几种油料作物对铬、铅的耐受性与积累研究

选取花生（Arachis hypogaea）、大豆（Glycine max）、向日葵（Helianthus annuus）、蓖麻（Ricinus communis）4种油料作物,采用不同浓度的Cr3＋、Pb2＋水培处理,研究了4种油料作物对Cr3＋、Pb2＋的耐受能力和富集特征。结果表明,随着Cr3＋、Pb2＋处理浓度的升高,4种油料作物株高、根长、地上部与根部生物量和耐受指数均不同程度降低。其中,花生、向日葵地上部生物量降幅较小。4种作物地上部Cr、Pb含量随处理浓度的升高呈增加趋势,200mg.L-1 Cr3＋处理下大豆地上部Cr含量最高（5322mg.kg-1）,400mg.L-1 Pb2＋处理下向日葵地上部Pb含量最高（1439mg.kg-1）。4种作物地上部对重金属的富集量随着Cr3＋、Pb2＋处理浓度的升高而增加,并且大部分重金属积累在根部。其中,花生Cr、Pb积累量和迁移率均较高,100mg.L-1 Cr3＋、200mg.L-1 Pb2＋处理下地上部Cr、Pb积累量分别为420.5、492.4μg.株-1,迁移率分别为23.1%、11.7%。综合分析表明,花生对Cr3＋、Pb2＋具有较强的耐受和积累能力,可作为Cr3＋、Pb2＋污染环境中植物修复的油料作物。     

植物根际促生菌辅助红麻修复铅污染土壤

通过盆栽实验研究土壤Pb浓度对经济作物红麻（Hibiscuscannabinus）生长、富集及转运Pb的影响,并将具有较强Pb抗性的植物根际促生菌（PGPR）DBM1（Arthrobactersp．）接种至红麻根际,考察Pb胁迫下PGPR对红麻的促生作用,以探索利用PGPR辅助重金属耐性植物红麻对Pb污染土壤进行植物稳定修复的可行性。结果表明,土壤Pb浓度和接菌处理均显著影响红麻的生长。红麻对Pb具有较高耐性,可通过将Ph富集在根部,并抑制其向地上部转移,从而在中低Pb（Pb400和Pb800处理）污染土壤中良好定植和生长。土壤Pb浓度达到1600mg·kg^-1时,红麻生长开始受到Ph胁迫的抑制,红麻通过自身胁迫抵抗机制缓解Pb毒性。接种DBM1可有效促进红麻的生长,提高红麻叶绿素含量。DBM1对红麻的促生作用是由胁迫诱导的特性,在高Pb胁迫下促生效果更显著。因此,可利用植物根际促生茵DBM1辅助红麻对高Pb污染土壤进行植物稳定修复,在促进红麻生长的同时,有效抑制Pb向红麻地上部的转移。     

HCO3-同化物在水稻体内的运输分配及其与石灰性土壤水稻耐缺锌的关系

试验采用营养液培养、同位素示踪方法,研究了HCO3-同化物在缺Zn敏感（IR26）和耐性水稻品种（IR8192-31-2）体内运输和分配的差异。研究结果表明,HCO3-同化物从敏感品种根部向地上部运输较少,在根部积累较多,而耐性品种HCO3-同化物向地上部运输较多,速率较快,而在根部积累较少;施Zn促进敏感品种HCO3-同化物从根部向地上部的运输。敏感品种离体根吸收的HCO3-高于耐性品种,并且HCO3-同化物从根尖向伸长区迁移的速率高于耐性品种。以上结果表明HCO3-同化物运输和分配差异是不同水稻品种对缺锌敏感差异的重要机制之一。     

不同种类蔬菜幼苗对铅的敏感性研究

采用水培方法,探讨了小白菜（叶菜类）、黄瓜、豇豆（瓜果类）和萝卜（根茎类）幼苗对重金属Pb的吸收累积量大小及Pb对其幼苗生长发育的影响。结果表明,蔬菜幼苗根和茎叶累积Pb量均随Pb处理浓度的增加而显著增加（P〈0.05）,且同一处理浓度下根中Pb含量远高于茎叶中Pb含量。蔬菜苗期根对Pb的敏感性排序为黄瓜〉小白菜〉萝卜〉豇豆,茎叶为小白菜〉萝卜〉黄瓜〉豇豆。低浓度的Pb对叶绿素的合成有一定程度的刺激作用,随Pb浓度增加,叶片中叶绿素含量降低。小白菜过氧化氢酶（CAT）含量随着Pb浓度的增大先增大后缓慢降低,其他3种蔬菜则表现为先减小后增大的趋势。此外,黄瓜和豇豆出芽率显著降低,4种蔬菜幼苗根长均明显受到抑制。     

4种草本植物对酸性黄壤中铅的吸收特性研究

研究4种草本植物（黑麦草、狗牙根、早熟禾、翦股颖）对重金属铅的吸收积累规律,为生态环境建设提供科学依据。采用盆栽试验,分别测定地上部与根部铅含量,计算地上部铅含量/根系铅含量（S/R）,根系耐性指数,富集系数4个指标。4种植物地上部和根系中的铅含量与土壤中铅含量呈显著的正相关,相关系数都大于0.90;综合4个指标,对铅的抗性相对顺序为翦股颖〉黑麦草〉早熟禾〉狗牙根。在较高铅离子浓度处理下,4种植物外观没有表现出明显的胁迫现象,特别是黑麦草和翦股颖在重金属Pb含量高达3000 mg/kg的污染土壤上,能够忍耐并正常生长,更适合于Pb污染土壤的修复。     

Pb胁迫对欧美杂交杨（Populus deltoides×Populus nigra）生物量分配格局及其Pb富集特性的影响

采用速生树种修复重金属污染土壤的方法近年来受到越来越多关注,但已有结果存在很大不确定性。为了解杨树在不同Pb胁迫条件下生长响应和Pb富集效果,以长江上游两种典型土壤（酸性紫色土和钙质紫色土）为栽培介质,采用盆栽试验方法,研究了不同Ph浓度处理下（CK：0mg·kg^-1;T1：200mg·kg^-1;T2：450mg·kg^-1;T3：2000mg·kg^-1）欧美杂交杨（Populusdeltoides×Populusnigra）生物量生产与分配格局以及Pb吸收、富集特性。两种土壤条件下杨树各器官生物量及总生物量均表现出随Pb胁迫程度的增加而降低的趋势,Pb胁迫条件下杨树生物量分配格局在钙质紫色土中表现为茎〉粗根〉叶〉细根。相同浓度Pb处理条件下,单株杨树总生物量均表现为钙质紫色土大于酸性紫色土。随着Pb处理浓度的增大,杨树各器官Ph含量及积累量显著增加。Pb胁迫使杨树对Ph的富集系数逐渐增大而耐性系数逐渐减小。们处理条件下杨树对Pb的富集系数在酸性紫色土中较大,且各处理条件下杨树对Pb的耐性系数均为酸性紫色土中较大。这些结果表明,高浓度Pb胁迫条件下酸性紫色土中的欧美杂交杨表现出较好的吸收和富集Pb的特性,这为Pb污染土壤的生物修复提供了一定的科学依据。     

施用磷、钙对红壤上胡枝子生长和矿质元素含量的影响

采用红壤土培试验,研究了施用P、Ca对耐Al性不同的两个胡枝子品种的生长和矿质元素含量的影响.结果表明,单独 +P处理显著增加了耐Al 品种根和地上部生物量,而对Al敏感品种无影响;单独 +Ca处理显著促进了Al敏感品种根部的生长,而对耐Al品种的生长无影响;+P+Ca处理显著增加了两个品种根和地上部生物量.耐性品种地上部Al含量显著低于敏感品种,而根部Al含量无显著差异.两个品种体内P含量在 +P处理时耐性品种显著高于敏感品种,其他处理品种间无显著差异.整体上,胡枝子体内Ca、K、Mn和Mg含量耐性品种大于敏感品种,Fe含量反之.结果表明,低P胁迫是酸性土壤上耐Al胡枝子品种生长的主要限制因子,增施P肥效果明显,而对于Al敏感品种,Al毒是其生长的首要限制因子,只有施用石灰后对其加P,生物量才能提高.耐性品种根部有阻碍Al 向地上部运输的机制,而这种机制与体内P含量较高有着直接或间接的关系.另外,推测耐Al胡枝子品种对其他养分的吸收利用能力也较强.     

3种植物对红壤中镉的富集特性研究

重金属超富集植物是重金属污染土壤植物修复的基础,研究了3种重金属富集植物羽叶鬼针草、美洲商陆和紫叶芥菜对重金属Cd的吸收积累规律,为植物修复Cd污染的农田和生态环境建设提供科学依据。采用盆栽方法,在不同浓度（0、20、35、50、65、80mg·kg^-1）Cd处理下,分别测定3种植物地上部与根部Cd的含量,计算了地上部Cd迁移量、根系耐性指数、富集系数,研究了土壤中Cd添加量与植物富集Cd量的相关性。结果表明,随着土壤中Cd离子浓度的升高,3种植物地上部和根系中的Cd含量也在增加,相关系数都大于0．99;综合地上部与根部Cd含量,地上部Cd迁移量,根系耐性指数和富集系数,3种植物对Cd的富集能力的相对顺序为：羽叶鬼针草〉美洲商陆〉紫叶芥菜。羽叶鬼针草、美洲商陆种植在Cd处理浓度为65mg·kg^-1的土壤中和紫叶芥菜种植在Cd处理浓度为80mg·kg^-1的土壤中栽培时,3种植物地上部与根部的Cd含量均超过了100mg·kg^-1,达到了Cd超富集量的标准。羽叶鬼针草、美洲商陆和紫叶芥菜对Cd有很强的耐受性和富集性,可以作为先锋植物去修复被Cd污染的土壤。     

Cd、Pb单一及复合污染对花叶冷水花生长的影响及其积累特性研究

以盆栽花叶冷水花为试验材料,用不同浓度的Cd、Pb单一及其复合处理,研究植物的生长变化及其体内Cd、Pb的积累和迁移。结果表明,随着Cd、Pb单一处理浓度的升高,花叶冷水花地上部和根部的干重以及根系耐性指数都表现为先增加后降低;Cd-Pb复合处理各浓度下,生物量均小于对照,根系耐性指数也逐渐变小。在3种处理条件下,花叶冷水花的叶、茎、根对Cd、Pb的吸收都表现为随着处理浓度的升高而上升的趋势,重金属在根内的积累量大于茎和叶;复合处理时,叶、茎、根对Cd、Pb的吸收量相比同水平单一处理时都有不同程度的提高,且地上部Pb迁移总量增幅较大,说明花叶冷水花对修复重金属复合污染的土壤具有一定潜力。     

五节芒（Miscanthus floridulus）不同种群对镉积累与转运的差异研究

采用盆栽试验的方法,对比研究了来源于大宝山矿区和惠州博罗非矿区的两个五节芒种群在不同Cd含量土壤中的生长反应、Cd富集能力及对土壤Cd形态的影响。结果表明,来源不同的两个五节芒（Miscanthus floridulus）种群植株对土壤中不同浓度的Cd的生长反应不同,低浓度Cd处理,非矿区种群的地上部生物量即受到显著影响,而矿区种群受到的影响不显著。Cd处理浓度提高时,非矿区种群的地上部生物量为对照的30.17%～42.07%,矿区种群地上部生物量为对照的57.80%～67.04%。非矿区种群根部生物量随处理浓度的增加而降低,为对照的57.75%-64.08%,而矿区种群显著升高,为对照的117.43%～135.56%。五节芒矿区种群地上部和根部的Cd含量随着土壤Cd处理浓度的升高而迅速升高,其升高速度明显快于非矿区种群。五节芒矿区种群根部积累的Cd总量远大于非矿区种群,且随着土壤中Cd添加量的增加而显著增加（P〈0.05）。随着Cd胁迫程度的加重,五节芒两种群转移系数和耐性指数都有不同程度的下降,矿区种群的转移系数和耐性指数明显高于非矿区种群。Pearson相关性分析发现,五节芒根部生物量与地上部生物量极显著正相关,地上部生物量与根部和地上部Cd含量均呈极显著负相关关系,地上部Cd含量与根部Cd含量及转移系数（Translocation Factor,TF）均呈极显著正相关关系,耐性指数（Tolerant Index,TI）与根部和地上部Cd含量均呈极显著负相关关系,反映了根部和地上部Cd的累积对植物产生了毒性,并对五节芒的生长产生了抑制作用。矿区种群表现出对Cd更强的耐性以及富集作用。     

不同种类蔬菜苗期对镉的敏感性研究

产地环境中镉（Cd）对蔬菜的影响主要表现为蔬菜可食部分超标,高浓度时影响其生长发育,基于评述蔬菜幼苗对Cd的敏感性是按其对Cd的吸收累积量来排序,累积Cd量越高定义为该蔬菜幼苗对Cd越敏感,采用水培方法,探讨了Cd对小白菜（叶菜）、黄瓜、豇豆（果菜）和萝卜（根菜）幼苗吸收累积量及生长发育的影响。结果表明,蔬菜幼苗根和茎叶中累积Cd量均随Cd处理浓度的增加而显著增加（P〈0．05）。同一处理浓度下根中Cd含量远高于茎叶中Cd含量,根和茎叶对Cd的累积强弱顺序也即蔬菜苗期对Cd的敏感性排序为小白菜〉萝卜〉黄瓜〉豇豆;随Cd浓度增加,叶片中叶绿素含量降低,过氧化氢酶（CAT）含量升高;蔬菜出苗率、幼苗根长、植株鲜重显著降低。     

纳米氧化铜对白菜种子发芽的毒害作用研究

纳米材料的生态毒性问题越来越受到人们的广泛关注。本文探讨了纳米氧化铜（22～75nm,平均43nm）对白菜种子发芽的影响,并以微米氧化铜和铜离子（Cu^2＋）进行对比分析。结果表明,各浓度处理（0．2、0．5、1、2．4、8mg·L^-2）纳米氧化铜对白菜种子发芽率与对照相比均无显著差异（P〉0．05）,但在较低浓度下（0．4mg·L^-1）对根伸长和芽伸长即表现出抑制作用。随着纳米氧化铜浓度增加,对根伸长抑制率显著提高,对芽伸长抑制率则缓慢提高,其半抑制浓度（IC50）分别为11．4mg·L^-1和1309．4mg·L^-1.100mg·L^-1时,微米氧化铜对白菜根、芽伸长的抑制率都小于20％,其毒性小于纳米氧化铜;但纳米氧化铜的毒性并非其溶解出的铜离子所致。     

兽药污染土壤对小麦和白菜根伸长抑制的毒性效应

含有残留兽药的粪便作为有机肥施入农田,可造成农业土壤污染,对人类健康和生态系统产生潜在危害。为评价兽药污染的潜在生态影响,本试验采用室内生长箱培养的方法,测定了黄潮土在2种常用兽药土霉素、伊维菌素污染条件下,对2种作物（小麦和白菜）根伸长、芽伸长的抑制率,以及复合污染毒性效应。结果表明,土壤中土霉素、伊维菌素浓度与作物根伸长及芽伸长抑制率呈显著线性相关（P〈0．01）。2种兽药对植物根、芽伸长抑制强度为：伊维菌素〉〉土霉素;在药物的胁迫下,作物的根伸长较芽伸长敏感,2种作物的敏感性为：小麦〉白菜,小麦为兽药污染的敏感植物。土霉素和伊维菌素的复合污染产生明显的协同作用。     

多环芳烃芘对小白菜生长和元素吸收及营养品质的影响

通过土培试验测定了不同浓度芘处理下小白菜根和茎叶的生物量、芘及其它矿质元素的含量和一些营养品质指标。结果表明:芘对小白菜根干重的影响显著,对茎叶干重和株高的影响不显著,全株干重由于根干重的下降而呈下降趋势;根中的芘含量和土壤中残留的芘含量随土壤中芘浓度增加而显著增加,茎叶芘含量与对照无显著差异,土壤芘降解率随芘浓度增加表现为先上升再下降的趋势;茎叶有机碳和根粗灰分含量随土壤芘浓度的增加而下降,茎叶粗灰分和根有机碳含量施芘处理显著高于对照,芘促进了根对土壤中N、P、K和S的吸收同化,并加速其向茎叶的转移。茎叶粗蛋白含量较对照有所增加,粗纤维和可溶性糖含量则随芘浓度增加而下降,其中可溶性糖含量各个处理与对照之间的差异达显著水平。     

烟草对土壤铅的吸收、转运及分配特征

采用室外盆栽试验方法,开展烟草不同生育期铅吸收转运及分配特征的研究。结果表明：土壤铅处理对烟草生长有较明显的抑制作用,且生育前期比生育后期更明显;烟草根系对铅的阻滞作用较强,以限制铅由根系向地上部运输。烟草各生育期根、茎和叶中铅含量均随土壤铅浓度的增加而升高,其中根部的上升幅度最大,随着生育期的推进,烟草各器官铅含量从团棵期至现蕾期呈现先降低后升高的趋势,根部铅含量从现蕾期至成熟期呈现下降趋势。土壤添加外源铅后,烟草生育期内茎和叶的铅转运系数分别介于0．35—1．00和0．25～0．91之间,茎和叶的转运系数随着铅浓度的增加和生育期的推进呈下降趋势。烟草各器官中铅含量介于13．8～180．74mg·kg^-1之间,各器官铅含量的分布规律为根〉茎〉叶,各器官铅积累量总体为叶〉根〉茎,但成熟期在T2和T3处理下表现为根〉叶〉茎。在土壤铅浓度较低时,烟草体内铅较易向地上部分转运,旺长期至现蕾期阶段是烟草体内铅向地上部分转运的关键时期。     

植物根际促生菌（PGPR）对缓解水稻受土壤锌胁迫的作用

为解决农田重金属污染的严重环境问题,提出利用植物根际促生菌（Plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR）来缓解农作物受重金属胁迫的科学设想。研究从大宝山污染土壤中筛选出的Pb2＋、Cd2＋、Cu2＋、Zn2＋耐性菌株,经鉴定为芽孢杆菌属（Bacillussp.DBM）,菌株DBM具有产吲哚乙酸（IAA）和ACC脱氨酶能力,但无产铁载体能力。盆栽试验结果表明,菌株DBM在水稻受重金属Zn（600mg.kg-1）胁迫时能有效保护并促进水稻的生长,使其地上部和地下部干重比不加菌处理对照分别提高97.8%和77.2%。另外,菌株DBM可以增加土壤中Zn的有效态含量,但不能增强水稻对土壤Zn的吸收能力。相反,在Zn600处理下,水稻地上部和地下部Zn浓度分别比不加菌处理对照减少15.1%和19.9%。但由于促生效果也极为显著,其地上部和地下部Zn总量仍分别比不加菌处理对照增加74.2%和48.6%。     

Pb胁迫对红椿（Toona ciliata Roem）生长发育及Pb富集特性的影响

采用盆栽试验研究了酸性紫色土、钙质紫色土和冲积土上生长的一年生红椿实生苗暴露在不同浓度Pb胁迫（0、200、450mg·kg-1和2000mg·kg-1）条件下的叶长、叶面积、生物量、各器官Pb含量特征和富集程度,并分析了红椿对Pb污染的耐性和转移效率。3种土壤下红椿都能生长,但相同浓度Pb胁迫下其在钙质紫色土中生长状况最佳,在冲积土中生长状况最差。随Pb浓度增大红椿叶片生长受到明显抑制,当土壤中Pb浓度在2000mg·kg-1时,其叶长和叶面积与对照差异极显著（P〈0.01）;Pb胁迫使得红椿根茎比发生明显的变化,还加大其叶的凋落程度,同时整株生物量随着Pb胁迫浓度的增大呈极显著降低趋势（P〈0.01）,但在土壤Pb浓度最大时其生物量仍达到对照的81.47%以上。红椿体内Pb含量与土壤Pb浓度成正相关（P〈0.01）,其6个器官中细根Pb含量最高,粗根次之,而地上部分的Pb含量较低且差异不大。红椿耐性指数值在0.67~1.06之间,表现为随Pb胁迫浓度增大,其耐性呈下降趋势。红椿富集系数与转移系数都较小且小于0.3。这些结果表明,红椿能在Pb污染较严重的土壤中较好的生存,可作为Pb污染区域潜在的土壤修复树种。     

丛枝菌根真菌对紫花苜蓿吸收菲和芘的影响

采用横式三隔室盆栽试验方法,研究了丛枝菌根真菌（AMF）根内球囊霉（Glomus intraradices,G.i）对紫花苜蓿（Medicago sativaL.）吸收土壤中菲和芘的影响。结果表明：G.i可与紫花苜蓿形成良好的共生体,侵染率平均达61.20%,不同强度菲和芘污染对G.i菌根侵染率的影响差异不显著;接种G.i的植株根系干重增加59.08%。接种G.i增加了根系和茎叶中菲和芘的含量及积累量,根系和茎叶中菲积累量与其生物量（干重计）间呈显著正相关;与菲相比,接种G.i处理后植株芘含量和积累量的增幅更大。G.i限制了菲和芘从植株根系向茎叶的传输,对芘尤为明显,接种G.i植株根系向茎叶转运芘的比例比不接种对照降低了13.85%～37.47%。