麻疯树对镉胁迫的生理耐性及富集特征研究

研究了不同Cd浓度（0、10、25、50、100、200mg.kg-1）对麻疯树的生理指标和Cd积累特征的影响。结果表明,在土壤中的Cd≤50mg.kg-1时,麻疯树的生长未受到明显影响（P〉0.05）,当Cd≥100mg.kg-1时,其生长受到明显抑制（P〈0.05）;同时,麻疯树叶中叶绿素含量随土壤中Cd浓度的增加而下降,而其体内Cd含量则呈增加趋势,且表现根〉茎〉叶的富集特征;麻疯树叶中的SOD、POD活性随Cd浓度的增加呈先升高后降低趋势,而CAT活性仅在Cd为200mg.kg-1时显著增加,麻疯树叶中的MDA、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白、酸溶性巯基和谷胱甘肽含量随Cd浓度的增大呈增加趋势,这可在一定程度上缓解金属Cd对麻疯树的毒害。因此,麻疯树在重金属镉污染土壤修复方面具有一定的应用潜能。     

红薯对Pb、Cd的吸收累积特征及根际土壤Pb、Cd形态分布研究

为了解土壤在Pb、Cd单一以及复合污染条件下红薯对Pb、Cd的吸收和积累规律,通过盆栽试验对红薯地上部和地下部的生物量和重金属含量进行测定,分析了单一及复合污染土壤中重金属Pb、Cd形态分布特点。结果表明,相对于对照,较低浓度的Pb、Cd能显著促进红薯的生长（P〈0.05）,Pb超过50mg.kg-1、Cd超过3mg.kg-1时,红薯生长受到显著抑制（P〈0.05）,Cd是影响红薯生长的主要因素;随着试验处理浓度的升高,红薯体内重金属含量也随之升高,二者之间存在极显著的相关性（P〈0.01）,Pb、Cd共存对红薯吸收累积Pb、Cd具有明显的交互作用,Pb促进Cd向地上部转移,Cd促进Pb在地下部积累。根际土壤中Pb、Cd以可交换态与碳酸盐结合态为主,二者均占总量的55以上,在复合污染条件下,Pb浓度为50mg.kg-1时其活性系数显著高于其他Pb处理（P〈0.05）,并在很大程度上促进有效态Cd含量的增加。     

Cd/Zn 及Cd /Zn/Ni复合污染对胡萝卜生长吸收特征的影响

利用盆栽试验对胡萝卜在不同浓度Cd/Zn及Cd/Zn/Ni复合作用下的重金属吸收效应进行了研究。结果表明,在Cd/Zn/Ni和Cd/Zn复合污染条件下,胡萝卜茎叶和块茎干重与对照土壤比较均受到显著影响（P＜0.05）,尤其是含Ni组合,在Ni浓度达到250 mg·kg-1后,胡萝卜块茎和茎叶生物量都锐降（P＜0.01）。对比不同剂量下两组合富集系数（EF）和转运系数（TF）的结果发现,含Ni组合中, Cd、Zn、Ni 3种重金属在不同迁移界面以及不同浓度水平时的活性不同：在土壤-胡萝卜块茎迁移界面,当土壤中Cd、Zn、Ni浓度分别在0.35～1.8、50～300 mg·kg-1以及60～250 mg·kg-1之间时,活性大小为Cd〉Zn〉Ni;当其浓度分别达到3.5 mg·kg-1（Cd）、600 mg·kg-1（Zn）以及500 mg·kg-1（Ni）时,活性大小变为 Zn〉 Ni 〉Cd ;而在胡萝卜块茎－茎叶界面,Cd的活性在任何浓度水平下始终最大,当Zn、Ni浓度分别在50～180 mg·kg-1以及 60～170 mg·kg-1之间时,活性大小为Zn＞Ni ,但在此浓度之后Ni的作用突显,活性大小变为Ni＞Zn。非含Ni组合中,在两迁移界面和不同浓度水平下,两种重金属的迁移能力始终为Cd＞Zn。此外,在碱性较高的绿洲灌淤土中,Cd、Zn、Ni之间的交互作用表     

不同基因型番茄幼苗对镉胁迫的生理响应及镉吸收差异

采用盆栽试验,通过研究不同浓度镉（1、5、10mg·kg-1）胁迫下4种基因型番茄圣粉1号、东圣1号、农城906和宝冠1号幼苗地上部及根部生物量、镉吸收量、活性氧含量（ROS）及其他生理指标,筛选出镉低积累基因型番茄品种。结果表明,不同基因型番茄对镉胁迫响应存在差异。随镉处理浓度增加,4个品种番茄幼苗地上部生物量显著下降（P〈0.05）。地上部Cd吸收量呈增加趋势,在中浓度（5mg·kg-1）镉处理下达到峰值,品种间为宝冠1号〉圣粉1号、农城906〉东圣1号。4个品种番茄幼苗Cd转移率随镉处理浓度增加显著降低,其中东圣1号Cd转移率较低,根部Cd滞留较多,向地上部转移较少。4个品种番茄幼苗生理活性存在差异,宝冠1号番茄幼苗ROS含量及抗氧化酶（POD,CAT）活性随镉处理浓度增加变化幅度较大,东圣1号变化幅度相对较小。综合各项指标,4个基因型番茄中东圣1号为镉低积累品种。     

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。     

铝胁迫对黑麦草种子萌发和幼苗生长的影响

以多花黑麦草为试材,通过水培试验,研究铝浓度对黑麦草种子萌发及其幼苗生长的影响。结果表明：（1）10～50 mg/L铝浓度对黑麦草种子发芽指数和发芽率无显著影响（p〉0.05）,而铝浓度介于100～500 mg/L时,与对照相比,黑麦草种子发芽指数和发芽率显著降低（p〈0.05）;（2）铝浓度介于10～500 mg/L时,显著抑制黑麦草幼苗株高及其根的生长（p〈0.05）,且随着铝浓度的增加抑制作用越强,当铝浓度介于100～500 mg/L时,黑麦草根系停止生长;（3）铝浓度显著影响了黑麦草的质膜透性,与对照相比,10 mg/L铝浓度显著降低了其质膜透性（p〈0.05）;而50～500 mg/L铝浓度则使黑麦草质膜透性显著增加（p〈0.05）。     

头花蓼对重金属Cd的吸收特性与累积规律初探

以野生地被植物头花蓼为试验材料,采用温室盆栽法,对重金属Cd在该植物体内的吸收、累积分布以及迁移特性进行了初步研究。结果表明,Cd对头花蓼生长未造成显著影响,甚至低浓度（≤5mg.kg-1）Cd具有一定的生长促进作用,表现为植物的生物量增加。当Cd处理浓度达到50mg.kg-1时,植物的生物量虽有所降低,但与对照相比并无显著差异。植株不同部位对Cd的积累具有分异特性,地下部根系的累积量最大,叶次之,茎最小,且随处理浓度的增加而增加,在Cd处理浓度为50mg.kg-1时均达到最大值,分别为182.69、31.49mg.kg-1和10.34mg.kg-1。植株对Cd富集系数和转移系数分别为0.46～1.55和0.14～0.67,且地上部对Cd的最大迁移总量高达100.09μg.plant-1。说明头花蓼对修复Cd污染土壤具有一定的潜力,是一种修复Cd污染较好的景观地被植物种质资源。     

间作条件下超积累和非超积累植物对重金属镉的积累研究

通过温室盆栽试验,研究了超积累植物龙葵、非超积累植物黑麦草、苋菜分别与玉米间作条件下对重金属Cd的积累特性。结果表明,几种间作作物中地上部生物量最大的是龙葵,其次是苋菜,最小的是黑麦草,其中土壤Cd浓度为1.59 mg/kg时,龙葵地上部生物量分别是苋菜、黑麦草的2.41、10.6倍;土壤Cd浓度为1.92 mg/kg时,龙葵地上部生物量分别是苋菜、黑麦草的2.42、9.06倍,3种富集植物地上部生物量的差异达到显著水平。玉米间作条件下超积累植物龙葵各器官中Cd含量表现为叶茎籽粒根,即地上部大于根部;而苋菜中Cd含量表现为根茎叶,黑麦草中Cd含量表现为根部地上部,即非超积累植物Cd含量为根部大于地上部。土壤中Cd含量为1.59 mg/kg时,龙葵地上部Cd累积量分别为苋菜、黑麦草的28.0、59.9倍;龙葵的富集系数是苋菜、黑麦草的28.2、59.3倍,转运系数分别是苋菜、黑麦草的8.08、55.9倍。土壤中Cd含量为1.92 mg/kg时,龙葵地上部Cd累积量分别为苋菜、黑麦草的30.8、43.5倍;龙葵的富集系数分别是苋菜、黑麦草的29.4、41.4倍,转运系数分别是苋菜、黑麦草的7.98、53.6倍。综上可知,超积累植物龙葵对土壤中Cd的吸收与转运能力远远大于非超积累植物苋菜、黑麦草,龙葵是最理想的与玉米间作的Cd污染土壤修复的植物修复材料。     

伊乐藻对CuCd污染底泥修复的应用研究

在自然条件下,采用人工模拟水缸培养方法,研究了湖泊底泥不同Cu、Cd处理对沉水植物伊乐藻生长、叶绿素含量以及Cu、Cd吸收和积累的影响。结果表明,较低浓度Cu刺激伊乐藻的生长（生物量、叶绿素）,高浓度抑制伊乐藻的生长;随着Cd处理浓度的增加,伊乐藻的生物量、叶绿素含量均一直降低,在底泥Cd含量为168．69mg·kg^-1 DW（含背景值）时,植株出现死亡。随着Cu处理浓度的增加,伊乐藻体内的Cu含量一直增加,在底泥cu含量为414mg·kg^-1DW（含背景值）时,根部、叶部的富集系数均达到最大（0．21和0．17）;伊乐藻体内的Cd含量随Cd处理浓度的增加先增后减,底泥Cd含量为88．69mg·kg^-1 DW时,根部、叶部的富集系数均达到最大（0．07和0．09）。以上结果说明,伊乐藻对Cu、Cd具有很强的耐受性,可以作为原位修复Cu和Cd污染底泥的植物种类应用。     

两种基因型龙葵对镉胁迫的生理响应及镉吸收差异

采用盆栽试验,通过研究不同浓度镉（0、5、25、50、100μg·g-1）胁迫下红果龙葵和少花龙葵幼苗根、茎和叶的生物量变化、镉吸收量、镉转移率、镉富集系数和叶片抗氧化酶（SOD、POD）活性、叶片可溶性蛋白和游离脯氨酸含量等指标的变化,比较2种基因型龙葵富集镉的差异。结果表明,2种基因型龙葵富集重金属镉存在明显差异。与对照相比,在Cd胁迫浓度≥25μg·g-1时,2种龙葵的生物量显著下降（P〈0.05）,而少花龙葵的下降趋势较红果龙葵小;随着Cd胁迫浓度的增加,2种龙葵根、茎和叶的Cd吸收量显著上升（P〈0.05）,且根部Cd含量高于茎和叶,而少花龙葵的根、茎和叶中的Cd含量均高于红果龙葵,2种龙葵的镉转移率和富集系数除5μg·g-1Cd胁迫外,均小于1,且少花龙葵对镉转移率和镉富集系数均大于红果龙葵。2种龙葵叶片可溶性蛋白、游离脯氨酸含量以及抗氧化酶（SOD、POD）活性均表现为先上升后下降,均表现为少花龙葵上升幅度大而下降幅度较小。综合各项指标表明,2种龙葵均不是Cd的超积累植物,少花龙葵的耐Cd胁迫能力较红果龙葵强。     

Cadmium Uptake by Cowpea and Mungbean as Affected by Cd and P Application

A green house experiment was conducted to determine the interactive effects of cadmium (0, 2.5, 5, 10, and 20 mg Cd kg-1 soil) and phosphorus (0, 20 and 40 mg P kg-1 soil) on dry matter yield of cowpea and mungbean, and tissue concentration and uptake of cadmium (Cd) and Phosphorus (P). Application of Cd to soil decreased the dry matter yield of both the crops significantly at each level of applied P. Phosphorus application, on the other hand, increased the dry matter yield of both crops significantly at each level of Cd additions to the soil. Cadmium concentration in plant tissue and uptake of Cd by plants increased markedly with the increasing rates of Cd in the soil. The magnitude of increase in tissue Cd concentration, however, was higher in the absence than in the presence of added P. Consequently, the concentration of Cd in plants decreased with increasing levels of P application to the soil. This decrease in tissue Cd concentration with increasing P supply in the soil was mainly attributed to increased dry matter yield of crops. The concentration of P in cowpea and mungbean tissue increased while the uptake of P by these crops decreased markedly with increasing levels of Cd in the soil, irrespective of the rates of P applied.     

螯合剂对铀镉污染土壤中蚕豆幼苗生理特性影响

通过盆栽试验研究了在不同浓度EDTA、柠檬酸、草酸3种螯合剂作用下不同浓度铀镉复合污染（分别用W1、W2表示）对土壤中蚕豆（ViciafabaL.）幼苗体内叶绿素、丙二醛和细胞质膜透性的影响。结果表明,在所设的两个土壤污染浓度下,较高土壤污染浓度（W2）中植物受损伤程度高于较低土壤污染浓度（W1）中的植物受损伤程度,由此得出较高土壤污染浓度可能更有利于蚕豆对铀镉的吸收;蚕豆的整个生长过程中,对于叶绿素而言,在污染土壤中添加5mg.kg-1的草酸,对其含量影响最大,可能有利于促进蚕豆对土壤中铀和镉的吸收,添加2.5mg.kg-1的柠檬酸次之;对于丙二醛,向污染土壤中添加10mg.kg-1的草酸,对其含量影响最大,可能有利于蚕豆对土壤中铀和镉的吸收,添加2.5mg.kg-1的柠檬酸次之;在细胞质膜透性上,向土壤中添加5mg.kg-1草酸,对其含量影响最大,可能更有利于促进蚕豆吸收土壤中的铀和镉,而添加5mg.kg-1的柠檬酸次之。而EDTA在整个试验中都表现出了对植物较大的生物毒性。     

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。     

用同位素稀释法研究土壤-植物系统镉的迁移

本试验用~(109)Cd标记土壤,在盆栽试验条件下研究以水溶性盐和以污泥形式进入土壤的镉,以及土壤原有镉在土壤-植物系统的实际迁移率,并用同位素放射性比度比较的方法分析了0.1MCaCl_2、DTPA和0.1N HCl浸提镉与植物吸收镉的关系。结果表明,以水溶性镉盐处理的土壤,大大提高了黑麦草植株的镉浓度。在加镉处理的土壤中,植物主要吸收外加镉,外加镉向植物地上部的实际迁移率大子土壤原有的镉。以水溶性盐进入土壤的镉的迁移率。为污泥镉的2～3倍。0.1M CaCl_2浸提镉与植物吸收镉的放射性比度较为接近,0.1N HCl则浸提出了一部分植物难以吸收的镉。     

改良剂对柴油污染土壤中黑麦草生理代谢的调节

开展了土壤柴油污染的单因素盆栽实验和柴油污染盐渍化土壤中添加锯末-硝酸铵-磷酸二氢钾的三因素正交盆栽实验,对黑麦草幼苗抗氧化酶活性和叶绿素含量进行了分析,探究了柴油污染土壤中黑麦草幼苗的生理变化与调节。结果表明,土壤柴油污染显著减小了黑麦草幼苗生物量,与对照相比,叶SOD活性在柴油浓度0.3%和0.9%时显著降低,POD和CAT活性在0.6%和0.9%柴油浓度下显著降低;根SOD活性在0.9%柴油浓度下显著增大,POD活性在0.6%和0.9%柴油浓度下显著下降。受柴油污染的盐渍化土壤,施加锯末体积分数为10%时,黑麦草幼苗叶POD和CAT活性显著增强,叶绿素a和叶绿素b含量显著增加;施氮量为0.3 g·kg~(-1)土时,黑麦草幼苗叶绿素a和叶绿素b含量显著增加。可见,土壤受柴油污染时,添加锯末和硝酸铵可有效调节黑麦草幼苗的生理代谢。     

黑麦草-耳葡萄球菌对水体中Cu的联合修复效应研究

采用水培实验方法模拟不同程度的Cu污染状况,研究了黑麦草与耳葡萄球菌联合修复作用对Cu的去除效果。结果表明,联合修复作用对Cu的去除效果明显优于单一的黑麦草修复,Cu初始浓度在5-30mg.L-1时,联合修复对Cu的去除率均达85%以上。耳葡萄球菌对Cu表现出较强的耐受性和吸附性,Cu浓度为100mg.L-1时其干重积累量达到40.6mg.g-1。耳葡萄球菌的存在降低了黑麦草根系及茎叶中Cu的积累量,联合修复组的黑麦草的生物量和叶绿素含量明显高于单一黑麦草修复组。该菌在一定程度上减轻了黑麦草所受Cu的毒害性,提高了水中Cu的联合修复效果。     

东北地区不同水稻品种对Cd的累积特性研究

采用土培盆栽试验方法,以东北地区大面积种植的32个水稻品种为试验材料,在土壤中未添加和添加Cd（5mg.kg-1Cd）的条件下,研究水稻生长、籽粒产量和Cd在水稻植株不同部位的分配规律。结果表明,土壤中添加Cd后,多数水稻籽粒产量和植株总生物量下降,只有少数品种籽粒产量和生物量有所上升。Cd在水稻植株中的含量遵循根系〉茎叶〉颖壳〉籽粒的规律,但从分配比例来看,土壤中未添加Cd时根系中Cd的分配比例较高,添加Cd后茎叶中Cd的分配比例明显增加。从稻米产量和质量安全角度综合考虑,认为越路早生（3号）品种为农业生产中较理想的种植品种,沈农265（1号）、农林315（30号）、屉锦（31号）、沈稻12（32号）品种可以在中轻度污染的农田土壤条件下种植,而千重浪-1（8号）、辽盐2（14号）、辽盐283（17号）、辽恢190（19号）以及吉03-2843（27号）品种尽量避免在污染土壤上种植。研究结果对东北地区镉污染稻田选择水稻品种,保障稻米安全具有重要意义。     

铅和苯并[a]芘混合污染酸性土壤上黑麦草生长及对污染物的吸取作用

设置铅(Pb)处理浓度为0、5001、0002、000 mg kg-1(烘干土计),苯并[a]芘(B[a]P)处理浓度为0、12.5、255、0 mg kg-1(烘干土计),完全组合设计,对每一处理通过种植和不种植黑麦草盆栽试验,研究了B[a]P和Pb混合污染酸性红砂土上黑麦草(Lolium perenneL.)的生长及对污染物积累的吸取作用。试验表明,铅是抑制黑麦草株高和产量的主要因素,在低Pb处理浓度下,B[a]P对黑麦草生长有一定的促进作用。在试验61 d内,黑麦草吸收的铅占土壤铅添加量的4.7%,黑麦草吸收的B[a]P占土壤B[a]P添加量的0.023%;种植黑麦草的土壤B[a]P残留率平均为42.6%;而未种植黑麦草的土壤B[a]P平均残留率为50.9%。该研究结果表明,当Pb-B[a]P混合污染土壤时,在一定的浓度范围内黑麦草能吸收土壤中的Pb和B[a]P,黑麦草对Pb-B[a]P混合污染土壤有一定的吸取修复作用。     

Effects of Soil pH, Texture, Moisture, Organic Matter and Cadmium Content on Cadmium Diffusion Coefficient

The supply of cadmium from soil to plant roots mainly depends on the diffusion prooess.This work was conducted to study the effects of some soil properties on cadmium diffusion coefficient (D) in soil. Measurements were made using the Shofield and Graham-Bryce‘s isotopic labelling method.Cadmium diffusion coefficients varied from 10^-7to 10^-9 cms^2-1.Higher values were observed in acid sandy soils and lower values in calcareous clay soils.Liming an acid soil resulted in a substantial decrease of D.Addition of cadmium as nitrate salt generally increased D,while addition of sewage sludge and organic matter resulted in a significant decrease of cadmium diffusion.The rhizospheric activity also induced a moderate reduction in D.The relationships between D(10^-9cms^2-1)on the on hand and soil pH.moisture(Mc,g kg^-1) ,organic matter(OM,g kg^-1),clay(Cy,gkg^-1)and cadmium content(Cd,mgkg^-1) on the other were obtained by the multiple regression:D=182.1-29.91pH 0.210Mc-0.303OM 0.011Cy 1.64Cd(R^2=0.859,n=22).