氮肥用量对油菜吸收积累镉的影响

为了探明油菜用于植物修复时其适宜的氮肥用量,采用大田试验研究了0,90,120,150,180kg/hm~2 5个氮肥用量水平对油菜(Brassica campestris L.)湘杂油743和沣油682地上部生物量和吸收积累镉的影响。结果表明,施用氮肥显著提高了油菜地上部生物量;与对照相比,施氮处理湘杂油743和沣油682地上部生物量分别提高了473.9%~1 055.5%和412.4%~1 164.6%。施氮提高了油菜根系对镉的吸收和镉向地上部转运积累。施氮处理湘杂油743和沣油682根系镉含量分别增加1.5%~21.9%和6.0%~26.3%,地上部镉含量分别显著增加22.2%~82.8%和19.5%~45.8%,地上部镉累积量分别显著增加598.5%~1 912.4%和518.6%~1 571.3%,镉转移系数分别增加18.5%~65.1%和1.7%~19.3%。油菜根系镉含量与土壤CaCl2—Cd含量显著正相关。施氮下土壤镉有效性和镉转移系数的提高是油菜镉吸收积累增加的主要原因。本试验条件下,油菜用于植物修复时其适宜氮肥用量为150kg/hm~2。     

低硼对甘蓝型黄籽油菜与黑籽油菜花期生理特性的影响

为探索甘蓝型黄籽油菜与黑籽油菜花期相关生理特性对低硼的响应差异,以2个具有相同遗传来源的黄籽(L1)和黑籽(L2)油菜基因型为材料,研究了田间条件下低硼处理对甘蓝型黄、黑籽油菜花期部分生理特性的影响。结果表明,低硼处理后黄籽油菜下部叶片中养分的再利用能力降低,而黑籽油菜仍有一定的养分可供利用;无论黄籽油菜还是黑籽油菜,低硼处理均使其花器官形态变小,干重下降,低硼对黄籽油菜雌雄蕊长度的影响大于黑籽;甘蓝型黄、黑籽油菜的花粉活力在低硼处理后明显降低,但黄籽油菜无活力花粉的比率明显高于黑籽油菜;低硼使甘蓝型油菜雄蕊和雌蕊中的可溶性糖、淀粉、游离脯氨酸以及可溶性蛋白质含量降低,黄籽油菜的降低幅度明显大于黑籽油菜。与相同遗传来源的黑籽油菜相比,甘蓝型黄籽油菜花期的相关生理特性更易受低硼的影响。     

硼对甘蓝型油菜蛋白质的影响

利用比色法和聚丙烯凝胶电泳法分析了不同硼营养状况下甘蓝型油菜的幼苗叶片及开花期花药内可溶性蛋白质含量及组分的变化。结果表明,缺硼或硼过量部会造成幼苗叶片及花药内蛋白质含量显著下降;从电泳图谱中也可看出,可溶性蛋白质的组分也发生了变化。不适当供硼(缺硼或硼过量)幼苗叶片及花药内所测的大部分蛋白质含量减少,有个别的蛋白质增加或缺失。     

间作及伴随阴离子肥料对油菜吸收积累镉的影响

为提高Cd污染土壤植物修复效率, 采用盆栽方法研究了Cd含量为10.0 mg·kg^-1的土壤中, 伴随阴离子肥料和间作鹰嘴豆对油菜生长与吸收积累Cd的影响。结果表明: 单作下, 不同肥料处理土壤DTPA提取态Cd含量为Cl^->NO₃^->SO₄^2- >无伴随阴离子; 间作鹰嘴豆提高土壤DTPA提取态Cd含量, 且伴随C₁^-、SO₄^2- 或NO₃^- 条件下达显著水平。单作下, 油菜主根长为NO₃^- >C₁^- >SO₄^2- >无伴随阴离子, 根系体积为SO₄^2->NO₃^- >C₁^- >无伴随阴离子, 根系活力NO3 >SO42 >Cl >无伴随阴离子; 间作鹰嘴豆在无肥处理下可显著提高油菜的主根长与根系体积, 在无肥处理、SO₄^2- 、NO₃^- 处理下显著提高根系活力。单作下, 油菜地上部Cd含量表现为C₁^- >SO₄^2- >NO₃^- >无伴随阴离子, 间作鹰嘴豆可显著降低无肥处理地上部Cd含量, 但显著提高施肥处理地上部的Cd含量。单作下, 施肥可显著增加油菜的Cd积累总量, 以伴随C₁^-处理最大, 达470.4 μg·plant^-1; 间作鹰嘴豆也可提高油菜的Cd积累总量, 且伴随C₁^- 处理最大, 达783.7 μg·plant^-1。除伴随C₁^- 处理外, 施肥处理均可显著提高油菜的Cd转移系数, 施肥处理的Cd转移系数均大于1; 间作鹰嘴豆也可提高油菜的Cd转移系数, 且施肥条件下达显著水平。因此, 如果把油菜用作Cd污染土壤植物修复作物, 可选择施用含Cl 肥料和间作鹰嘴豆, 以提高修复效率。     

不同钝化剂组合对水稻各部位吸收积累Cd及产量的影响

为筛选出能有效抑制水稻各部位吸收积累Cd及提高产量的有机和无机材料钝化剂组合,选取贵州存在稻米镉超标的水稻土,以水稻盆栽试验研究15种钝化剂组合对土壤中可交换态Cd、水稻各部位吸收积累Cd及稻谷产量的影响。结果表明:施用15种钝化剂组合使土壤pH上升0.25～1.04,土壤阳离子交换量增加2.65%～50.96%,土壤有机质上升0.22%～17.20%,土壤可交换态Cd含量降低5.21%～20.56%;水稻根系、秸秆、稻壳和糙米中Cd含量分别降低6.66%～45.58%、12.88%～49.76%、27.15%～59.79%和12.85%～68.62%,稻谷产量增加20.59%～62.14%,水稻根、秸秆、稻壳和糙米富集系数范围分别为1.01～1.67、0.16～0.28、0.12～0.22和0.09～0.24,根系对Cd的富集能力最大。施用生石灰+钝化剂1+鸡粪、生石灰+钝化剂2+鸡粪、生石灰+钝化剂3+鸡粪和生石灰+钝化剂4+鸡粪4种钝化剂具有较好的降Cd效果,均使糙米中Cd含量低于0.2 mg·kg~(-1),符合国家食品污染物限量标准,且其增产作用又明显。该结果可为贵州山区稻田Cd污染土壤改良及安全利用提供科学依据。     

硼对不同甘蓝型油菜品种细胞壁酶活性的影响

在溶液培养条件下,选用甘蓝型油菜硼高效和硼低效品种,研究硼对细胞壁酶活性的影响。结果表明,不同生育期缺硼均使油菜根系细胞壁过氧化物酶(POD) 活性显著升高;上部叶片细胞壁POD 活性显著下降;下部叶片处理间的差异不显著,但同一生育期细胞壁POD 活性硼高效品种显著高于硼低效品种。油菜根系细胞壁IAA 氧化酶活性,缺硼时两品种薹期和花期显著升高,苗期差异不显著;上部叶片细胞壁IAA 氧化酶活性缺硼时显著降低,硼高效品种花期差异不显著;缺硼对下部叶片细胞壁IAA 氧化酶活性影响不大,但低效品种花期该酶活性显著降低。     

土壤调理剂对小油菜镉吸收的影响

通过盆栽试验,研究了镉(Cd)污染土壤中添加不同水平(0.25%、1%)牡蛎壳(OS)、钾长石(PF)、白云石(DM)和有机源(OM)4种土壤调理剂对小油菜吸收、转运镉的影响,同时对土壤中镉的形态进行测定,以期为轻度镉污染土壤的修复提供参考依据。结果表明,与对照相比,牡蛎壳、钾长石、白云石施用量为1%时土壤pH值分别从4.1提高到了7.5、7.1、7.1,CEC分别提高了55.9%、26.3%、15.0%;同时使土壤中交换态镉(Exch-Cd)的含量分别降低了81.1%、65.1%、63.6%,EDTA-Cd的含量分别提高了121.6%、132.0%、106.3%。另外,这3种调理剂还显著提高了小油菜的耐受指数,使小油菜镉含量分别降低了83.9%、78.9%、82.3%,生物量分别增加了9.9、6.9、8.0倍。综上,OS、DM、PF都能降低镉的有效性,降低小油菜镉吸收,其中OS效果最好。     

硼对不同硼效率甘蓝型油菜品种细胞壁组成的影响

采用营养液培养技术 ,研究B对不同B效率油菜品种细胞壁组成的影响。结果表明 ,根系细胞壁提取率及细胞壁纤维素含量高于叶片 ,果胶含量低于叶片 ,半纤维素含量和叶片差异不大。缺B使细胞壁提取率升高 ,但对根系和叶片细胞壁组成的影响不显著。不同B效率油菜品种细胞壁组成在根系和下部叶中差异不大 ,上部叶片高效品种螯合剂可溶性果胶含量显著高于低效品种 ,碱溶性果胶含量显著低于低效品种 ;半纤维素和纤维素含量及果胶总量差异不大     

种植地区对甘蓝型春油菜品种品质的影响

选取5个甘蓝型春油菜品种,在甘肃省具有代表性的地区渭源、天祝、秦王川、临夏、甘南等地种植,对其品质进行分析。结果表明:主要脂肪酸中以芥酸含量在种植地区间平均变异系数最大(173.92%),亚麻酸含量在种植地区间平均变异系数较大(18.58%),而其余组分在种植地区间平均变异系数相对较小。硫苷含量、蛋白质含量在种植地区间平均变异系数相对较大(分别为27.30%、7.26%),而含油率在地区间平均变异系数最小(3.17%)。方差分析结果表明,主要脂肪酸中除了芥酸和亚麻酸含量地区间差异不显著外,油酸、亚油酸、饱和脂肪酸含量差异显著;蛋白质含量在地区间差异显著;含油率、硫苷含量地区间差异不显著。     

作物间作对油菜积累镉与铅的影响

采用盆栽试验,研究了与黑麦草(Lolium perenne)及紫云英(Astragalus siniucus)间作对芥菜型油菜(Bras-sica juncea)和甘蓝型油菜(B.napus)积累镉与铅的影响。结果表明:单种和混种紫云英显著增加土壤氮,单种和混种油菜及黑麦草显著降低土壤氮。栽培植物增加土壤的碱解氮、速效磷、速效钾和有机质,单种紫云英显著降低土壤pH值。间作时,两种油菜的生物量显著增加,其SOD活性显著降低,黑麦草和紫云英的SOD活性显著增加,两种油菜的镉和铅含量显著降低,黑麦草和紫云英的根部的镉和铅含量显著增加,两种油菜地上部和根部的镉与铅的生物富集系数显著下降,黑麦草和紫云英的根部的镉和铅的生物富集系数显著增加。因此,与黑麦草及紫云英间作可减少油菜积累镉与铅,降低重金属对人类危害。     

低温胁迫下内源ABA、GA及比值对白菜型和 甘蓝型冬油菜抗寒性的响应

为阐明低温胁迫下激素含量对冬油菜枯叶期的调控和对抗寒性的响应,为冬油菜抗寒性研究提供依据,以8份不同抗寒等级的白菜型和甘蓝型冬油菜为材料,利用盆栽试验,待幼苗长至5~6片真叶时在人工气候箱中进行低温处理(25℃、10℃、2℃、?5℃),分析低温胁迫后冬油菜内源ABA、GA含量和叶绿素的变化。回归分析表明温度与ABA含量存在显著的负相关,回归方程符合y=?ax+b,随着温度的降低,内源ABA含量呈先缓慢(10℃)后迅速上升(2℃、?5℃)的趋势,且温度处理间、温度与品种互作间差异极显著;由于激素间的拮抗作用GA含量变化则恰好相反。当在0℃以上低温时,品种间ABA含量无明显差异,当温度降到?5℃,白菜型冬油菜ABA含量明显高于甘蓝型,抗寒性强的品种高于抗寒性弱的品种。ABA含量的升高导致叶绿素含量的变化,随着温度降低,叶绿素含量呈先降低后增加的趋势,但总体呈下降趋势,且白菜型冬油菜和甘蓝型冬油菜之间存在不同的响应机制,这种作用使白菜型冬油菜叶绿素含量低于甘蓝型冬油菜,导致白菜型冬油菜枯叶期提前,提早进入越冬期,增加了对低温冻害的御性和避性。因此,随着温度的降低冬油菜叶片ABA含量上升,叶绿素降解,白菜型冬油菜更早进入枯叶期,枯叶期较早和降温后ABA含量高是白菜型冬油菜抗寒性较强的主要原因。     

褪黑素对大头菜幼苗生长及镉积累的影响

通过盆栽试验,研究了Cd污染条件下,不同浓度褪黑素喷施对大头菜幼苗生长及Cd积累的影响。结果表明,浓度50、100和150μmol/L的褪黑素增加了大头菜幼苗的根长、根系体积、株高、块根直径和块根长度,也增加了其根系、块根、地上部分及可食用部分的生物量,而浓度为200μmol/L的褪黑素则降低了大头菜幼苗的这些指标。不同浓度的褪黑素处理均提高了大头菜幼苗的光合色素(叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量及类胡萝卜素)含量及抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性,并降低了大头菜幼苗根系、块根、地上部分和可食用部分的Cd含量。随着褪黑素浓度的增加,大头菜幼苗各器官的Cd含量呈降低的趋势。因此,喷施褪黑素能够促进大头菜幼苗生长,降低其对Cd的积累。     

春播半冬性甘蓝型油菜光温因子与产量及农艺性状的典型相关分析

西藏甘蓝型油菜种质资源匮乏。为探讨西藏春播条件下半冬性甘蓝型油菜的温光特性,提高其在高原春播区的利用价值,以18个半冬性甘蓝型油菜品种为材料,应用典型相关分析方法分析了春播条件下光温因子与半冬性甘蓝型油菜产量及农艺性状的典型相关性。结果表明:春播区光温因子与半冬性甘蓝型油菜的产量及农艺性状均有显著典型相关关系,不同生育时期起主导作用的光温因子不同:营养生长期光温因子与分枝性状典型相关,影响分枝数的主要光温因子是营养生长期的积温;蕾花期光温因子与主茎、分枝性状典型相关,影响主花序和主茎生长的主要光温因子是蕾花期累计日极端温差和总日照时数;角果成熟期光温因子与主茎、分枝、产量性状显著相关,影响单株有效角果数、千粒重的主要光温因子是角果成熟期累计日极端温差;角果期较长日照总时数可降低有效分枝高度,促进主花序伸长及单株产量的提高。西藏半冬性甘蓝型油菜的引种及新品种选育中,在早熟和"双低"特性的基础上应重点选育适应光照充足,能够忍耐极端温差的品种。农艺性状的选择应注重主花序长、二次有效分枝数、有效角果数和千粒重等具有较大潜力的品种。     

紫花苜蓿、黑麦草和狼尾草对Cu、Pb复合污染土壤修复能力的研究

随着经济和社会的发展,土壤重金属污染对粮食安全及人类的身体健康构成了巨大的威胁,而目前对于土壤重金属污染的治理主要以植物修复为主。为了寻找适宜修复Cu、Pb复合污染土壤的牧草,采用盆栽试验法,将试验的植物设置9组处理:1组对照组(CK),不添加任何重金属盐;4组单一污染,即单一Cu低(Cu1,200 mg×kg-1)、高浓度(Cu2 400 mg×kg-1),单一Pb低(Pb1 300 mg×kg-1)、高浓度(Pb2 800 mg×kg-1);4组Cu、Pb复合污染(Cu1Pb1、Cu1Pb2、Cu2Pb1、Cu_2Pb_2)。通过比较紫花苜蓿(Medicago sativa)、黑麦草(Lolium perenne)、狼尾草(Pennisetum alopecuroides)的适应能力和富集特征,研究了这3种常见牧草植物对受Cu、Pb复合污染土壤的修复效果。结果表明:1)紫花苜蓿地上部和根部生物量均在Pb1处理组时最大,显著高于其他处理组;黑麦草地上部生物量在Cu1Pb1处理组最大,根部生物量在Pb1处理组最大;狼尾草地上部生物量在Cu_2Pb_2处理组最大,根部生物量在Cu2处理组最大。2)Cu单一污染下,狼尾草抗性系数最大;Pb单一污染下,紫花苜蓿抗性系数最大;Cu-Pb复合污染下,狼尾草的抗性系数较大。高浓度Cu处理组3种牧草植物的地上部生物量、根部生物量和抗性系数均呈现:狼尾草黑麦草紫花苜蓿,且狼尾草显著大于黑麦草和紫花苜蓿。3)种植3种牧草植物后,土壤重金属Cu、Pb含量均有所降低。在一定浓度下,土壤Cu-Pb重金属间会相互促进对方在牧草植物中的吸收。4)3种牧草中紫花苜蓿地上部对Cu的富集系数在Cu_2Pb_2处理组最大,达1.61;黑麦草根部对Cu的富集系数在Cu_2Pb_2处理组最大,达3.80;3种牧草地上部和根部对Pb的富集系数只在黑麦草根部的Cu1Pb1处理组时大于1,达1.46。5)黑麦草对Pb的吸收能力较强,且主要积累在根系;紫花苜蓿对Cu-Pb复合污染综合修复效果最好。紫花苜蓿和黑麦草分别在Cu-Pb复合污染和Pb单一污染土壤中对Pb的转运系数大于1,分别为2.72和2.06,反映其对土壤中的Pb具有富集潜力。综合表明,黑麦草对重金属Pb具有较强的耐性,在Pb单一污染土壤的植物修复及尾矿废弃地的植被重建中,可优先作为选择的材料;紫花苜蓿对重金属Cu、Pb均具有较强的耐性,在重金属Cu单一或Cu-Pb复合污染土壤的植物修复及尾矿废弃地的植被重建中,可优先作为选择的材料。     

小白菜镉耐性形成的生理生化机理研究

以50μmol/L Cd胁迫培养13个品种的小白菜,通过形态指标和生理生化指标的测定,探讨其Cd耐性形成的生理生化应答机制。结果表明:Cd胁迫下,供试材料生长和生理生化代谢均不同程度受到抑制,但与其茎叶Cd累积量无直接关系,且不同品种小白菜对Cd耐性不同。对供试材料Cd耐性指数(Tolerance index,TI)分析表明,基于植株干物质累积的耐性指数(TI-P)与基于茎叶生长的耐性指数(TI-S)极显著相关(R2=0.686),而前者与基于根系生长的耐性指数(TI-R)的显著相关(R2=0.349)。可见,以基于茎叶生长的耐性指数比基于根系生长的更能反映小白菜的Cd耐性。Cd胁迫条件下,供试材料体内脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)含量以及抗坏血酸过氧化物酶(AsA-POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性都有不同程度的提高。Cd胁迫下,各品种叶片脯氨酸增量、SOD活性增量均与供试小白菜Cd耐性正相关,二者可作为供试材料Cd耐性的生化指标。     

不同氮、磷水平对“双高”油菜品种宁油7号和“双低”油菜品种Tapidor生长和品质的影响

盆栽试验研究了不同氮、磷水平对甘蓝型油菜"双高"品种宁油7号和"双低"品种Tapidor苗期生长、子粒产量及主要品质的影响。结果表明,氮、磷胁迫下,宁油7号苗期地上部干物重及子粒产量均高于Tapidor。不施磷处理(P1),宁油7号苗期地上部及子粒的磷积累量显著高于Tapidor;低磷(P2)及磷正常处理(NP),前者磷含量显著低于后者。低氮处理(N2),宁油7号地上部及子粒中氮累积量均显著高于Tapidor。这表明宁油7号和Tapidor氮和磷营养效率均存在差异。品质分析表明,增施磷肥Tapidor含油量增幅显著大于宁油7号;增施氮肥前者蛋白质含量的增幅小于后者。施氮和磷对宁油7号子粒硫甙及芥酸含量无影响;施氮提高了Tapidor子粒硫甙的含量,而施磷则降低了其芥酸含量。这表明氮、磷肥对"双低"品种Tapidor子粒品质的影响大于"双高"品种宁油7号。     

铜绿假单胞菌对镉胁迫水稻苗期生长与镉积累的影响

稻米重金属污染是人们广泛关注的严重问题,微生物钝化是阻遏环境重金属进入生物循环的有效途径之一。为了解铜绿假单胞菌对苗期水稻镉污染的缓解效应,本文以无镉处理为对照,通过添加20μmol×L~(-1)镉的水培试验,研究了铜绿假单胞菌、载体A(硅藻土,粒径1~3 mm)、载体B(硅藻土,粒径3~6 mm)、载体C(活性炭,比表面积1 000 m~2×g-1)以及铜绿假单胞菌与载体制备的菌剂A、菌剂B和菌剂C对水稻生长、镉含量及镉积累量的影响。结果表明,20μmol×L~(-1)镉处理显著抑制了水稻根长、株高的生长和干物质积累,添加菌液及菌剂A、B、C后,水稻生长状况得到显著改善,总生物量比镉处理(0.523 g×株~(-1))提高38.5%~67.3%,以菌剂B处理的水稻生物量最高。水稻根、茎鞘、叶以及地上部镉含量显著降低,其中添加菌剂A、菌剂B、菌剂C及活性炭处理的水稻地上部镉含量分别比镉处理(101.3 mg×g~(-1))下降45.9%、47.9%、59.9%和59.9%,迁移系数降低16.7%、25.0%、33.3%和33.3%,富集系数减少48.1%、48.8%、58.8%和60.9%。添加活性炭、菌剂A和菌剂C处理的水稻单株镉积累量降低18.2%、9.5%和24.3%,添加菌剂B以及依次含有56.4 mL、45.3 mL、28.4 mL菌悬液的菌液A、菌液B和菌液C处理,其镉积累量依次增加15.0%、30.4%、14.9%、16.9%,说明菌株通过提高作物生物量增加了镉积累。综上,铜绿假单胞菌可显著促进镉胁迫水稻的生长,降低水稻的镉含量,抑制镉的迁移,降低水稻镉的有效性;菌剂A、B、C表现出良好的镉钝化能力,表明铜绿假单胞菌可为环境镉污染的生物修复提供新菌株。     

Nematode suppression with brassicaceous amendments: application based upon glucosinolate profiles

Glucosinolate profiles differ among plant species and their isothiocyanate (ITC) derivatives differ in toxicity to nematodes. Successful management of plant-parasitic nematodes by ITCs requires the incorporation of appropriate amounts of glucosinolate-containing biomass. Plant materials, containing glucosinolate-precursors of the ITCs most toxic to nematodes, were selected and applied to soil based upon ITC lethal concentration (LC) values. This provided a reliable and repeatable basis for application rates for suppression of Meloidogyne javanica and Tylenchulus semipenetrans by Brassica hirta and M. javanica by B. juncea. Sufficient biomass of B. hirta to potentially yield 0.03-0.12 μmol ml⁻¹ of glucotropeolin reduced nematode survival compared to similar amounts of broccoli (Brassica oleraceae var. botrytis). At biomass levels providing >0.37 μmol ml⁻¹ of glucotropeolin, mortality of M. javanica was 100% with B. hirta. Biomass of B. juncea potentially yielding 2.82 μmol ml⁻¹ of sinigrin reduced M. javanica survival 65% below that obtained by a similar amount of broccoli. Rates of B. juncea to yield lethal levels of allyl ITC to reduce T. semipenetrans survival underestimated the glucosinolate application rates for this amendment. Application of plant biomass to soil >2.9% w/w reduced M. javanica survival regardless of the glucosinolate concentration of the amendment material. Application of brassicaceous amendments to soil initiates complex and dynamic biological and chemical processes. Despite the inherent complexity, we find that brassicaceous amendments can be applied to achieve consistent and repeatable nematode suppression when based upon the chemistry of the incorporated material.     

4种改良剂对铅锌尾矿污染土壤中光叶紫花苕生长及重金属吸收特性的影响

通过盆栽试验研究了铅锌尾矿污染土壤中施用有机肥、石灰、蛭石和白云石等4种改良剂对光叶紫花苕生长发育、叶绿素及重金属Cu、Cd、Pb、Zn积累特性的影响,并分析了施用改良剂后土壤pH和有效态重金属含量的变化。结果表明,与对照相比,不同改良剂及其不同施用水平均能不同程度地提高土壤pH,显著降低土壤各重金属有效态含量,并显著抑制了Cd、Pb向光叶紫花苕地上部转移,降低了重金属在光叶紫花苕植株地上部的积累,改善了光叶紫花苕的生长和发育,光叶紫花苕株高、地上部鲜重和地下部鲜重、叶绿素含量均有不同程度增加,其中株高和地上部鲜重增加达到显著水平。4种改良剂的不同处理水平对光叶紫花苕地下部重金属含量影响均达显著水平。