亚精胺对镉胁迫下杞柳生长和生理特性的影响

为研究外源亚精胺对镉胁迫下杞柳生长和生理特性的影响,采用营养液培养试验,通过不同浓度(0、10、20、30、40 mg·L~(-1))的Cd2+胁迫处理,探明Cd2+对杞柳的半抑制浓度;研究在半抑制浓度下施用外源亚精胺(0、0.1、0.2、0.4、0.8、1.6 mmol·L~(-1))对镉胁迫的缓解效应。结果表明:镉胁迫对杞柳的半抑制浓度为24.50 mg·L~(-1);施用外源亚精胺可以有效缓解镉胁迫对杞柳生长的抑制作用,外源亚精胺处理相对生长率较对照增加44.97%～102.76%,过氧化氢含量下降54.08%～67.39%;其中0.4 mmol·L~(-1)亚精胺处理下相对生长率、根系节点数、连接数、分叉数的增长幅度均为最高,分别增加102.76%、50.33%、25.20%和25.42%,其总蛋白含量上升43.43%,产生超氧阴离子活力单位与过氧化氢含量分别下降46.35%和67.39%。研究表明,喷施亚精胺能有效缓解杞柳幼苗镉胁迫,其最佳施用浓度为0.4 mmol·L~(-1)。     

煤矸充填复垦土壤可溶性镉的分布特征与运移模拟

在现场调查研究煤矸石充填复垦地上覆土壤可溶性镉含量的基础上,应用田间小区试验,模拟土壤可溶性镉的迁移特征。结果表明,土壤可溶性镉在时间和空间维度上都具有明显的分布特征：可溶性镉浓度沿剖面深度逐渐递增,即离煤矸石层越近,浓度越高;随时间推移,土壤下部接近煤矸石处,可溶性镉浓度的富集现象存在。模型模拟结果显示,由于土壤毛管力作用,接近煤矸石层的土壤可溶性镉浓度每年可增加10%左右,但表层土壤（0~40cm）增加速度缓慢或反而有所下降。尽管如此,由于植物根系活动,煤矸石中镉析出具有一定的生态环境风险。     

Availability of Lead and Cadmium in Farmland Soil and Its Distribution in Individual Plants of Dry‐Seeded Rice

Abstract

Availability of lead (Pb) and cadmium (Cd) in farmland soils and its distribution in individual plants of dry‐seeded rice were investigated utilizing graphite furnace atomic absorption spectrometry (GFAAS) with a matrix modification technique. Five extractants were compared, and the operating conditions for GFAAS were optimized. The detection limits were 4.2 ng for Pb with the precision of 1.54% and 0.1 ng for Cd with the precision of 2.38%. The contents of the extractable Pb and Cd in soils were determined with the five extractants, and availability of Pb and Cd in farmland soil was discussed. The contents of Pb and Cd in different parts of dry‐seeded rice were lower than those in dry‐seeded rice soil. The contents of Pb and Cd in rice were lower than in other parts. The end top leaves accumulated the highest amounts of Pb and Cd.     

黑麦草幼苗对镉耐性能力及吸收积累和细胞分布特点研究

通过盆栽试验研究了镉（Cd）胁迫下黑麦草（LoliumperenneL.）幼苗的耐性能力（包括生长反应和生理生化特性）以及对Cd的吸收、积累、分布特征。结果表明,当Cd浓度为10mg.kg-1时,黑麦草的生长和发育没有受到明显抑制（P〉0.05）,当Cd浓度为20、60、100mg.kg-1时,黑麦草生物量、叶绿素含量、根系活性都显著降低（P〈0.05）;超氧阴离子（O2-.）、MDA含量显著增加（P〈0.05）;SOD、POD活性先增加后降低。黑麦草体内Cd积累量随着Cd浓度增加而显著增加（P〈0.05）;Cd在亚细胞内积累量：F1（细胞壁）〉F3（可溶部分）〉F2（细胞器）。黑麦草在Cd浓度为10、20mg.kg-1时,富集系数〉1.0,对Cd有较强的富集能力,转移系数〈1,富集的Cd主要累积在根部,表明黑麦草能够有效富集土壤中的Cd,且富集的Cd主要积累在根部。     

镉胁迫下硅对高粱生长的影响及其作用机制

尽管硅提高植物的抗镉毒害已经被广泛的报道,但是其作用机理还不明确。该试验研究在镉胁迫的条件下,硅对高粱生长的影响及作用机制。结果发现:外源施加硅能显著地缓解镉对高粱无论地上部分还是地下部分鲜重及干重的抑制作用。抗氧化酶结果表明:在正常条件下,硅对抗氧化酶的活性没有显著的影响。在镉毒害的条件下,硅显著增强CAT和POD的活性,SOD的活性不受影响。与此相对应:硅显著地降低MDA的含量。对有机酸的分析发现:在镉胁迫的条件下,叶片中有3种有机酸能够检测到:草酸,丙二酸,丁二酸,并且其含量都在硅的调节下增加。而在根系中所检测的4种有机酸中,草酸和丙二酸的含量受到硅的调节而增加,柠檬酸的含量不受影响,而苹果酸的含量却有下降的趋势。上述结果表明:硅增强高粱幼苗的抗镉胁迫与其增强高粱抗氧化酶活性及增加高粱体内有机酸的含量相关。     

Intercropping with hyperaccumulator plants decreases the cadmium accumulation in grape seedlings

In this experiment, four cadmium (Cd) hyperaccumulator species (Crassocephalum crepidioides, Galinsoga parviflora, Sigesbeckia orientalis, and Solanum nigrum) were intercropped with grape (Vitis vinifera) cuttings together in Cd-containated soil to study the effects of intercropping with the Cd-hyperaccumulator plants on growth and Cd accumulation of grape seedlings. Compared with the monoculture, intercropping with S. nigrum increased the biomass of grape seedlings, but intercropping with the other three hyperaccumulator species decreased the grape seedling biomass. Intercropping with S. nigrum increased chlorophyll a and total chlorophyll contents in leaves of grape seedlings compared with the monoculture, whereas intercropping with the other three hyperaccumulator species showed either a decrease or no effect. Intercropping with hyperaccumulator plants had no significant effects on chlorophyll b and carotenoid contents in leaves of grape seedlings compared with the monoculture. Compared with the monoculture, intercropping with C. crepidioides, G. parviflora, S. nigrum and S. orientalis significantly decreased Cd contents in shoots of grape seedlings by 78.7%, 12.7%, 29.8% and 26.5%, respectively. Therefore, intercropping with hyperaccumulator plants can decrease Cd accumulation in grape, and intercropping with S. nigrum can also promote grape seedling growth.     

Cd胁迫对5种植物体内Cd积累及根际土壤特性的影响

以大豆、棉花、曼陀罗、蓖麻和玉米为供试材料,采用土柱栽培试验,探讨Cd胁迫后,5种植物根系活力与各器官间cd含量的差异,以及5种植物根际土壤酶活性与根际土壤营养含量对Cd胁迫的反应.结果表明:(1)5种受污染的植物体Cd富集量超出对照不受污染的植物体达3～7倍之多,但都未达富集临界值100 mg/kg.(2)不同植物不同器官Cd运转积累部位不同,以根冠比衡量,蓖麻、玉米、棉花R/S大于1,称作根优势植物;大豆、曼陀罗R/S小于1,称作冠优势植物;棉花R/S近于1,称作冠根均衡植物.5种植物吸收富集最强的前3位植物(大豆、玉米、棉花)都是人工驯化的栽培植物,其吸肥能力强于野生植物的,这种吸肥能力与吸Cd能力是否呈正相关关系,吸肥能力的差异是否可以作为污染土壤利用改良的依据值得进一步研究.(3)大豆、曼陀罗茎秆中Cd含量均较根、叶、籽实中的高,考虑到大豆是粮食作物,同时其根部Cd含量仅次子茎的,而曼陀罗作为一种杂草,其地上部Cd转移系数大于1.0,因此,比较供试5种植物,应优先选择曼陀罗用于Cd污染区域的土壤净化.(4)Cd胁迫(5 mg/kg)提高了5种植物根系还原TTC强度,抑制了大豆和蓖麻根际土壤多种酶活性,而促进了曼陀罗和玉米根际土壤多种酶活性以及棉花根际土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性;比较5种酶活性,碱性磷酸酶活性对Cd反应较不敏感,脲酶和蔗糖酶活性对Cd反应较敏感,多酚氧化酶和过氩化氯酶活性对CA的敏感程度因不同植物而异.结果还表明Cd胁迫不同程度地提高了供试5种植物根际土壤营养含量.(5)研究为有效开展Cd污染土壤的植物修复资源提供理论依据.     

草酸对不同土壤中Cd Zn吸附及其交互作用影响的初步研究

研究了草酸对Cd2＋、Zn2＋单一及复合条件下在陕西塿土、黄绵土、黑垆土、黄褐土、砂土5种土壤中的吸附特征,并探讨了草酸的影响机制。结果表明,除在低Zn2＋平衡浓度下,5种土壤中草酸促进了Zn2＋的吸附外,总体上在Cd2＋、Zn2＋单一处理及其复合处理中,草酸降低了土壤对Cd2＋、Zn2＋的吸附。草酸既没有改变塿土、黑垆土吸附能力最强、砂土吸附能力最弱的结果,也没有改变Cd2＋、Zn2＋之间的相互拮抗作用。草酸对Cd2＋、Zn2＋吸附的影响机制主要在于其与Cd2＋、Zn2＋形成络合物。草酸主要通过降低电性引力的方式减弱土壤对Cd2＋的吸附能力,而对于Zn2＋,在低平衡浓度下,草酸对Zn2＋吸附的促进作用来源于在土壤氧化物矿物表面形成少量的三元表面络合物的桥键合效应,在高平衡浓度下,对Zn2＋吸附的抑制作用来源于草酸对土壤有机质化学吸附点位的竞争。对Cd2＋、Zn2＋吸附起决定作用的依然是土壤本身性质。     

超声波活化风化煤腐植酸对小白菜吸收Pb、Cd和土壤酶活性影响

采用土培盆栽试验研究不同超声波活化风化煤腐植酸添加量0,10,20,40,60g/kg(以风化煤计)对小白菜吸收重金属铅、镉和土壤酶活性的影响。结果表明:在加风化煤量40g/kg条件下,有效降低了土壤中铅、镉的可移动性,使小白菜中铅、镉含量明显降低;在加风化煤量20～40g/kg条件下,明显降低了土壤中铅、镉的生物毒性,提高了土壤酶(过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶)活性。故施适量的超声波活化风化煤(20～40g/kg)可有效减轻土壤中重金属铅、镉单一污染对小白菜的毒害,从而为铅、镉单一污染的小白菜区域增施腐植酸肥提供理论依据。