三聚磷酸钠与柠檬酸复合强化蜈蚣草修复砷污染土壤

为研究化学活化剂三聚磷酸钠和柠檬酸配合施用对蜈蚣草萃取砷效率的影响,通过模拟实验,在含砷57.7 mg·kg^-1的水稻土中,探究了单一活化剂（三聚磷酸钠0.75 g·kg^-1土,柠檬酸0.75 g·kg^-1土）和三聚磷酸钠与柠檬酸配合施用（三聚磷酸钠：柠檬酸=0.375 g·kg^-1土：0.375 g·kg^-1土）对土壤有效态砷含量变化的影响;采用盆栽实验,探究了三聚磷酸钠和柠檬酸配合施用（三聚磷酸钠：柠檬酸=0.187 5 g·kg^-1土：0.187 5 g·kg^-1土）对蜈蚣草地上部萃取土壤砷的影响。模拟实验结果表明,与单一活化剂相比,三聚磷酸钠和柠檬酸配合施用对土壤砷的活化效果更显著。盆栽实验结果表明：与对照组相比,三聚磷酸钠和柠檬酸配合施用可使蜈蚣草羽叶干质量提高21.8%以上,砷萃取总量提高40.4%以上;根际土总砷含量下降,土壤脲酶和脱氢酶活性显著增加。研究表明在砷污染土壤施加三聚磷酸钠和柠檬酸,由于其提高了蜈蚣草植物干质量和土壤有效态砷含量,羽叶萃取砷效率明显提高。     

AM真菌与蚯蚓对玉米修复砷污染农田土壤的影响

通过持续3年的田间小区试验,研究了单独或联合接种AM真菌和蚯蚓对玉米修复砷污染土壤效率的影响。结果表明：接种AM真菌和蚯蚓均能显著提高玉米根系的AM真菌侵染率(P＜0.05),且双接种处理显著高于单接种处理(P＜0.05);接种蚯蚓或蚯蚓与AM真菌双接种能显著提高玉米地上部、地下部生物量(P＜0.05);AM真菌与蚯蚓...     

苏南地区汞污染农田土壤植物套作修复模式的筛选

为探究不同作物-超富集植物套作模式对修复汞污染农田土壤的效果,本研究通过盆栽试验,以小麦、大豆、油菜等作物为研究对象,将其分别与野艾蒿、乳浆大戟、悬钩子等汞富集植物搭配套作,研究不同套种体系修复汞污染农田土壤的效果。结果表明：与富集植物进行套作时,作物根、茎、叶和籽粒的汞含量有不同程度的下降,其中根部汞含量下降最明显,作物与富集植物套作可以降低作物体内汞含量。与小麦单作相比,野艾蒿、悬钩子与小麦套作可以增加小麦地上部生物量,增加幅度分别为49.37%和42.45%。小麦/野艾蒿套作和小麦/悬钩子套作富集植物中汞的转移系数（Transfer factors,TF）接近,但野艾蒿汞的生物富集系数（Bioconcentration factor,BCF）显著高于悬钩子,是其的2.59倍;大豆的两种套作模式下,乳浆大戟的TF、BCF值皆高于野艾蒿,分别是其的1.41倍和1.50倍;油菜的两种套作模式下,悬钩子和野艾蒿的TF值接近。结果分析显示野艾蒿适合与小麦套作,乳浆大戟适合与大豆套作。综上所述,小麦/野艾蒿、大豆/乳浆大戟套作模式可以降低作物体内汞含量,并在一定程度上提高小麦和大豆产量。     

蜈蚣草砷富集的分子机制研究进展

我国土壤砷污染形势严峻,威胁我国粮食安全和居民健康。蜈蚣草是世界上第一种被发现的砷超积累植物,也是为数不多的、成功应用于土壤砷污染修复的植物。对蜈蚣草砷富集分子机制开展研究,可为提高植物修复效率提供理论基础。本文介绍了蜈蚣草砷富集的分子机制,重点阐述了蜈蚣草中参与砷代谢的关键基因及其功能,并展望了相关研究的发展趋势。     

蜈蚣草中砷与磷、钾、钙等营养元素的交互作用

砷污染对植物、动物和人体均产生毒害作用。研究砷元素与磷、钾、钙等元素的交互作用,结果表明:在蜈蚣草体内磷的浓度会随着培养液中砷浓度的增加而增加,两者并不存在拮抗关系;蜈蚣草羽叶表皮细胞中砷和钾浓度呈显著正相关;蜈蚣草中砷的累积量会同时受介质中砷水平和钙水平的限制。在提高介质中的砷浓度时,蜈蚣草根部的镁浓度逐渐降低,但对叶柄和羽叶中的镁浓度无显著影响。     

砷在超富集植物蜈蚣草羽片中的分布规律

[目的]探明砷在超富集植物蜈蚣草不同叶位羽片中的分布,为优化采样方法进而准确评估植物修复效率提供依据.[方法]采用大田取样与室内分析相结合的方法,研究不同叶位的蜈蚣草羽片中砷分布的规律.[结果]蜈蚣草不同叶位羽片中砷浓度差异较明显:中部羽片砷浓度分别是基部羽片和顶部羽片的35％和37％,由基部羽片到顶部羽片砷浓度变化现先降低后升高的变化趋势,随着羽片叶位增加呈“U”型分布.蜈蚣草羽叶中部羽片砷富集量是基部羽片的3.1倍,是顶部羽片的2.8倍,蜈蚣草羽叶砷富集量中部羽片较高,基部羽片和顶部羽片较低,呈倒“U”型分布.[结论]中部羽片砷浓度较低,但砷累积量较大,因此通过采集羽片样品来评估蜈蚣草修复效率时要兼顾底部羽片、中部羽片和顶部羽片.     

硅钙钾肥对复合污染农田土壤上玉米吸收镉、砷的影响

为探究硅钙钾肥对复合污染农田土壤上玉米吸收镉、砷的影响,采用盆栽实验方法,以玉米品种迪卡008为实验材料,设置施用硅钙钾肥与不施2个处理,测定抽雄期、开花期玉米茎叶生物量、茎叶中镉砷含量、土壤中的镉砷形态等指标.研究结果表明,施用硅钙钾肥对玉米地上部分生物量没有影响,可显著提高土壤pH值,抽雄期和开花期施用硅钙钾肥处理的土壤比对照组高0.8个pH单位;施用硅钙钾肥可显著降低土壤可交换态镉含量,抽雄期和开花期土壤中镉可交换态含量分别比对照减少了21.6％和24.3％.同时施用硅钙钾肥也能显著降低镉、砷在抽雄期和开花期玉米茎叶中的累积.研究结果将为硅钙钾肥的推广应用及在保证农产品安全方面提供依据,为受到镉砷复合污染的农田土壤的修复提供材料支持.     

蜈蚣草生长特性和富集砷的基因型差异研究(英文)

利用从我国蜈蚣草主要分布地区收集到的不同蜈蚣草基因型进行田间试验,评价他们耐砷和富集砷的能力.试验结果表明,蜈蚣草基因型在株高、生物量、羽叶数上都表现出显著的不同.株高变化范围为29.6～68.2 cm;每株羽叶数变化范围为18.0～60.0个;每株地上部鲜重变化为150～540 g;每株根鲜重变化范围为20.3～94.9 g. 蜈蚣草基因型地上部和根部的砷浓度也表现出显著差异.地上部砷积累浓度变化范围为643.10～3009.03 mg·kg-1,根部砷积累浓度变化范围为26.34～112.38 mg·kg-1. 基因型C108地上部积累砷最多,显著大于其它蜈蚣草基因型;研究还发现,蜈蚣草基因型间的转运系数和生物富集系数也存在显著差异. 相关分析显示,蜈蚣草富集砷的量与株高、羽叶数、芽苞数等生长特性呈正相关.     

吲哚乙酸和激动素配合施用对蜈蚣草土壤砷提取效率的影响

为研究植物激素吲哚乙酸(IAA)和激动素(KT)配合施用对砷(As)超富集植物蜈蚣草(Pteris vittata)As提取效率的影响,采用2因素4水平正交盆栽实验,在含As 55 mg·kg~(-1)的土壤中,通过在叶面配合施用不同浓度IAA(0、25、50、100 mg·L~(-1))和KT(0、20、40、60 mg·L~(-1))筛选出使蜈蚣草As提取效率最高的配比,并分析最佳配比下导致蜈蚣草As提取效率最高的生理生化机制。结果表明:在16种IAA和KT配比浓度中,25 mg·L~(-1)IAA和20 mg·L~(-1)KT配合施用时蜈蚣草的As提取效率最高,达到6.49%。该最佳配比下,与未施用激素或单一激素的处理相比,蜈蚣草株高和干重均显著增加;根系形态得到有效改善,根系活力、光合色素含量及叶片过氧化物酶(POD)活性均显著增加,细胞膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量显著降低。相关分析表明,在25 mg·L~(-1)IAA和20mg·L~(-1)KT配合施用下,蜈蚣草As提取效率最高的原因是激素明显改善了其地上部干重、根长、根系活力、光合色素含量及叶片POD活性,这些指标与其As提取效率呈显著正相关。     

丝瓜与伴矿景天间作对土壤Cd形态及丝瓜Cd吸收的影响

采用盆栽实验将丝瓜和超积累植物伴矿景天间作于重金属污染土壤中,并向土壤添加钙镁磷肥或向丝瓜根际添加固镉菌剂,研究间作对土壤Cd的形态及丝瓜重金属积累性的影响。结果表明,丝瓜与伴矿景天间作一定程度上减少了丝瓜的结果数量,同时存在增大丝瓜果实中Cd含量的风险;通过施加固镉菌剂或钙镁磷肥增加了丝瓜的结果数,且丝瓜果实中Cd含量均未超过国家标准的限定值。同时,景天和丝瓜对土壤Cd具有移除能力,丝瓜主要表现在茎叶对Cd的吸收,其中重污染土壤中的景天和丝瓜对土壤Cd的移除能力大于低污染土壤种植的景天和丝瓜。总体来看,丝瓜与超积累植物伴矿景天间作可用于低污染土壤进行边修复边生产。但是,由于存在较高食品安全风险,在间作的同时可采取施固镉菌剂或钙镁磷肥等措施来降低果实部分Cd含量。     

朱顶红若干观赏性状在F1代的遗传表现

【目的】研究朱顶红花径、花梗高度等6个观赏性状在杂交一代(F1)的遗传表现,为朱顶红遗传育种工作提供理论依据。【方法】以外院1号、苹果、红狮子等10个朱顶红品种为亲本,配成12个杂交组合,观测其F1代花径、花梗高度、花梗直径、花色、花型以及花朵开张角度等遗传性状,并与其亲本的相应性状进行比较,计算狭义遗传力。【结果】朱顶红F1代的花径、花梗高度、花梗直径与其双亲比较,表现出明显的衰退现象,杂种总平均花径、花梗高度和花梗直径分别相当于中亲值的89.8%,81.0%和88.1%,但仍有超高亲个体存在;在花色遗传上,红色较红白间色、粉色、白色的遗传能力强;在花型遗传上,重瓣对单瓣表现为显性遗传;在花朵开张角度遗传上,直角和钝角较锐角具有更强的遗传能力。朱顶红花径、花梗高度、花梗直径和花朵开张角度的狭义遗传力分别为81.5%,83.8%,49.4%和22.2%。【结论】朱顶红花径、花梗高度遗传力较高,适宜在世代早期进行严格选择;而花梗直径和花朵开张角度遗传力较低,适宜通过综合方法在晚期世代中选择。朱顶红花色遗传表现为红色遗传能力强,瓣型遗传表现为重瓣遗传能力强,花朵开张角度遗传表现为直角和钝角的遗传能力强。     

油茶落叶分解对土壤养分及药用菊花生长的影响

为探究林药套种模式下主栽树种油茶落叶分解规律及其对土壤养分含量及药用菊花生长的影响,以油茶落叶和杭菊扦插苗为试验材料,采用分解袋法检测油茶落叶的分解及养分释放动态,以不添加油茶落叶为对照,取75、130、185和240 g油茶落叶与2 kg土壤混匀作为处理1、处理2、处理3和处理4,采用盆栽试验研究不同油茶落叶施入量对杭菊生长及其养分含量的影响。结果表明,油茶落叶在前4个月分解速度较快,分解量达28.73%,后期分解速度缓慢;氮和磷在分解前期出现富集现象,钾在前3个月释放了总量的78.13%;土壤铵态氮、硝态氮含量随油茶落叶施入量增加而显著降低,各处理有效磷含量显著高于对照组,处理2的速效钾含量最低;杭菊根、茎、叶氮含量随油茶落叶添加量增加而显著降低;油茶落叶对杭菊前期生长促进作用显著,处理4的地径、苗高和SPAD值分别是对照组的1.40倍、1.44倍和2.07倍;4个处理菊花单株干、鲜重分别较对照组提高了78.04%～128.78%和38.50%～118.15%,单株产花量也显著高于对照。研究表明油茶落叶对间种杭菊生长及菊花产量均有显著促进作用,但油茶落叶分解速率以及氮磷钾养分释放速率不均衡,不能满足菊花的生长发育需求,应注意人工施肥以保证养分充分供应。     

宽窄行间作模式下不同玉米品种的互补抗逆增产效应研究

为探索不同玉米品种间作对植株生长、生理参数及互补抗病增产效应,进一步挖掘玉米生产潜力.以'先玉335'和'农大372'为试验材料,设置'先玉335'(单作),'农大372'(单作),'先玉335':'农大372'为1:1(间作)3种处理,研究植株生长、干物质积累、生理参数、产量及对玉米大斑病的抗性特征.结果 表明:'先玉335'和'农大372'间作对株高无明显影响,后期增加了茎粗和总绿叶面积并促进了干物质的积累;2个品种间作较单作提高了可溶性糖和蛋白含量,其中可溶性糖在灌浆和成熟期分别显著提高41.91％和47.58％,47.84％和36.55％,SOD(超氧化物歧化酶)、POD(过氧化物酶)和MDA(丙二醛)活性升高,而O2(活性氧)含量降低,叶面积指数(LIA)增大,植株紧凑,导致GA3(生长素)含量升高,ABA(脱落酸)含量降低,其中灌浆和成熟期JZ-'农大372'较DZ-'农大372'分别显著升高28.86％和22.89％,吐丝和灌浆期JZ-'先玉335'较DZ-'先玉335'分别显著降低12.99％和9.45％;间作通过增加粒重来提高产量,每公顷产量分别显著提升9.61％和13.82％,此外,间作也提高了玉米对大斑病的抗性,病情指数分别显著降低56.75％和54.29％.'先玉335'和'农大372'间作可通过调控群体结构来延缓后期叶片衰老,提高产量并增强对玉米大斑病的抗性.     

间作对伴矿景天与红背桂花生长及镉锌吸收的影响

为探讨不同根系分隔方式间作对植物生长和Cd、Zn吸收的影响,以伴矿景天与红背桂花为供试植物,开展盆栽及田间试验。盆栽试验设置5个处理：伴矿景天与红背桂花塑料板分隔间作（地上部作用,COP）;伴矿景天与红背桂花300目尼龙网分隔间作（土壤溶液作用,COM）;伴矿景天与红背桂花无分隔间作（完全作用,CO）;红背桂花单作（EcM）;伴矿景天单作（SpM）。田间试验仅作无分隔间作处理。结果表明,COP条件下伴矿景天生物量略高于SpM处理,较COM及CO条件下高达100%、149%,差异显著。COP条件下每株伴矿景天的Cd、Zn吸收量分别较SpM显著高28.3%和14.0%。随着根系相互抑制作用的逐渐增强,COM和CO条件下伴矿景天每株Cd、Zn吸收量均显著低于COP及SpM处理。红背桂花的生长及Cd、Zn吸收性趋势与伴矿景天相似。田间条件下,因植物间距较大等因素,间作对二者生长及Cd、Zn吸收性均无显著影响。盆栽条件下,近距离间作时伴矿景天与红背桂花的根系相互作用将显著影响其生长和Cd、Zn吸收,田间条件下保持适宜的植物间距则不会出现抑制作用,二者在田间间作实现Cd/Zn污染土壤的边生产边修复是可行的。     

凤尾蕨对铅污染土壤的修复机理研究

以景观植物凤尾蕨作为供试植物,研究其对土壤铅污染的修复效果,并通过分析凤尾蕨植物酶、土壤酶活性的变化,铅积累量的变化等探讨其可能的修复机理。结果表明:叶绿素、植物POD酶(过氧化物酶)、植物CAT酶(过氧化氢酶)一系列指标,在0～500 mg·L~(-1)时随着铅浓度的增加而上升,植物SOD酶(超氧化物歧化酶)在铅胁迫下呈下降趋势,表明凤尾蕨具有一定的耐铅性能;凤尾蕨可以吸收高浓度Pb,其地下部分与地上部分的铅积累量均随土壤铅浓度的升高而增加,地下部铅最大富集量82.578 mg·kg~(-1)、地上部铅最大富集量16.153 mg·kg~(-1),且地下部分和地上部分的富集系数均大于1,其中地下部最大富集系数达10.819,表明凤尾蕨具有将土壤中重金属富集在植物体内的能力;在低浓度Pb(0～500mg·L~(-1))处理时,蔗糖酶、脲酶、磷酸酶三种酶活性相对于对照组有所增加,表明凤尾蕨根际微生物在低浓度铅污染情况下,可协同植株强化对重金属污染土壤的修复作用。     

钝化剂处理对玉米与伴矿景天间作下植株生长及镉累积特征的影响

为了探讨玉米与伴矿景天间作与钝化剂处理对植株Cd吸收积累特征的影响,通过盆栽试验,将6种复配钝化剂[石海剂(LS)、石磷剂(LP)、石殖酸(LH)、海磷剂(SP)、海殖酸(SH)、磷殖酸(PH)]施用在Cd污染土壤中后种植玉米,间作超富集植物伴矿景天(Sedum plumbizincicola)进行研究。结果表明,玉米与伴矿景天间作与单作相比较,玉米单株生物量显著上升了12.2%～52.4%,玉米植株Cd含量显著降低了10.0%～38.9%,玉米Cd转运系数显著降低,伴矿景天单株生物量显著上升了20.3%～73.4%;两种种植模式中,石海剂处理下的玉米单株生物量最大,玉米茎叶中Cd含量最低,符合国家饲料卫生标准,玉米Cd累积量较对照显著降低;间作模式中,石海剂和石殖酸处理下,伴矿景天单株生物量和Cd累积量最大。石海剂+玉米与伴矿景天间作的联合修复模式可以运用在Cd污染农田土壤修复中达到边修复边生产的目的。