Pb胁迫对金丝草和柳叶箬生长及富Pb特征的影响

以本课题组前期研究筛选出的2种Pb潜在超富集植物金丝草和柳叶箬为研究对象,通过室内模拟胁迫水培试验,研究Pb胁迫下2种植物的生长及Pb富集规律.结果表明:金丝草和柳叶箬均对Pb具有较强的耐性,可忍耐最高Pb胁迫浓度分别达1000和1500 mg·L-1;随Pb胁迫浓度的增高,2种植物地上和地下部分的Pb含量均呈现先增大后减少的规律;金丝草地上和地下部分的Pb含量在Pb胁迫浓度为750 mg·L-1时均达最大,分别为4639.4和5467.2 mg·kg-1;柳叶箬地上和地下部分的Pb含量在Pb胁迫浓度为1000 mg·L-1时达最大,分别为6828.4和9034.6 mg·kg-1;不同Pb胁迫浓度下,2种植物转运系数的变化范围为0.57-1.14;在Pb胁迫浓度为250 mg·L-1时,金丝草对Pb的转运系数大于1,且地上部分的Pb含量超过1000 mg·kg-1,达到Pb超富集植物的标准.     

Pb胁迫对富集植物金丝草种子萌发和幼苗生长的影响

以Pb超富集植物金丝草种子为试验材料,选取同为禾本科的百喜草种子为对照,设置不同Pb浓度(0、50、150、300、600、800mg /L和1000mg /L)的胁迫水平,测定Pb胁迫条件下金丝草和百喜草种子的发芽率、发芽势及根长、芽长、胚质量等指标,比较Pb胁迫对金丝草和百喜草种子各萌发指标、抑制指数和幼苗生长影响的差异。结果表明：低Pb浓度胁迫（50mg/L）对金丝草种子发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数有一定促进作用,随胁迫浓度的增大,种子萌发的各项指标受到较大程度的抑制,Pb胁迫浓度大于300mg/L时,金丝草种子萌发受到显著抑制;而Pb胁迫条件下金丝草种子萌发指标均小于百喜草,但金丝草种子对Pb胁迫具有较强耐性,在Pb胁迫浓度为800mg/L时,仍有一定萌发能力;Pb胁迫对金丝草根长和芽长无显著影响。     

异质Pb胁迫对超富集植物金丝草根系生长及生物量分配的影响

以Pb超富集植物金丝草（Pogonatherum crinitum）为试验材料,设置不同Pb浓度的土壤异质胁迫室内模拟试验,定量测定不同Pb胁迫浓度和斑块中金丝草的根长、体积、表面积、平均直径等形态指标,以及根系和地上部分的生物量,比较不同异质Pb胁迫下金丝草根系形态指标及生物量分配的差异。结果表明,异质Pb胁迫对金丝草根长、根体积、表面积影响较明显,但对根平均直径的影响较小;随Pb胁迫浓度的增加,金丝草在Pb胁迫斑块和无Pb斑块的根长、根体积和表面积均呈逐渐增大的趋势,但无Pb斑块均大于Pb胁迫斑块;无Pb左室、Pb胁迫右室及整株根冠比均随Pb胁迫浓度的增加表现为先增大后减小的变化规律,表明轻度Pb胁迫条件下金丝草根系生物量分配较多,但随Pb胁迫浓度的增大,地上部的生物量所占比例逐渐增大。     

重金属Pb、Cd在叶菜中的富集状况及对其生长的影响

为研究不同浓度的重金属Pb、Cd在叶菜不同部位(根、茎、叶)中的富集状况,以及对叶菜生长状况的影响,进行土培盆栽试验。结果表明,当在土壤中添加不同浓度重金属时,3种叶菜不同部位Pb、Cd的富集量均表现为随着土壤中添加浓度的增加而增大;当在土壤中添加同一浓度重金属时,Pb在3种叶菜的富集量表现为菠菜苔菜油菜,叶根茎;Cd在3种叶菜的富集量表现为菠菜油菜苔菜,根茎叶;当土壤中重金属Pb和Cd超出一定浓度时会影响叶菜的出芽率和出芽时间,并使之出现萎蔫、发黄、等现象,而高浓度的Cd还会使3种叶菜出现斑点。     

不同基因型玉米品种对Pb的富集特征

为了研究不同基因型玉米品种对Pb的富集特征,选用2个Pb低富集玉米品种(曲辰11号、曲辰3号)和2个Pb高富集玉米品种(靖丰8号、旭玉1446),开展Pb胁迫(2000mg·kg^-1)下的大田试验,研究了玉米植株生物量的变化、各部位Pb含量、Pb总吸收量、富集与转运规律、土壤pH值及有效态Pb含量。结果表明:(1)与对照相比,Pb胁迫导致4个玉米品种根、茎、叶和籽粒生物量不同程度的下降,总生物量下降9.65%~20.46%,但低富集玉米品种生物量的下降程度小于高富集玉米品种;(2)玉米各部位的Pb含量分配规律为根> 叶> 茎> 籽粒,分别为95.39~121.02、25.56~43.21、14.06~25.41、2.52~5.38mg·kg^-1;低富集玉米品种根的Pb含量高于高富集玉米品种,而茎、叶和籽粒的Pb含量低于高富集玉米品种;玉米植株对Pb的总吸收量为4.46~7.94mg·株^-1,低富集玉米品种植株的Pb总吸收量显著低于高富集玉米品种;(3)不同基因型玉米品种对Pb的富集系数和转运系数均小于1,表现为低富集玉米品种低于高富集玉米品种;(4)不同基因型玉米品种土壤pH值为6.60~6.82,且低富集玉米品种显著高于高富集玉米品种,土壤有效态Pb含量范围为969.86~1116.15mg·kg^-1。     

改良剂对Pb污染土壤中Pb形态及植物有效性的影响

通过盆栽试验和土壤连续浸提-原子吸收法探讨了过磷酸钙、石灰、硫化钠对Pb污染土壤中Pb存在的6种化学形态(水溶态、可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态和残渣态)及植物有效性的影响.结果表明,改良剂对水溶态Pb修复的效果:硫化钠＞石灰＞过磷酸钙;对交换态Pb的修复效果:石灰＞过磷酸钙＞硫化钠;对碳酸盐结合态Pb修复效果:石灰＞硫化钠＞过磷酸钙;对铁锰氧化态Pb的修复效果:过磷酸钙＞硫化钠＞石灰;对有机结合态与残渣态Pb的修复效果:硫化钠＞石灰＞过磷酸钙.改良剂的施加可使土壤Pb的有效态含量降低、活性下降,抑制了Pb在土壤-植物体系的迁移,从而有利于植物安全生产.     

受污农田中农作物对重金属Pb的富集特征研究

采集浙江省不同地区受污农田中农作物样品对Pb积累的特征进行了研究及分析。结果表明,土壤受污水灌溉时间越长,灌溉的污水浓度越高,土壤积累Pb的含量越高。各种农作物不同器官中的富集系数差异明显,其积累量的变化规律为根系>茎叶>果实,且不同的农作物对Pb的吸收程度不一样,在采集的6种作物中,玉米最高,小麦最低。紫云英的地上和地下部分对Pb的吸收程度均很高,且各器官差异不明显。从吸收量来看,种植玉米和紫云英对受污农田系统的修复效果较为理想。     

蜈蚣草对砷锑镉的富集效果及体内存在形态研究

【目的】探究在水培条件下,蜈蚣草受到 As、Sb、Cd 单一胁迫及交互胁迫后,对其富集特征及体 内的赋存形态变化。【方法】选用重金属耐受植物蜈蚣草为载体,利用改良霍格兰营养液水培 7 d,通过不同梯度 As、Sb、Cd 胁迫探究富集特征,并探究浓度为 50 mg/L 时不同处理条件下 As、Sb、Cd 在蜈蚣草中的赋存形态特征。 【结果】重金属单一胁迫下,蜈蚣草地下部 As、Sb、Cd 富集浓度最大值分别为 337.56、7 020.90、2 742.58 mg/kg, 地上部最大富集浓度分别为 886.60、3 058.60、4 045.80 mg/kg,蜈蚣草仅对 As 的转移系数稳定＞ 1;在浓度 50 mg/L 下,单一胁迫或交互胁迫时,蜈蚣草体内 As 乙醇态与盐酸态浓度占比为 69.49%~94.25%,Sb 残渣态浓度占比为 47.48%~78.36%,Cd 盐酸态浓度占比为 93.67%~98.46%;加入 Sb 后,蜈蚣草地下部、地上部对 As 的吸附浓度分别 提高 60.83、144.40 mg/kg,As、Cd 的加入能大幅降低蜈蚣草根、茎、叶中 Sb 乙醇态浓度,降幅为 72.9%~97.0%, As、Sb 的加入会促进蜈蚣草根部 Cd 盐酸态浓度,升幅达 38.2%~206.5%。【结论】蜈蚣草对 Sb、Cd 的富集能力较 强,但仅为高富集作用。在胁迫浓度 50 mg/L 下,蜈蚣草体内 As 以乙醇提取态与盐酸提取态为主,Sb 以残渣态为主, Cd 以盐酸提取态为主,Sb 可以提高蜈蚣草对 As 的富集能力,As、Cd 对 Sb 毒性具有拮抗作用,As、Sb 对蜈蚣草 根部 Cd 盐酸态有促进作用,蜈蚣草对 As、Sb 复合污染的土壤具有更好的修复能力。     

14种蔬菜对土壤Cd和Pb富集能力的估算

以田间采集的蔬菜和土壤的分析数据为基础,探讨了14种蔬菜对土壤Cd和Pb的富集能力及其估算方法.结果表明,土壤—蔬菜Cd或Pb的转移系数(全量基或DTPA基)随土壤Cd或Pb量(全量或DTPA有效量)的升高而降低.以DTPA提取的有效Cd或Pb为基础计算的转移系数比以土壤Cd或Pb全量为基础的转移系数在衡量蔬菜对土壤Cd或Pb的吸收富集能力方面更具合理性.一种作物对土壤Cd或Pb的代表性转移系数应该根据转移系数与土壤Cd或Pb之间的回归方程,在特定的土壤含量点上估算,而不应简单地用平均数或中位值表示.本试验在DTPA有效Cd含量为0.1 mg.kg-1和DTPA有效Pb含量为25 mg.kg-1的点上估算了Cd、Pb的转移系数.Cd向各蔬菜的转移系数(DTPA基0.1)为0.01-0.38,Pb向各蔬菜的转移系数(DTPA基25)为0.0005-0.0063.空心菜对土壤Cd、Pb的富集能力很强,葫芦很弱.空心菜对土壤Cd、Pb的富集能力分别是葫芦的38和12倍.     

生物质炭对湘南矿区轻度Pb污染土壤性质及Pb的累积转运影响

为探讨生物质炭对湘南矿区附近轻度Pb污染土壤的改良效果,通过盆栽试验,研究不同施炭条件(0、0.5%、1.0%、2.0%)对水稻土壤性质及Pb在水稻中的累积转运影响。结果表明:施用玉米秸秆炭能使土壤pH值提高0.50~0.67个单位,有机质增加6.9%~25.1%,CEC升高24.7%~41.3%,土壤Pb的毒性浸出量降低4.4%~25.9%,且Pb的毒性浸出量与有机质、CEC分别呈极显著和显著性负相关;在相同施炭条件下,上述各指标在水稻生长的幼苗期和成熟期时存在差异,土壤pH值和有机质幼苗期高于成熟期,CEC和Pb的毒性浸出量幼苗期低于成熟期。水稻各部位中,根表铁膜对Pb的累积量最多,谷壳对Pb的转运能力最大,施用玉米秸秆炭能增加水稻根表铁膜及谷壳富集Pb的能力,降低水稻根系、茎叶及糙米中Pb含量,当施炭量≥1%时,糙米中Pb含量低于0.2 mg·kg~(-1),达到国家食品污染物限量标准。研究表明,生物质炭能够有效改良湘南矿区轻度Pb污染土壤,显著降低糙米中Pb的累积。     

剑麻对重金属铅的吸收特性与累积规律初探

以热带地区一种生物量极大的经济作物剑麻(AgaveSisalanaPerrineexEngelm)作为研究对象,采用网室砂培,对Pb在该植物体内的吸收特性、累积分布及迁移规律进行了初步的探索。试验表明,Pb处理浓度低于1300mg·kg-1时对剑麻生长影响较小,但Pb加入浓度达到15900mg·kg-1时,显著抑制了剑麻的生长,其生物量仅为对照的6.7%。剑麻对Pb有很强的吸收性,并分布在其植株的各个部位,其中根系的吸收性最强,是地上部的3.0～13.6倍。Pb处理浓度为12700mg·kg-1时,剑麻地上部和根系的吸收量最大,分别为2220.3和22544.8mg·kg-1,是对照的65.6和221.3倍,且地上部迁移量高达55.87mg·株-1,说明剑麻对修复Pb污染土壤有一定的潜力,因而为今后探明植物积累Pb的机理和Pb污染土壤的植物修复提供了一种新的种质资源。     

铅污染条件下小飞蓬的铅积累与生长及叶绿素荧光动力学响应

为明确不同浓度铅胁迫对小飞蓬的生长及叶绿素荧光特性的影响程度,揭示小飞蓬对重金属铅耐性的生理机制,设置五个铅浓度梯度(0、200、500、1000、1500 mg·kg~(-1)),研究在不同铅胁迫条件下,小飞蓬的生物量(干重)、铅积累、叶绿素含量及叶绿素荧光特性的变化。结果表明:铅浓度为1500 mg·kg~(-1)时,小飞蓬的生物量(干重)、株高和叶绿素含量都受到显著的抑制(P0.05)。当铅浓度在1000 mg·kg~(-1)以下时,光化学效率(Fv/Fm)、光化学淬灭系数(q P)、电子传递速率(ETR)和有效光化学量子产量(Fv′/Fm′)与对照组差异均不显著(P0.05);当铅浓度达到1500 mg·kg~(-1)时,Fv/Fm、q P、ETR、Fv′/Fm′与对照组差异性显著(P0.05),表明铅浓度小于1000 mg·kg~(-1)时,小飞蓬的反应中心光合活性未受到影响,有较强的适应能力。小飞蓬地上部与地下部的铅积累随铅浓度的增加而显著上升(P0.05),当铅浓度达到1000 mg·kg~(-1)时,地上部与地下部的铅积累量达到最大,分别为240.2 mg·kg~(-1)和333.5mg·kg~(-1),表明在铅污染区小飞蓬具有较强的铅积累能力。综上所述,小飞蓬在1000 mg·kg~(-1)以下的铅污染区有较强的适应能力,对铅污染土壤的修复也具有一定的应用潜力,因此可考虑将小飞蓬作为铅污染土壤修复的潜在物种。     

香蕉幼苗对重金属Pb的吸收累积规律研究

研究重金属Pb在土壤-香蕉幼苗体系中的迁移分配规律.以沙质砖红壤为供试土壤,以香蕉幼苗为试验植物,采用实验室盆栽模拟试验进行研究.结果表明:Pb进人土壤后,从土壤向根系、茎、叶迁移,组织中Pb含量逐渐减少,表现为根系＞茎＞叶;不同Pb处理浓度对香蕉苗体内Pb富集效果有较大影响,随着Pb处理浓度的增加,香蕉苗各部位富集系...     

不同基因型小麦的Pb积累特性及Pb对矿质元素积累的影响

利用Hoagland’s营养液培养的方法,探讨了百农1306、百农1309、百农160、百农418、温麦6号、周麦18、周麦22和周麦26等8个不同基因型小麦品种(系)的Pb积累特性,以筛选出籽粒Pb低积累型小麦品种(系),并研究了Pb对小麦Ca、Mg、Fe和K等矿质元素积累的影响,为解决重金属积累和矿质营养利用之间的矛盾奠定基础。结果表明,小麦籽粒Pb含量存在基因型差异,百农418籽粒Pb含量最低,温麦6号Pb含量最高。根据同一品种(系)的最高Pb含量部位,将8个小麦品种(系)分为籽粒型、颖壳型、叶片型,对应品种(系)分别为温麦6号,百农1306、百农1309、周麦22,百农160、百农418、周麦18、周麦26。与不加Pb(NO_3)_2的对照相比,Pb(NO_3)_2处理后,8个小麦品种(系)不同部位的Ca、K、Mg、Fe含量变化不同。除周麦22茎秆中Ca含量显著增加外,其他7个品种(系)均降低;8个品种(系)茎秆(周麦22、26除外)、叶片和颖壳中K含量均呈降低趋势;温麦6号和周麦18籽粒中Mg含量显著增加,其他6个品种(系)均显著降低;8个品种(系)叶片中Fe含量均升高。百农418和周麦26的Ca、百农1306和百农418的K、周麦18和周麦26的Mg含量(籽粒除外)变化模式相同。     

Cd胁迫下小麦的形态生理响应及Cd积累分布特征

以Cd抗性不同的四个小麦品种为试验材料,设置0、25 mg·kg~(-1)和50 mg·kg~(-1)三个CdCl2添加浓度进行盆栽试验。通过对小麦成熟期形态指标、多个生育时期生理指标、成熟期各器官中总Cd含量及各化学结合形态Cd占比的研究,旨在探讨小麦对Cd胁迫的形态和生理响应、小麦Cd吸收积累特性以及抗Cd机理。结果表明,株高、叶面积对Cd胁迫敏感程度低,25 mg·kg~(-1)Cd处理下对M1019的株高和西农20、许农186和M1019叶面积有促进作用;而同化物质的积累对Cd胁迫敏感,叶片干质量最为敏感,50 mg·kg~(-1)Cd处理下下降20%以上;高浓度Cd处理对小麦各生长指标均表现为抑制。25 mg·kg~(-1)Cd胁迫下能提高叶片POD酶活性,而50 mg·kg~(-1)Cd胁迫下POD酶活性降低,随胁迫时间增加POD酶活性降低;叶片SOD酶活性随着胁迫浓度和时间的增加而降低;脯氨酸含量则随着胁迫浓度和时间的增加而升高;叶绿素含量随胁迫浓度的增加而降低。随Cd处理浓度的增加小麦各器官Cd含量增加,各器官积累量表现为:根叶片茎秆籽粒,许农186和M1019整株Cd含量低于西农20和漯麦0603。50 mg·kg~(-1)Cd处理下漯麦0603叶片和籽粒的Cd转运系数最低,分别是21.2%和2.2%;叶片Cd转运系数最高的品种是西农20,系数为26.4%;籽粒Cd转运系数最高的是许农186,转运系数为3.0%。各化学结合形态中以氯化钠提取态和醋酸提取态占比最大,随Cd处理浓度增加而增加,活跃态Cd含量占比以许农186和M1019较低。结果表明不同形态和生理指标对Cd胁迫的响应不同,不同小麦对Cd的吸收积累特征有共性也存在品种间的差异,抗性品种与敏感型品种相比Cd的吸收积累量较低,活性高的Cd占比较少。     

微生物对土壤中铅富集作用的研究

用3种不同培养基从铅矿厂周围土壤样品中筛选出了9株对重金属铅离子具有生物富集能力的菌株,其中4株真菌,3株细菌和2株放线菌。将富集能力最强的菌株初步鉴定为青霉属。研究了与土壤共培养条件下,该青霉菌在不同接触时间内对土壤可溶性铅的富集效果。结果表明,在温度为28℃,土壤初始铅离子含量为500 mg/kg时,土壤铅离子浓度随着青霉菌培养时间的延长而降低。在接种青霉菌24 h后,土壤中可溶态铅离子浓度已经显著下降;培养处理72 h后;土壤中可溶态铅离子含量降为121.75 mg/kg,最高富集率达到为96.54%;此后至96 h,可溶态铅离子浓度趋于稳定。因此,用青霉菌富集土壤中铅是有潜在应用价值的。     

重金属Pb对薤白生长发育的影响及其重金属积累特征

采用单因素随机盆栽设计,研究薤白在不同浓度铅胁迫下生长发育及重金属积累特征的变化。结果表明:低浓度铅胁迫下对薤白生长发育影响不大,高浓度铅胁迫下的出苗率、株高和生物量则显著低于对照;随着土壤铅污染程度的增加,薤白根系的耐性指数明显降低,各部分铅含量不断增加,同一施铅水平处理下地下部分铅积累量明显高于地上部分。