超积累生态型;而根部的最大Zn含量,非超积累生态型显著大于超积累生态型.Zn在非超积累生态型细胞壁和可溶部分中的含量差异不显著,在细胞器与膜部分的含量相对较低,而Zn在超积累生态型细胞壁中含量最高,其次是细胞的可溶部分.综合分析认为:超积累生态型东南景天比非超积累生态型具有更强的Zn积累和耐受能力,前者可能是后者在高Zn环境中长期进化的结果.     

不同Zn化合物对东南景天根圈土壤微生物特征的影响

采用盆栽试验的方法，研究了土壤中添加1000mg·kg^-1不同Zn化合物（ZnS、ZnO、Zn3（PO4）2、ZnSO4和ZnCO3）对两种生态型东南景天根圈土壤微生物特征的影响。结果表明，对于Zn3（PO4）2、ZnS和ZnSO4处理，两种生态型东南景天的根圈土壤中的可培养细菌数量、微生物生物量碳、土壤微生物商、脲酶和脱氢酶活性均显著降低，而土壤微生物代谢商均显著增加；同时，超积累生态型东南景天的根圈土壤微生物生物量氮显著增加，但非超积累生态型东南景天的根圈土壤微生物生物量氮无明显变化。ZnO处理后，两种生态型东南景天的根圈土壤中的可培养细菌、放线菌和真菌的数量均没有明显变化，但微生物生物量碳、土壤微生物商、脲酶和脱氢酶活性均显著降低，土壤微生物代谢商显著增加。ZnCO3处理后，超积累生态型东南景天根圈土壤中的可培养细菌的数量、微生物生物量C和土壤微生物商显著降低，微生物代谢商显著增加，可培养的放线菌和真菌的数量、微生物生物量N和土壤基础呼吸速率均无明显变化；然而，非积累生态型东南景天根圈土壤中的可培养细菌、放线菌和真菌的数量、土壤微生物生物量C、微生物生物量N、土壤微生物商和微生物代谢商均无明显变化。     

两种生态型东南景天(Sedum alfredii Hance)根系互作效应对植株生长及吸收利用土壤Zn的影响

采用盆栽套种方法探讨了不同程度根系互作对两种生态型东南景天的生长和吸收利用土壤Zn的影响,以及超积累生态型东南景天的根系是否能活化土壤中难利用态Zn.不同程度的根系互作采用不同隔膜处理,即无隔膜处理、400目尼龙筛布隔开和PVC板隔开.结果发现,当两种生态型东南景天套种时,不同程度的根系互作对非超积累生态型东南景天的地上部和根系的生物量、根系Zn含量有显著影响.当与超积累生态型东南景天的根系完全交互作用或采用400目尼龙筛布隔开时,非超积累生态型的根系Zn含量显著增加,其地上部和根系生物量比其单种时显著减少.这些结果间接表明,超积累生态型东南景天根系能够活化土壤中的难溶态Zn.     

重金属Cd在小麦中的富集特征

［目的］为促进粮食安全生产。［方法］以小麦为受试植物,采用盆栽试验,研究重金属Cd在小麦中的富集特征。［结果］大部分Cd富集在小麦根部,幼苗期重金属分布为：根〉叶;拔节期分布为：根〉茎〉叶片;抽穗期分布为：根〉茎〉叶片〉颖壳;成熟期分布为：根〉茎〉叶片〉籽实〉颖壳。［结论］在不同生长时期小麦不同部位中重金属Cd的含量有很大差异。     

不同程度重金属污染土壤对东南景天根际土壤微生物特征的影响

    通过盆栽试验研究不同程度重金属污染土壤对2种生态型东南景天根际土壤微生物特征的影响.研究结果表明,不同污染土壤中,2种生态型东南景天根际细菌、放线菌和真菌的数量及微生物生物量碳都大于非根际.在轻污染土壤中,2种生态型东南景天的根际土壤微生物区系和主要生理类群没有显著差异,而在矿山土壤和重污染土壤中,超积累生态型东南景天根际土壤中的细菌和真菌数量、主要生理类群数量及微生物生物量碳显著高于非超积累生态型.东南景天根际微生物对重金属胁迫的敏感性为放线菌＞细菌＞真菌,硝化细菌＞自生固氮菌＞氨化细菌＞磷细菌＞纤维分解菌.在轻污染土壤中,2种生态型东南景天根际土壤基础呼吸速率和微生物代谢商差异不显著,而在矿山土壤和重污染土壤中,非超积累生态型东南景天的根际土壤基础呼吸速率和微生物代谢商显著高于超积累生态型.