不同浓度条件下玉米吸收菲的水培实验研究

通过水培实验模拟了不同浓度条件下玉米对多环芳烃(菲)的吸收情况。结果表明,在所设定的0.5￣4.0 mg.L-1菲浓度范围内,培养14 d时玉米根和茎叶中菲的含量分别为0.547￣3.512 mg.kg-1和0.037￣0.320 mg.kg-1,其含量随着污染浓度的增高而增大。玉米茎叶中菲的含量远远小于根中菲的含量。水培条件下,玉米茎叶中的菲主要来自于根部的吸收,从空气中吸收的量较少。在低浓度条件下,玉米茎叶对菲富集较慢,高浓度则较快;玉米根对菲的富集能力则随着污染浓度的升高而降低。一定时间后玉米茎叶和根分别对菲的富集能力趋于一致。     

单一及复合污染下铅铜在玉米幼苗体内积累与迁移的动态变化

采用光照培养箱培养及原子吸收分光光度法,研究了不同浓度(10～100mg·L-1)Cu2+、Pb2+单一及复合污染后玉米幼苗体内各器官中积累与迁移的动态变化规律。结果表明,在单一污染条件下,Cu2+、Pb2+在玉米体内的积累量与重金属处理浓度和处理时间呈正相关,分布顺序为根茎叶,积累量为Pb2+Cu2+,根茎间迁移率随着处理浓度增高逐渐减小,茎叶间迁移率变化规律为先减小后增大;复合污染后,随着处理浓度和处理时间的增加,Cu2+、Pb2+在玉米体内的积累量逐渐增大,其中(100+100)mg·L-1浓度下30d处理时积累量达到最大值,Cu2+、Pb2+在玉米各器官中的分布规律为根茎叶,积累能力为Pb2+Cu2+,根茎间的迁移率表现为在10～20d时随浓度增高逐渐上升,30d时逐渐下降,而茎叶间的迁移率则表现为随处理浓度的增加先升高后降低。Cu2+、Pb2+复合污染后玉米体内Cu2+、Pb2+的含量均大于单一处理,Cu2+、Pb2+复合处理具有协同效应。实验结果也证明玉米是一种易富集Cu2+、Pb2+的作物。     

3种作物对添加外源性Cu、Zn的土壤中Cu、Zn的富集与转运

以Cu、Zn为研究对象,分别在土壤中添加猪粪10 g·kg-1、猪粪10 g·kg-1+Cu 63 mg·kg-1+Zn 54 mg·kg-1、猪粪10 g·kg-1+Cu126 mg·kg-1+Zn 108 mg·kg-1,同时设置不添加猪粪和外源性Cu、Zn的对照处理组,通过盆栽试验研究了施用猪粪和外源性Cu、Zn后土壤中Cu、Zn在大蒜、白菜和玉米体内的富集和转运特征。结果表明,只添加猪粪能显著提高作物生物量,而添加猪粪+高剂量的Cu+Zn可抑制作物生长。其中不同作物的抑制强度表现为白菜大蒜玉米,同种作物的抑制强度表现为根部茎叶部。3种作物对Zn的积累显著高于Cu,其中大蒜对Cu的累积主要分布在茎叶部,对Zn的积累主要分布在根部,而白菜和玉米对Cu的积累主要分布在根部,对Zn的积累主要分布在茎叶部。在添加猪粪+Cu+Zn处理的3种作物中,Cu浓度均低于国家的食品限量卫生标准,而白菜和玉米中Zn浓度均高于国家的食品限量卫生标准,在添加猪粪+低剂量的Cu、Zn处理的大蒜中,Zn浓度低于国家食品的限量卫生标准。土壤中Cu、Zn全量和有效态含量与大蒜、白菜和玉米的茎叶和根部Cu、Zn含量具有显著的相关性(P0.01),因此,可用土壤中Cu、Zn全量或有效态含量表征植物各部分吸收Cu、Zn的效果。3种作物对Zn的富集系数和转运系数均大于Cu。其中对Cu的富集系数表现为大蒜白菜玉米,对Zn的富集系数表现为白菜玉米大蒜。3种作物只添加猪粪处理对Cu、Zn的富集系数均略有上升,而添加猪粪+Cu+Zn处理的富集系数随Cu、Zn添加浓度的提高而下降,白菜和玉米对Cu、Zn的转运系数均下降,大蒜对Cu的转运系数上升,对Zn的转运系数下降。添加猪粪和高剂量外源性Cu、Zn可显著抑制作物生长,作物对Cu的积累显著低于Zn,对Zn的富集系数和转运系数均大于Cu;作物各部分对Cu、Zn的吸收效果可用土壤中Cu、Zn全量或有效态含量来表征。     

生物可降解有机配体EDDS等对土壤外源重金属的植物富集效应研究

通过小麦的盆栽实验研究了生物可降解有机配体EDDS、柠檬酸和半胱氨酸在5mmol·kg^-1浓度下对土壤中重金属Cu、Cd、Pb和Zn的植物富集的影响，同时采用0．1mol·L^-1 HAc提取元素可交换态含量与植物实验相对照。结果发现，在所试验的外源土壤金属浓度下．EDDS处理对所研究的金属在小麦幼苗体内的富集和它们在小麦幼苗体内的传输有明显的诱导作用。EDDS处理组的小麦根和茎叶金属含量均高于对照组。EDDS处理组Cd、Cu、Zn和Pb的茎叶富集系数（分别为0．209、0．640、0．339和0．726）远高于对照组Cd、Cu、Zn和Pb的茎叶富集系数（分别为0．059、0．071、0．046和0．353）。柠檬酸处理和半胱氨酸处理对Cu、Zn和Pb的茎叶富集系数影响不大，但明显提高了Cd的茎叶富集系数（分别为0．118和0．115）。添加EDDS后土壤中4种重金属的可交换态含量增加最明显。半胱氨酸对可交换态含量影响不明显，这与小麦体内富集的金属含量趋势相一致。对于不同的金属而言，Cd的根系相对富集量比较高．可达外源添加浓度的2．46倍（EDDS处理组），其可交换态的相对含量也最高，可达外源添加浓度的68．6％-96．9％。Pb的植物富集效率和可交换态含量较低。     

Pb、Cu胁迫对玉米(Zea mays L.)生长、细胞色素合成以及重金属吸收特性的影响

通过水培试验,以玉米作为供试植株,研究Pb、Cu胁迫对玉米生长发育、细胞色素合成以及重金属吸收的影响。结果表明,Pb、Cu单一胁迫下玉米根长较对照组均偏低,复合胁迫下根长随着Pb、Cu复合浓度的增加而减小。玉米植株在重金属Pb、Cu单一胁迫下生物量变化不明显,但在不同水平Pb、Cu复合胁迫下,表现随着重金属胁迫浓度增加,玉米植株生物量先增加后减小。玉米叶绿素含量随着Pb胁迫浓度增加而增加、随着Cu浓度增加而降低;Pb、Cu单一胁迫下β-类胡萝卜素含量随着Pb浓度增加先降低后增加,随着Cu含量增加先增加后降低;Pb、Cu单一胁迫下花青素含量较对照组均增大,Cu胁迫下花青素含量增加更明显,最低增加0.65%,最高增加21.25%。玉米不同器官对Pb、Cu积累有一定差异,在单一重金属胁迫下Pb、Cu在玉米体内积累量与胁迫浓度呈正相关,分布顺序为根系茎叶,根部是积累Pb、Cu主要器官。Pb、Cu复合胁迫下加剧了重金属向玉米体内的迁移累积,随着Pb、Cu复合胁迫浓度的增大,根部吸收Pb、Cu逐步增大,而茎叶吸收Pb、Cu趋于平稳。相关分析显示,玉米细胞色素的合成取决于被胁迫的重金属类型,β-类胡萝卜素含量与植株体内Pb含量显著正相关,花青素含量与Cu含量显著正相关,揭示Pb对β-类胡萝卜素诱导作用强、Cu对花青素诱导作用强。     

菌糠木醋液对铜铬污染土壤玉米生理生化指标及重金属富集转运的影响

为了给菌糠木醋液在农业及土壤重金属污染修复方面的合理使用提供理论依据,探讨灌施不同用量、不同种类菌糠木醋液对污灌区铜(Cu)、铬(Cr)污染土壤中玉米的生长及玉米对重金属Cu、Cr富集、转运的影响,采用盆栽试验(10 kg土),以平菇、猴头菇、灵芝菌糠木醋液为试验材料,施用1、2、4 mL 3个梯度的菌糠木醋液,测定苗期及成熟期玉米的生理生化指标及成熟期玉米植株不同部位Cu含量、Cr含量、富集系数、转运系数。结果表明,添加菌糠木醋液处理玉米苗期和成熟期的株高、根长与对照相比均有不同程度的增加。添加菌糠木醋液处理均可提升玉米叶绿素含量,玉米成熟期,2 mL猴头菇菌糠木醋液提升效果较为明显,达55.2%。添加菌糠木醋液处理均可提高玉米过氧化氢酶活性,1 mL平菇菌糠木醋液在苗期和成熟期的提高效果均为最好,分别提高105.9%和83.8%。玉米成熟期,4 mL猴头菇菌糠木醋液降低丙二醛含量效果最为明显,降幅为55.7%,且不同菌糠木醋液均为4 mL用量降低丙二醛含量效果最佳。添加菌糠木醋液处理均可不同程度增加玉米根中Cu、Cr富集量,降低玉米雄花序中Cu富集量和玉米茎中Cr富集量,且3种木醋液均以4 mL用量对玉米根中Cr富集量促进作用最明显,与对照相比增加57.2%～122.8%。添加菌糠木醋液处理均会提高玉米根部Cu富集系数,1 mL猴头菇菌糠木醋液提高效果最明显。添加菌糠木醋液处理均会提高玉米根部Cr富集系数,4 mL灵芝菌糠木醋液提高效果最明显。添加菌糠木醋液处理均可降低玉米叶部、雄花序的Cu、Cr转运系数,并且能降低玉米茎部、果穗Cr转运系数,使Cr主要集中在玉米根部。     

可溶性有机物对玉米根部菲与芴吸着与吸收过程的影响

在水培玉米幼苗的暴露实验中.控制溶液中可溶性有机物(DOM)的浓度水平(0、0.5、1、2、5、10mg·L),观察其对水培溶液中多环芳烃(芴与菲)生物有效性的影响.通过控制洗脱条件.将根部多环芳烃分为弱吸着(氯化钙提取)、强吸着(甲醇提取)与吸收(索氏提取)3种不同的形态.结果表明,短期暴露(4 d)后,培养液中多环芳烃浓度迅速下降至起始浓度的10%左右,玉米幼苗对菲的吸收强于对芴的吸收,而吸着量相似.大部分以强吸着态存在于根表.低浓度可溶性有机物(小于2 mg·L-1)的加入有助于芴与菲在根表的吸着,浓度继续增大时,对吸着过程则产生抑制作用;吸收量随可溶性有机物浓度的升高而增大,逐渐趋于稳定.吸着与吸收总量在DOM浓度约为1 mg·L-1时达到最大值,之后随DOM浓度增加而下降.     

焦作煤矿区成熟作物中重金属Pb·Cr·Zn·Cu富集特征研究

[目的]探明焦作煤矿区成熟作物的重金属的富集特征。[方法]采用扇形布点法在焦作煤矿周边农田区采集土壤和小麦、玉米等样品,测定土壤和作物中的Cu、Zn、Pb和Cr4种重金属元素含量。[结果]土壤中Zn、Pb和Cu已开始富集,但Cr无富集,甚至亏损。成熟玉米籽粒和茎叶的重金属元素富集顺序分别为：Zn〉Cu〉Cr〉Pb和Cu〉Pb〉Zn〉Cr;成熟小麦籽粒、茎叶和根部的富集顺序分别为：Zn〉Cu〉Cr≈Pb,Cu〉Pb〉Zn〉Cr和Zn〉Pb〉Cu〉Cr。Pb和Cu在玉米不同部位分布顺序为：茎叶〉籽粒;Cr和Zn在玉米中分布为：籽粒〉茎叶。Pb在小麦不同部位含量分布为：根部〉茎叶〉籽粒;Cr和Cu在小麦中分布为：根部〉籽粒≈茎叶;Zn在小麦中分布为：根部〉籽粒〉茎叶。[结论]作物对于重金属的累积因作物和重金属类型的不同而异。     

水稻幼苗对As(Ⅲ)胁迫差异响应的离子组学研究

重金属胁迫影响植物体内离子平衡,探究植物体离子网络应对胁迫环境的响应有助于挖掘有毒元素吸收和代谢的潜在机制。本研究以湖南省临武县9种主栽水稻品种为研究对象进行As(Ⅲ)胁迫处理,采用ICP-MS分析技术研究水稻幼苗茎叶和根部组织中离子组(P、K、Mg、Ca、Mn、Fe、Cu、Zn、As、Cr、Co、Cd、Ba、Pb和Sr)响应不同As(Ⅲ)浓度胁迫的变化特征,进一步借助多元统计分析探明各组织离子组变化与As积累之间的关联。结果表明:水稻根部和茎叶组织As含量均随处理浓度增加而增加,且根部相比茎叶更容易积累As;Fe、Ba、Pb和Sr同样表现出根部含量高于茎叶的规律,营养元素(P、K、Mg、Ca和Mn)分布则呈现茎叶组织高于根部的特征,胁迫环境对水稻幼苗两个组织部位各元素分布的影响不同,说明As胁迫干扰水稻组织中离子的分配。聚类热图和主成分分析表明离子组在茎叶和根部出现分离,Mg、K、P、Mn、Ca、Cr、Co、Zn元素倾向于在茎叶富集,而Fe、Sr、Pb、Ba、Cu、As和Cd元素则倾向于在根系中富集。As胁迫处理后,水稻同一组织的元素之间存在多组显著相关性,As与Fe、Cu、Cd、B...     

重金属Cd2+Pb2+Cu2+在大麦幼苗体内积累与分布的研究

采用室内培养法，研究了不同浓度（5、10、20、40、80 mg·L-1）Cd2+、Pb2 +、Cu2+在大麦幼苗体内吸收、积累和分布的动态变化规律。结果表明，随着重金属浓度的增加，3种重金属在大麦体内积累量逐渐增大，其中处理6 d后重金属在根内的积累量最高。3种重金属在大麦体内的分布规律为根部＞茎叶部，积累顺序为Cu2+＞Pb2+＞Cd2+。随处理时间的延长，根部的重金属向茎叶部转移，积累在根部的重金属含量逐渐降低，在整个处理时间内，3种重金属由根向茎叶迁移能力的大小为Cd2+＞Pb2 +＞Cu2+。茎叶部的3种重金属含量在整个处理期间出现“高－低－较高”的变化趋势，茎叶内3种重金属的积累顺序表现为Cd2+＞Pb2 +＞Cu2+。     

铜矿区先锋植物鸭跖草对铜的耐性研究

为了进一步了解铜矿区先锋植物鸭跖草的耐Cu机制,通过水培试验研究了鸭跖草的富铜及生理响应过程。结果表明,鸭跖草根系能够吸收大量的Cu离子,而其地上部Cu含量相对较小,随着Cu处理浓度的增加和处理时间的延长,鸭跖草根系和地上部Cu含量均显著增加。高浓度Cu抑制了根对Fe、Mn离子的吸收,但显著增加了其对Ca离子的吸收,Cu处理在短时间内能提高鸭跖草叶绿素和糖的含量,增加叶片的超氧化物歧化酶(SOD)活性和根系活力,而低浓度Cu处理则在短时间内可诱导谷胱甘肽(GSH)的合成。     

铜离子对水培青菜幼苗生长的影响

用溶液培养的方法研究了铜离子对青菜幼苗生长的影响及铜在植物体内的分布和积累情况。结果表明:3μmol/LCu2+即显著抑制根系的伸长,10μmol/LCu2+抑制青菜地上部生长,与对照相比,10μmol/LCu2+处理并不能显著降低根系生物量;5μmol/LCu2+处理,叶绿体色素的含量显著降低,10μmol/LCu2+使叶绿体色素的含量减少为对照的60%;青菜根系铜含量远大于地上部,且随着铜离子处理浓度的升高,根系和地上部的铜含量显著增加。     

铜在青菜体内的分布与存在形式研究

用溶液培养的方法研究了青菜对铜的吸收、分布 ,以及铜在青菜体内的存在形式。结果表明 :青菜根系铜含量远大于地上部 ,随着铜处理浓度的升高 ,根系和地上部的铜含量显著增加。青菜根系中的铜主要与小分子物质结合 ,但这些物质并不是由铜诱导产生的。     

紫鸭跖草细胞中铜的分配和化学形态特征研究

[目的]为从Cu在组织细胞中的分配特征和结合形态的角度揭示紫鸭跖草超积累Cu的机理。[方法]利用差速离心技术研究Cu在紫鸭跖草中的亚细胞分配特征,并运用化学试剂顺序提取法和酶解法研究Cu在紫鸭跖草根和叶中的赋存形态。[结果]根部Cu的分布位点主要是细胞壁,占根部全Cu的1/3以上;而叶部以叶绿体中的Cu占叶片全Cu的比例较大,约为1/4。在高浓度Cu处理或处理时间延长的情况下,根细胞中Cu向细胞壁的分配增多,向质体中的分配减少;而叶细胞中Cu向叶绿体中的分配增多,向细胞壁的分配减少。叶片中Cu主要与氨基酸、小分子色素、蛋白质、多糖等结合;而根部Cu主要与纤维素、膜结合蛋白等细胞壁物质结合。[结论]Cu在细胞内的分配和存在形态可能是紫鸭跖草超积累Cu的重要机理之一。     

溶解性有机质对水稻生长及元素吸收的影响

用溶液交换法研究了从猪粪、稻草和紫云英 3种有机肥中提取的溶解性有机质对水稻生长及其吸收养分的影响 .结果表明 ,3种来源不同的溶解性有机质均显著促进了水稻根系及茎叶的生长 ,提高了水稻的分蘖数 .3种溶解性有机分解液均显著提高根系和茎叶 Fe质量分数 ,对 Cu质量分数的影响不显著 ,对 Zn和 Mn质量分数有一定影响 ,但情形较复杂     

琼脂平板法测定铜离子对菊苣种子萌发的影响

在实验室条件下,研究了3种培养基（蒸馏水培养基、糖水培养基、MS培养基）不同铜离子水平（0、2、4、10、40 mg/L）对菊科植物菊苣（Cichorium intybus L.）种子发芽率、根生长和芽生长的影响,以研究重金属污染对植物生长的危害。结果表明：①铜离子浓度为0～4 mg/L时,促进种子发芽;浓度为4 mg/L时,种子的发芽率最高;浓度为4～10 mg/L时,对种子萌发具有明显的抑制作用,发芽率迅速降低;浓度≥10 mg/L时,种子的发芽率缓慢降低。②铜离子浓度为0～2 mg/L时,促进种子根和芽的生长;浓度为2～10 mg/L时,对种子根和芽的生长具有明显的抑制作用,种子的根长和芽长值迅速降低;浓度≥10 mg/L时,种子的根长和芽长值缓慢降低,根严重发育不良。（2）随着铜离子浓度的升高,蒸馏水培养基培养的种子发芽率和芽长值出现明显的峰值,其发芽率在3种培养基中受影响最大;MS培养基培养的种子发芽率和芽长值也有明显的峰值,而根长值变化不大、峰值不明显;糖水培养基培养的种子发芽率和根长值出现明显的峰值,而芽长值变化不大、峰值不明显。     

海州香薷中铜积累与生长特性及铜耐性的关系研究

以耐铜植物海州香薷(Elsholtzia haichowensis Sun)为材料,研究水培条件下不同浓度CuSO4处理7 d后,海州香薷根、茎、叶中铜积累量与其生物量、含水量、根系伸长、叶绿素含量及蛋白表达等的关系。结果表明,随着铜处理浓度的增大,海州香薷根、茎、叶中的铜含量均显著增加;10μmol/L铜对海州香薷的生长起显著促进作用,高浓度的铜处理抑制其生长;100μmol/L铜处理下植株的总生物量达到最大,但根伸长和叶绿素含量均被显著抑制,此时植物根和叶中诱导出一些低分子量的蛋白,可能与海州香薷耐铜性有关。     

紫鸭跖草细胞中铜的分配和化学形态特征研究(英文)

[Objective] The aim of this study was to reveal the mechanism of Cu2+ hyper-accumulator in Setcreasea purpurea Boom from the angle of distribution characteristics and binding form of Cu2+ in tissue cells.[Method]The distribution characteristics of Cu2+ in subcells of Setcreasea purpurea Boom was studied by the technique of differential centrifugation,and the binding form of Cu2+ in roots and leaves of Setcreasea purpurea Boom was also investigated by the sequential chemical extraction method and the enzymolysis method.[Result]Cu2+ in roots mainly distributed in the cell wall which is accounting for one third of the Total Cu2+ in roots,while Cu2+ in leaves mainly distributed in the chloroplast which is accounting for a quarter to the Total Cu2+ in leaves.Under the high concentration of Cu2+ or the extended treatment duration,the translocation of Cu2+ in root cells into the cell wall increased but the translocation of Cu2+ in root cells into the plastid decreased,while the translocation of Cu2+ in leaf cells into the chloroplast increased but the translocation of Cu2+ in leaf cells into the cell wall decreased.Cu2+ in leaves was mainly combined with amino acid,small molecular polymeric pigments,protein and polysaccharide,while Cu2+ in roots was mainly combined with cell wall substances such as cellulose and membrane-bound protein.[Conclusion]The distribution characteristics and binding form of Cu2+ in cells is possibly one of the dominant mechanisms for Cu2+ hyper-accumulator in Setcreasea purpurea Boom.     

不同铜浓度下玉米间作豌豆对土壤铜的吸收效应研究

为探讨玉米间作模式对铜污染土壤的修复效果,通过盆栽实验研究了玉米||豌豆和玉米单作种植模式对不同铜浓度(0、100、200、400、600 mg·kg^-1)处理下玉米地上部与地下部的铜含量与铜累积量、铜富集与转运系数、土壤全铜和有效铜含量的影响。结果表明:在间作和单作模式中玉米地上部铜含量最高的处理均为铜浓度200 mg·kg^-1,而玉米地上部铜含量最低的处理在单作模式下是铜浓度600 mg·kg^-1,间作模式下是100 mg·kg^-1。相同铜浓度下,间作模式的玉米地上部铜含量均显著低于单作模式,其中降幅最大的为铜浓度100 mg·kg^-1,降幅为49.4%;而间作模式的玉米地下部铜含量均显著高于单作模式,其中增幅最大的为铜浓度100 mg·kg^-1,增幅为105.4%。间作模式的玉米地上部富集系数均显著低于单作,而地下部富集系数均显著高于单作。从种植系统整体来看,除铜浓度400 mg·kg^-1处理外,其余各处理中间作玉米铜累积量均低于单作玉米,但差异不显著。除铜浓度0 mg·kg^-1和400 mg·kg^-1处理外,其余各铜浓度处理下,间作玉米富集系数均低于单作玉米,且所有间作模式的玉米转运系数均显著低于单作玉米。相同铜浓度下,不同玉米种植模式对土壤全铜和有效铜没有产生显著影响。总的来说,玉米间作豌豆能增加玉米地下部铜含量,降低玉米地上部铜含量,在提高间作系统总的铜累积量的同时,降低了铜元素从玉米地下部向地上部的转运。     

苗期水稻吸收和转运砷的基因型差异研究

采用营养液培养的方法,研究了在根表无铁氧化物膜形成的情况下,苗期水稻对生长介质中三价砷和五价砷吸收及向地上部转运的基因型差异。水稻植株分别暴露在含20(M五价砷和含五价砷、三价砷各10(M的营养介质中14d,对水稻生物量的影响存在显著的基因型差异,在6个水稻基因型中,砷处理促进了根系的生长,但抑制了地上部的正常生长,只有基因型94D-22除外,2周的砷暴露对其生长虽然有抑制作用,但这种抑制效应并不显著;不同程度的砷暴露并没有对根中砷浓度、地上部砷浓度产生明显影响(94D-22除外),但基因型之间砷浓度的变化趋势与有铁膜形成时相比存在明显差异。营养液中三价砷和五价砷共存时,基因型94D-22茎叶中砷浓度最高(69.5mg/kg),是其他基因型的1.8～3.1倍,并且94D-22对砷的吸收能力和转移能力也最大,KY1360和94D-64对砷的转移能力最弱,这与有铁膜形成且经过整个生长季的水稻对砷吸收和转运能力的影响结果不同。