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.     

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).     

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。     

氮素水平对冬小麦分蘖期某些含氮化合物及生物量的影响

利用水培研究了氮素水平对冬小麦分蘖期某些含氮化合物及生物量的影响。结果表明,随着氮素水平提高,小麦叶片、根系硝态氮含量及可溶性蛋白含量升高;根系铵态氮含量在5和15mmol/L时最高,二者之间差异不显著;叶片铵态氮含量在5和25mmol/L时最高;单位鲜重的叶绿素含量在5mmol/L时最高,但单株叶绿素含量随供氮水平的升高而升高;在氮素水平为15mmol/L时,植株含水量、叶面积、地上和根系鲜重、干重均最大。     

氮素营养对重金属超积累植物东南景天吸收积累锌和镉的影响

以重金属锌、镉超积累植物东南景天Sedum alfredii为研究材料,采用营养液培养法研究了氮素营养对东南景天生长及对重金属锌、镉吸收、积累和转运能力的影响。结果表明：适当的氮素营养能够促进东南景天的生长,提高东南景天地上部富集重金属的能力,在供氮2.50 ~ 5.00 mmol·L^－1时,东南景天地上部生长和重金属吸收、积累最佳,锌和镉质量分数分别达12.00 g·kg^－1和2.00 g·kg^－1。在应用东南景天重金属超积累植物进行土壤重金属污染修复时需要合理施用氮肥,从而提高植物修复土壤重金属污染的效率。图1表4参15     

油菜氮素吸收和根系性状对低氮胁迫的响应

为探究油菜(Brasscia napu L.)氮素吸收和根系性状对低氮胁迫的响应,选用常规油菜种植品种"814"和湘油15为材料,采用水培,以正常供氮(NO_3~-浓度为10 mmol/L)为对照(CK),设定2个不同低氮水平(NO_3~-浓度分别为3、1 mmol/L)处理,测定油菜在不同氮素水平下的氮素吸收量及氮素吸收效率,探究油菜根冠比、根体积、根系吸收面积、根系直径、总根长和根系分枝数的变化特征及其与氮素吸收效率的相关性,并测定了油菜根系活力和根系质膜H~+-ATP酶活性变化。结果表明,与CK相比,油菜在低氮胁迫下氮素吸收总量降低,但氮素吸收效率提高,油菜根系细长化且分枝增多,根体积下降但根系吸收面积上升。根系形态和氮素吸收效率的相关性分析表明,影响油菜氮素吸收效率的最大正相关和负相关因素是总根长和根系直径。油菜根系活力CK与3 mmol/L NO_3~-处理差异不显著,但极显著高于1 mmol/L NO_3~-处理。在低氮胁迫下,根系质膜H~+-ATP酶活性显著升高,3个氮素水平下的油菜根系质膜H~+-ATP酶活性差异均达显著水平。     

东南景天对镉—苯并[a]芘复合污染土壤的修复效果

采用盆栽试验研究2种生态型东南景天对镉-苯并[a]芘(Cd-B[a]P)复合污染土壤的修复效果.结果表明:在Cd-B[a]P复合处理条件下,超积累生态型东南景天生长主要受高浓度B[a]P影响,而Cd是抑制非积累生态型东南景天生长的主要因素,在低Cd处理条件下,5 mg·kg-1 B[a]P能促进2种生态型东南景天根系的生长;超积累生态型东南景天地上部镉含量远远大于非积累生态型,且不受B[a]P水平的影响;2种生态型东南景天各部位B[a]P含量主要受土壤B[a]P水平的影响;在Cd-B[a]P复合处理条件下,超积累生态型东南景天对镉的去除效果显著高于非积累生态型,但在高质量浓度B[a]P(25 mg·kg-1)处理条件下,镉的去处效果明显降低;未种植物的土壤B[a]P平均去除率达到43.7%,而种植东南景天的土壤B[a]P平均去除率达到58.2%.本结果说明超积累生态型东南景天对中轻度CdB[a]P复合污染土壤具有较好的修复效果.     

低磷胁迫对水曲柳幼苗光合速率与氮素同化的影响

在温室内采用盆栽砂培的方法,对不同供磷水平(0.125、0.250、0.500和1.000mmol/L)的水曲柳幼苗进行了光合速率与氮素同化的研究。结果表明,水曲柳幼苗最大净光合速率随供磷减少而降低,供磷水平最低(0.125mmol/L)时水曲柳幼苗叶片最大净光合速率为正常供磷(1mmol/L)的61%,而低磷水平处理(0.125、0.250、0.500mmol/L)时的光补偿点均高于正常供磷处理。各供磷水平下,叶片中的全氮、硝态氮和铵态氮含量均高于根系。随供磷的减少,叶片与根系中硝态氮含量均降低,同时,低磷水平处理(0.125、0.250、0.500mmol/L)时根系铵态氮含量均高于正常供磷(1mmol/L),表明低磷胁迫下水曲柳偏向铵态氮的吸收。但是,叶片全氮含量随供磷水平的降低而下降。供磷水平较低时(0.125和0.25mmol/L)叶片硝酸还原酶(NR)活性低于根系,而在供磷水平较高时(0. 5和1mmol/L)则相反。随供磷的减少,叶片和根系NR活性,以及叶片天冬氨酸转氨酶(AAT)活性均逐渐降低,而叶片谷氨酰胺合成酶(GS)活性变化较小。上述结果表明,在低磷胁迫下水曲柳幼苗氮素吸收数量和同化酶活性均降低,减少了氮素向叶片的分配,导致植株光合速率下降。      

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。     

氮素浓度对黄檗幼苗生长及氮代谢相关酶类的影响

在温室采用水培法以5种氮素营养水平(1、4、8、16和32mmol/L)培养黄檗(Phellodendron amurense)幼苗,研究了不同氮素形态对黄檗幼苗生长及氮代谢相关酶类的影响。结果表明:经氮素浓度为16mmol/L处理的株高、茎直径和全株生物量均达到最大值;氮素浓度为1mmol/L时,黄檗幼苗的生长状况最差。随氮素浓度的升高,叶片中铵态氮、硝态氮和可溶性蛋白质量分数也升高,但当升高到32mmol/L,可溶性蛋白质量分数不会继续升高。总体来看,氮素浓度升高,可在一定程度上提高硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)的活性。     

圆叶决明（Chamaecrista rotundifolia）对重金属镉胁迫的响应及镉吸收效果研究

以圆叶决明2228(Chamaecrista rotundifolia)为材料,采用土培法,研究重金属镉对圆叶决明2228保护酶(SOD和POD)、生长(生物量、株高、SPAD值和含水量等)的影响,同时分析圆叶决明对镉的吸收效果.结果表明,重金属镉胁迫下圆叶决明2228保护酶活性均随着镉处理浓度的升高呈先升后降的趋势,其中20 mg·kg-1镉胁迫下SOD酶活性最强,50 mg·kg-1镉胁迫下POD酶活性最强;镉对圆叶决明的生长抑制表现为抑制植物的生长,降低株高和生物量,但与叶绿素相关的SPAD值无显著变化.通过镉含量分析可知,圆叶决明2228吸收的镉量均未超过镉临界指标含量,因此该植物不是镉超富集植物,但生物富集系数大于1,为镉耐性植物.由于圆叶决明生长过程中生物量大,在生长过程中可通过生物量带走部分重金属镉,圆叶决明2228具有修复轻度镉污染土壤的潜能.     

水稻土镉污染与水稻镉含量相关性研究

采用盆栽试验的方法,考察了水稻土中重金属镉(Cd)的浓度对水稻生长及Cd富集的影响以及Cd在水稻植株的分布情况,并进一步研究了糙米(可食部位)对Cd的富集量与土壤中Cd总量的关系.结果表明,在各个浓度Cd胁迫下,根、茎叶、稻壳、糙米相比,2个品种水稻都是根累积的Cd含量要高于茎叶和稻壳、糙米,即根>茎叶>稻壳>糙米;在水稻的茎叶细胞中,Cd主要分布在细胞壁,细胞可溶性成分,细胞器Cd的分布量较少,即细胞壁>可溶性部分>细胞器及膜部分;随Cd浓度增加,茎叶中的Cd积累量极显著增加,各细胞组分中的Cd含量均显著增加;根据国标GB 2762-2005对大米中Cd的限最标准(≤0.2 mg·kg~(-1)),水稻土土壤总Cd临界值分别为2.0mg·kg~(-1)(博优225)、3.1 mg·kg~(-1)(矮糯).因此,在污染土壤上宜选种食用部位重金属积累低的水稻品种,以减少人类吸收重金属的风险.     

顺天降镉剂对降低稻米中镉含量的效果研究

通过叶面喷施顺天降镉剂,分别采用田间小区试验和大田对比试验,研究其对降低稻米中镉含量的效果。试验结果表明,通过叶面喷施顺天降镉剂的水稻精米中镉含量明显降低,小区对比试验早稻降低27.3%,晚稻降低40.3%;大田示范早稻春优84和晚稻五优华占分别下降12.1%和18.6%。通过对晚稻小区的测产,喷施顺天降镉剂还可以小幅度增加水稻产量,增幅为7.1%。     

镉对烟草的胁迫与烟叶控镉措施研究进展

由于烟草易富集镉,并且卷烟烟叶中的镉在抽吸时可随主流烟气进入人体,进而危害吸食者健康。因此,烟草中的镉研究越来越受到大家的关注。综述了烟草中镉的来源,镉对烟草生长发育、生理生化、烟叶品质的影响以及烟草镉防治的相关措施等近年来的研究进展,以期为烟草中镉研究提供理论参考。     

镉的生态风险

镉是来自于自然环境和人类活动的一种稀有元素,如今因其致畸、致癌和致突变的可能性而倍受关注。生态系统中镉暴露潜在的风险主要来自生物积累、尤其淡水生态系统中生物积累的证据,但镉在食物链之间生物放大的研究结论仍存在一定的不确定性。镉的风险管理最为紧迫的任务是尽快围绕镉的生态风险评价、生物检测手段、建立相关规章制度和措施,以减少镉的来源。文中对镉的生态风险,包括生物积累、生物放大以及镉对生物区系的影响和风险管理的最新研究进行综述。     

镉胁迫对不同基因型水稻生长和镉吸收的影响

采用盆栽试验,以水稻不育系、恢复系以及水稻品种为研究对象,探索了在土壤中不同浓度镉胁迫下水稻各生长期状况以及镉的吸收特性.结果表明:镉胁迫促进了川33B水稻的分蘖;低浓度镉胁迫促进S527与Lemont水稻分蘖,高浓度则抑制分蘖;分蘖期对镉胁迫不敏感的品系为Ⅱ-32B.同一基因型水稻在不同镉浓度胁迫下,株高和穗长差异均不显著.低浓度镉胁迫能提高水稻有效穗的形成和增加千粒重,高浓度则起抑制作用.除不育系Ⅱ-32B外,供试的其余品系水稻籽粒和秸秆中镉含量均随土壤镉浓度增加而升高.恢复系T3028和水稻品种岗优725的籽粒富集镉的能力较强,不育系川33B籽粒不易富集镉.不同基因型水稻耐受镉的浓度约为0.3 mg/kg.     

Cd Zn处理对烤烟生长和烟株Cd含量的影响

烤烟(Nicotiana tabacumL.)吸Cd能力较强,人们通过吸烟可吸入大量的Cd,对健康造成一定的危害。本试验采用室内盆栽方法,研究了不同浓度Cd(0、1、3、5、10mg·kg-1)和Zn(0、100mg·kg-1)处理对烤烟生长以及体内Cd、Zn含量的影响。结果表明,在没有加Cd的处理,烤烟上部叶、中部叶和下部叶含有一定浓度的Cd,说明烤烟具有较强的吸收和累积Cd的能力。烤烟叶片叶绿素a、叶绿素b、生物量随土壤Cd加入量的增加而显著下降,但Cd加入量为1mg·kg-1的处理与对照相比差异不大;Zn处理可缓解Cd处理造成的毒害,增加烟株的生物量,减少了烟株不同部位Cd的浓度。Cd在烤烟体内各器官中的累积量随土壤Cd浓度的增高而增大,且体内各器官Cd含量次序为:叶>根>茎;在不同部位叶的含量顺序为:下叶>中叶>上叶。从结果中可以看出,Zn抑制了Cd对烤烟的作用,从而可以通过在土壤中施加适量锌肥的措施,来降低烤烟对Cd的吸收和烟叶中Cd含量,从而减少其危害。     

赤泥对Ｃｄ污染稻田水稻生长及吸收累积Ｃｄ的影响

采用田间小区试验,研究了不同赤泥施用量对酸性Cd污染稻田(潮泥田)水稻生长及吸收累积Cd的影响。结果表明,赤泥施用量为4948kg·hm-2时水稻产量达到最高,其主要作用是促进了水稻有效穗的形成。同时施用赤泥能显著提高土壤pH,降低土壤有效态Cd含量和减少水稻Cd累积。与不施赤泥的对照相比,施用赤泥3000kg·hm-2的处理水稻增产12.4%(P<0.05),水稻根Cd降低22.0%(P<0.05),糙米Cd(0.14mg·kg-1)降低40.8%(P<0.01),并达到国家粮食卫生标准(GB2715—2005);当赤泥施用量增至9000kg·hm-2时,土壤pH提高12.0%(P<0.01),有效态Cd含量降低24.9%(P<0.05),水稻根系、茎叶和糙米Cd分别降低55.7%(P<0.01)、54.5%(P<0.01)和69.9%(P<0.01)。表明利用赤泥修复中轻度酸性Cd污染土壤是可行的,并能起到改良土壤和促进水稻增产的效果。试验所用赤泥重金属含量很低,不会造成二次污染。但将赤泥大面积应用于酸性Cd污染稻田还需要系统研究应用参数,并采取农机配套和激励机制来鼓励农民自发行动的积极性。     

耐镉菌株对土壤镉形态及土壤微生物群落结构的影响

通过传统的分离方法和室内培养实验,从污染土壤中筛选和分离耐镉菌株并分析耐镉菌株对土壤镉形态及微生物群落结构的影响。从浙江省富阳市电镀厂污染土壤中分离得到具有强活化作用的耐镉菌株m6,形态学观察和16S rDNA序列分析可知,m6与Arthrobacter的16S rDNA序列具有99%的同源性,其在系统发育地位上属于Bacteria,Actinobacteria,Actinobacteridae,Actinomycetales,Micrococcineae,Arthrobacter。研究表明耐镉菌株m6可使土壤中水溶态镉增加2倍多,可交换态镉增加16%。Biolog-ECO法的结果表明,接种耐镉菌株培养后土壤的AWCD值提高14%~146%,而且土壤微生物对31种碳源中的糖及衍生物、胺类碳源和多聚物类利用程度增加;磷脂脂肪酸法(PLFA)分析结果表明,与不接种菌株m6相比,接种土壤的脂肪酸总量增加了23.65%,代表真菌的特征脂肪酸(如18:2ω6,9、16:1ω5c、18:1ω9c)明显增加,但土壤的G^-/G⁺比值与对照相比降低38.6%,而且土壤中代表放线菌的特征脂肪酸(如l0Me 16:0、l0Me 17:0和10Me 18:0)的多样性有所降低。     

含Cd磷肥不同施用量对水稻产量及Cd累积的影响

采用2年大田试验,研究低镉(Cd)磷肥不同施用量对水稻产量及地上部Cd累积的影响。结果表明,施低Cd磷肥显著增加水稻稻谷和稻秆产量,但不同施磷量间稻谷产量差异不显著。随施磷量的增加,稻谷Cd含量呈先增加后下降的趋势,但均在国家粮食卫生控制标准0.2 mg·kg-1规定内。当施磷(P2O5)量为63 kg·hm-2时,稻谷Cd含量及稻谷、茎叶和地上部Cd累积量最高,显著高于对照;但施磷量增至252 kg·hm-2时,稻谷Cd含量与对照相当,而茎叶Cd含量显著下降。水稻对磷肥中Cd的吸收率随施磷量的增加而显著下降。当施磷量低于81 kg·hm-2时,水稻地上部对磷肥中Cd的吸收率超过100%。指数回归方程表明,随磷肥进入土壤的Cd含量基本被水稻地上部完全吸收时的磷肥施用量早、晚稻分别为116.6、174.6 kg·hm-2。因此,生产上按当前适宜施磷量施用,既能兼顾水稻产量,又能保障稻谷和土壤生态安全。