向日葵对铀污染土壤修复的研究进展

铀矿开采为我国核工业发展作出巨大贡献的同时，其尾矿堆积导致的土壤铀污染问题也日益严重，对生态环境和人类健康产生了极大威胁，对我国严守18亿亩（折合1.2亿hm²）耕地红线的目标带来了严峻挑战。植物修复技术因其操作简单、成本低廉、安全环保、环境扰动小等优势，受到环保者和学术界的青睐。自发现向日葵对铀有较强的富集能力以来，学术界对其开展了广泛研究，并认为向日葵是一种良好的铀污染土壤修复植物。向日葵生物量大，光合作用强，广泛种植可助力我国“碳达峰、碳中和”目标的实现。本文总结了向日葵的特征和修复铀污染土壤的优势；铀对向日葵种子发芽、植株生长发育的影响，向日葵的铀胁迫响应与不同部位的铀富集特征，影响向日葵修复铀污染土壤效果的因素；向日葵抗氧化酶系统、区室化和植物螯合肽的解毒机制；添加化学促进剂、施用肥料、生物炭、微生物及施加电场等外源物质对向日葵修复铀污染土壤的调控作用等研究进展，分析了向日葵修复铀污染土壤研究的不足，为将来向日葵修复铀污染土壤研究提供了新思路。     

外源铀胁迫对铀矿区土壤环境质量生物学指标的影响

[目的]考察二次铀污染下铀矿区土壤功能的变化情况。[方法]对铀矿区的土壤样品进行不同浓度外源铀胁迫处理,对相关生物学指标进行测定。[结果]原土壤主要受砷、镉、铀的复合污染,外源铀胁迫浓度增加,使土壤微生物数量减少,对土壤葡萄糖酶、过氧化氢酶和脲酶的活性具有不同程度的抑制作用,与土壤代谢熵呈显著正相关,而与微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物熵均呈显著负相关。[结论]土壤环境质量生物学指标可以表征重金属胁迫下土壤环境质量的变化情况。     

镉胁迫对青菜生长和抗氧化系统的影响

[目的]了解镉胁迫对青菜生长的抑制作用。[方法]以青菜品种苏州青为材料,采用盆栽试验研究不同土壤镉浓度对青菜生长和抗氧化系统的影响。[结果]较高浓度（〉25 mg/kg）镉胁迫下青菜生长受到明显抑制,叶片抗氧化能力显著降低,使植株遭受严重的氧化胁迫,膜脂质过氧化加剧,膜透性加重;低浓度镉对青菜的生长影响不显著,但叶片镉含量显著提高。[结论]青菜对镉胁迫具有一定的抗性,在镉污染土壤中种植青菜供食用存在较高的安全风险。     

热胁迫对豌豆生理的影响

[目的]揭示高温影响豌豆生长发育的生理学基础。[方法]通过测定热胁迫下豌豆幼苗的电导率、丙二醛(MDA)、抗坏血酸(AsA)变化及下胚轴长度,探讨热胁迫对豌豆一些生理指标的影响。[结果]温度越高,豌豆细胞膜的完整性损伤越大,外渗的胞内电解质越多。高温使更多的膜脂过氧化,导致MDA含量升高。高温胁迫明显造成叶片中抗氧化剂AsA的损失,降低了豌豆抵抗高温引发的氧化损伤的能力。在高温胁迫下,幼苗下胚轴的生长受抑制,热激温度越高下胚轴越短。[结论]热胁迫使豌豆细胞膜完整性受损,膜脂更多地被过氧化,AsA含量下降,下胚轴生长受到抑制。     

铀胁迫对不同苔藓生长及抗氧化系统的影响

【目的】研究苔藓植物对铀的积累特性及抗氧化酶系统的应答机制。【方法】采用溶液培养法,用含有不同浓度（0、5、10、15、20 μmol/L）铀溶液处理 3 种苔藓（大灰藓、大灰藓小型变种、砂藓）植株体72 h 后,观察苔藓植物生长状况;测定苔藓植物体内铀累积量及可溶性蛋白、游离脯氨酸（Pro）、丙二醛（MDA）含量;测定过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性。【结果】铀对苔藓植物茎叶有一定的毒害作用,表现为茎叶发黄发黑,出现不同程度的萎缩现象,而对其假根无显著影响;3 种苔藓中,大灰藓小型变种对铀的累积能力最强,在铀浓度为 20 μmol/L 时可达 3 440.67 mg/kg（DW）,生物富集系数（BCF）达 0.43。中低浓度铀胁迫（5~10 μmol/L）对 3 类苔藓植物可溶蛋白及脯氨酸含量的累积有一定的促进作用,高浓度铀胁迫（15~20 μmol/L）对其有显著破坏作用。3 种苔藓 MDA 含量随着铀浓度的增加显著上升。3 种苔藓抗氧化酶活性均表现为低浓度（5~10 μmol/L）刺激正向应答,高浓度（15~20 μmol/L）产生抑制作用。【结论】铀胁迫对苔藓植物生长状况、抗氧化酶系统有显著影响。其中,大灰藓对铀胁迫的敏感性高于大灰藓小型变种与砂藓;大灰藓小型变种表现出一定的耐铀能力与富集能力,具有应用于铀矿山苔藓结皮 - 超富集植物联合修复的潜力。     

干旱胁迫对薄壳山核桃叶片丙二醛含量和3种抗氧化酶活性的影响

以1年生薄壳山核桃实生苗为材料,采用PEG-6000人工模拟干旱胁迫的方法,研究了干旱胁迫对其叶片丙二醛(MDA)含量和3种抗氧化酶活性的影响。结果表明:轻度干旱不会引起薄壳山核桃叶片膜脂过氧化,随着干旱胁迫程度的加强和时间的延长,薄壳山核桃叶片中的MDA含量呈上升趋势,叶片的膜脂过氧化反应增强,对膜系统的伤害增加;在轻度干旱胁迫条件下,薄壳山核桃植株的抗氧化酶活性增加,具有一定的自身调节与适应机制,而在重度干旱胁迫条件下,其遭受的胁迫伤害不可逆,保护酶的防御及自我修复能力存在一定阀值。     

脯氨酸对高温胁迫下黄瓜幼苗活性氧代谢和渗调物质含量的影响

以抗热性较弱的黄瓜品种新泰密刺为材料,研究了外源脯氨酸(Proline,Pro)对高温胁迫下黄瓜幼苗叶片活性氧代谢和渗透调节物质含量的影响。结果表明,高温胁迫下,黄瓜幼苗叶片的超氧阴离子(O2-.)产生速率、丙二醛(MDA)含量和电解质渗透率(EL)显著升高,细胞膜受到了明显的过氧化伤害;Pro预处理通过提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,增强了对活性氧(ROS)的清除能力,有效地缓解了由高温胁迫诱导的膜脂过氧化伤害;同时,Pro预处理提高了游离Pro、可溶性糖和可溶性蛋白的含量,增强了植株的渗透调节能力,从而维持了植株体内的水分平衡。结果说明,外源Pro通过提高高温胁迫下黄瓜幼苗叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,来降低体内ROS水平,提高植株的渗透调节能力,从而缓解高温胁迫对黄瓜叶片的膜脂过氧化伤害。     

外源硒对NaCl胁迫下加工番茄幼苗膜脂过氧化和AsA-GSH循环的影响

[目的]研究外源Se(Na2SeO3)对NaCl(100 mmol/L)胁迫下,对番茄幼苗生长及叶片抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环中、以及抗氧化酶活性和抗氧化物质及膜脂过氧化的影响.[方法]对NaCl胁迫下番茄幼苗进行外源施用了0.025、0.05、0.1和0.15 mmol/L 4个不同浓度的硒(Na2 SeO,).[结果]施用0.025、0.05和0.1 mmol/L的硒能不同程度促进NaCl胁迫下番茄幼苗生长和缓解NaCl诱导的膜脂过氧化,其中以0.05 mmol/L的硒处理显著降低过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量,提高抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)的活性和谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(AsA)含量,缓解NaCl胁迫效果最好.而高浓度的硒(0.15 mmol/L)则加剧了NaCl胁迫下番茄叶片膜脂过氧化.[结论]一定浓度范围内的硒(0.025～0.1mmol/L)能缓解NaCl胁迫对番茄幼苗生长的抑制,增强叶片AsA-GSH系统活性氧清除能力,减轻叶片膜脂过氧化.     

铜离子胁迫对白三叶种子萌发及膜脂过氧化的影响

[目的]研究铜离子胁迫对白三叶种子萌发及膜脂过氧化的影响.[方法]依据土壤环境质量标准设置铜离子胁迫浓度,研究其对白三叶种子萌发及膜脂过氧化的影响.[结果]当溶液中铜离子浓度不断增加时,白三叶种子萌发受到抑制作用不断增加,种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数及根芽长等指标呈降低趋势,细胞膜脂过氧化的产物丙二醛(MDA)含量则逐渐上升.[结论]在铜离子浓度达到200～400 mg/L土壤中,不适宜播种白三叶种子,只有适当降低铜离子胁迫浓度,才可能适宜播种白三叶种子进行绿化或水土保持.     

镉污染对凤眼莲生长和生理生化指标的影响

以凤眼莲作为镉污染水体的修复植物,研究镉胁迫对该植株生长、叶绿素、类胡萝卜素及丙二醛含量的影响,结果表明镉浓度0.3mg/L浓度中的凤眼莲,主根木质化程度尤为严重;随着镉浓度的增加,凤眼莲叶片中叶绿素和类胡萝卜素含量呈下降的趋势;膜脂过氧化程度加大,导致膜的损伤和破坏程度也增大。     

浮萍在Cd、Zn污染水体植物修复中的应用潜力研究

[目的]考察浮萍在重金属污染水体修复中的应用潜力。[方法]以青萍种浮萍为试验材料,采用含不同浓度Cd、Zn的培养液对其进行培养,研究不同处理青萍的生长状况及叶片色素含量,分析Cd、Zn浓度对青萍吸收N、P及吸附重金属能力的影响。[结果]Cd、Zn浓度对青萍生长状况影响显著;随着Cd、Zn初始浓度的增加,青萍叶绿素a及类胡萝卜素含量呈下降趋势。青萍对培养液中N、P的吸收能力随Cd、Zn离子浓度的增加呈下降趋势,重金属浓度过高时,青萍对N、P不仅无吸收,反而将细胞中的N、P溶出;青萍对Zn的富集、吸收效果较好。[结论]青萍在Zn污染水体修复方面具有较大的应用潜力。     

洞庭湖区不同养殖池塘的水质对比

[目的]对比洞庭湖区不同养殖池塘的水质状况。[方法]以珍珠养殖池塘、四大家鱼苗种养殖池塘、四大家鱼成鱼养殖池塘、大水面、藕池、浮萍池等养殖池塘和进水沟为研究对象,分别测定各水体中COD、氨氮、亚硝酸氮、总氮、总磷、可溶性磷的含量,并进行对比分析。[结果]藕池中的COD含量显著高于其他水体(P0.05),苗种池和进水沟的COD含量差异不显著(P0.05),7大水体中珍珠养殖池的COD最低;苗种池中的氨氮含量显著高于其他水体(P0.05),大水面、进水沟和珍珠养殖池的氨氮含量差异不显著(P0.05),其中以珍珠养殖池的氨氮含量最低。成鱼池中的亚硝酸盐氮含量显著高于其他水体(P0.05),珍珠养殖池和浮萍池中的氨氮含量差异不显著(P0.05),其中珍珠养殖池的亚硝酸盐氮含量最低。大水面中的总氮含量显著高于其他水体(P0.05),进水沟和浮萍池中的总氮含量差异不显著(P0.05),其中珍珠养殖池的总氮含量最低。大水面中的总磷含量与进水沟差异不显著(P0.05),但显著高于其他水体(P0.05),浮萍池与藕池中的总磷含量差异不显著(P0.05),其中珍珠养殖池的总磷含量最低。大水面中的可溶性磷含量显著高于其他水体(P0.05),进水沟和成鱼池的可溶性磷含量差异不显著(P0.05),浮萍池和苗种池的可溶性磷含量差异不显著(P0.05),其中珍珠养殖池的可溶性磷含量最低。[结论]该研究结果可为养殖池塘水质的调控与管理以及合理、可持续的渔业开发提供参考依据。     

浮萍净化与资源化利用沼液初步研究

[目的]初步研究浮萍净化和资源化利用沼液的可行性。[方法]以紫背浮萍和青萍为研究对象,在不同稀释倍数的沼液中培养,研究浮萍对沼液中氮、磷和COD的净化去除能力和沼液浓度对其生长的影响。[结果]紫背浮萍在稀释10倍的沼液中、青萍在稀释15倍的沼液中生长及对氮、磷的净化效果最好。紫背浮萍在稀释20倍的沼液中、青萍在稀释15倍的沼液中生长及对COD的净化效果最好。此外,浮萍能够有效抑制藻类的生长。[结论]该研究为浮萍净化沼液同时生产鱼类饵料等实现资源化利用提供科学依据。     

Cr6+对皱叶留兰香生长及生理生化的影响

[目的]为皱叶留兰香野生蔬菜生产中预报金属铬的污染及消除其毒害提供理论依据。[方法]通过水培试验,研究不同浓度的重金属Cr6(+0、5、10、50和100mg/L)对野生蔬菜皱叶留兰香生长、生理生化特性的影响。[结果]当Cr6+浓度>5mg/L时,皱叶留兰香株高、叶面积、产量及叶绿素a/b比值随着Cr6+浓度的升高而明显下降。植株体内细胞膜透性和MDA含量随着Cr6+处理浓度的增加而逐渐增大,SOD活性随Cr6+浓度增到50mg/L时上升,达到峰值后下降;POD活性随Cr6+浓度的增加而下降。SOD对铬引起氧化胁迫具有相应的适应和抵抗能力,在皱叶留兰香生长抗铬胁迫防止膜脂过氧化起着重要作用。[结论]野生蔬菜皱叶留兰香对浓度为10mg/L的Cr6+污染胁迫有较强的适应性和防御能力。     

紫湖溪植物富集生活污水磷氮效果的研究

[目的]调查紫湖溪岸边植物富集生活污水中总磷、总氮的富集能力。[方法]通过调查分布于紫湖溪岸边的污染富集植物类群、土壤及水体中总氮、总磷的分布情况,分析这些植物中氮、磷的富集程度,并从中筛选出富集能力较强的植物。[结果]水样和土样中总氮和总磷含量较高,达到严重污染程度。少数植物基本无富集能力,其中富集总氮能力较好的为华东唐松草、马唐、牛繁缕、一年蓬、禺毛茛等;马唐、羊蹄、一年蓬、印度蔊菜有较好的总磷富集能力。[结论]该研究为优良富集植物的筛选及南京市区生活污水的生物治理提供了一定的帮助。     

水分胁迫对兰花品种“霞光”抗氧化系统的影响

[目的]研究水分胁迫对兰花品种"霞光"抗氧化系统的影响。[方法]以兰花品种"霞光"为试验材料,在水分胁迫下研究植株开花初期的丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的变化。[结果]兰花品种"霞光"植株MDA含量以及SOD、POD和CAT活性随着水分胁迫时间的延长呈上升趋势。每隔10 d浇水1次的处理已经对兰花品种"霞光"植株产生了膜脂氧化的伤害,每隔20 d浇水1次处理兰花植株的MDA含量以及SOD、POD和CAT活性均达到最大值,表明植株通过调节抗氧化物酶活性的合成代谢来应对水分胁迫。[结论]研究结果可为兰花品种"霞光"的生产栽培提供指导。     

改性高岭土对水中磷的吸附行为研究

[目的]探讨改性高岭土吸附磷的规律和最佳吸附条件。[方法]先取一定量的高岭土加入含Al3＋和Mg2＋的溶液,制备成改性高岭土,然后在6mg/LKH2PO4的水溶液中,加入改性高岭土,恒温振荡一定时间,静止过滤,分析滤液中磷的含量,计算磷去除率,研究pH值和改性高岭土用量对磷吸附处理效果的影响以及吸附时间对磷去除时间的影响。[结果]改性高岭土对磷具有较好的吸附去除效果,其最佳吸附条件为：pH值为5～7,反应时间控制在30min,吸附剂的合适投加量为4g/L,在此条件下,磷的去除率超过80%。改性高岭土对磷的吸附符合Langmuir吸附等温线,以化学吸附为主。[结论]改性高岭土吸附磷效果好,运行操作稳定,吸附磷后的高岭土还可作为农田肥料,实现了废水治理和污染物磷资源化的双重目的。     

豌豆根对热胁迫的生理响应

[目的]探讨豌豆根部对热胁迫的生理响应,进而分析高温对豌豆生长发育影响的生理学基础。[方法]通过测定热驯（37℃）、热驯预处理再热胁迫（37~44℃）和直接热胁迫（44℃）的豌豆幼苗根的一些生理指标变化,探讨热胁迫对根生长、细胞膜损伤、膜脂过氧化物和抗氧化剂的影响。[结果]热胁迫（44℃）可抑制幼苗根生长,导致相对含水量（RWC）、细胞膜热稳定性（MTS）和抗坏血酸（AsA）含量下降,致使膜脂过氧化产物丙二醛（MDA）含量升高 经37℃热驯预处理再44℃胁迫处理的幼苗的根长、MTS和AsA含量明显高于直接热胁迫处理的。[结论]热驯预处理能适当提高豌豆根对后继热胁迫的耐性。高温胁迫对豌豆根部造成的不利影响,将直接影响地上部分的生长发育,进而影响豌豆产量。     

喷施海藻蒸腾抑制剂对龙爪槐叶片光合特性及膜脂过氧化的影响

[目的]明确富含海藻活性成分的海藻蒸腾抑制剂对龙爪槐叶片蒸腾效率和光合参数的影响。[方法]研究叶面喷施不同蒸腾抑制剂对龙爪槐叶片光合特性及膜脂过氧化的影响。[结果]与常规蒸腾抑制剂相比,叶面喷施富含海藻活性物质的海藻蒸腾抑制剂150倍稀释液,不仅能够有效抑制夏季高温条件下龙爪槐叶片的水分散失,维持较好的叶片水分状况,减轻水分胁迫的伤害,避免体内活性氧清除系统的紊乱,还能延缓叶片衰老,使叶片水平的蒸腾效率增加,同时对促进光合作用也具有一定效果。[结论]试验结果为新型海藻蒸腾抑制剂在园林树木上抗干旱方面的应用提供了参考。     

Hg2+胁迫对小麦幼苗POD、CAT和SOD同工酶的影响

[目的]为研究Hg2+对植物的毒害机理提供理论依据。[方法]以小麦为材料,研究了不同浓度Hg2+胁迫对小麦幼苗中的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)同工酶活性变化的影响。[结果]在Hg2+浓度低于0.100 mmol/L时,对小麦幼苗生长的影响不明显;在Hg2+浓度高于0.100 mmol/L时,将会显著阻碍小麦的正常生长发育。小麦幼苗的不同组织对Hg2+胁迫的抵抗强度有所不同,表现为其叶片和根的抗胁迫性比萌发的种胚要强。在小麦幼苗受Hg2+胁迫时,POD、CAT和SOD 3种抗氧化酶同工酶中,CAT同工酶最为敏感。[结论]0.100 mmol/LHg2+浓度是小麦幼苗能否正常生长的阈值。