镉-钙交互作用对植物的生态学效应

镉(Cd)由于其高毒性和易迁移的特点成为环境中最重要的有毒重金属之一,钙(Ca)作为植物必需元素,参与植物细胞代谢的调节和信号转导。为了明晰植物中Cd和Ca交互作用的机理,并有效的利用二者之间的相互关系,为重金属污染土壤的防治提供理论基础。笔者在广泛查阅了国内外研究和文献的基础上,总结了镉-钙交互作用对植物生态学效应为:(1)在植物的吸收过程中,Cd和Ca存在拮抗关系。一方面Cd和能抑制植物对Ca的吸收,使植物的生长受限;另外一方面Ca能抑制植物对Cd的吸收来缓解镉毒害。(2)施加外源Ca能够促进Cd毒害下植物的生长和光合色素的合成。(3)在调节抗氧化酶活性过程中,施加外源钙能够增强植物的抗氧化酶活性来降低氧化损伤。因此,镉钙交互作用下对植物生长、光合色素、抗氧化酶活性的影响过程中均存在拮抗作用。     

不同配比的蔬菜与玉米间套作削减农田径流污染的研究

2011年7月到9月采用田间试验,在自然降雨条件下,对滇池流域不同比例蔬菜与玉米间套作蔬菜种植模式下农田地表径流产生量与地表径流、TN、TP、COD、SS的流失量进行分析,寻求控制农田径流污染的蔬菜与玉米适宜比例种植模式.结果表明:蔬菜单作地表径流流失量为73.78 m3·hm-2,TN、TP、COD和SS流失量分别为0.79、0.195、2.86、44.46 kg·hm-2.1∶2玉米//青花-西葫芦间套作地表径流流失量为41.06 m3·hm-2,TN、Tp、COD和SS流失量分别为0.41、0.112、1.08、13.06 kg·hm-2.1∶3和1∶4玉米//青花-西葫芦间套作地表径流和TN、TP、COD、SS流失量均高于1:2模式.与蔬菜单作相比,1:2玉米∥青花-西葫芦间套作能削减44.35％的地表径流量、48.46％的TN、42.38％的TP、62.13％的COD、72.92％的SS.因此,1∶2玉米//青花-西葫芦间套作种植模式削减农田地表径流和径流污染的效果最好.     

铅锌矿区重金属胁迫对野生小花南芥根系特征的影响

为云南会泽铅锌矿区重金属污染土壤治理与植被恢复提供科学依据,通过分析野生小花南芥地下部生物量、根系长度、根系表面积、根系体积和投影面积等根系指标研究重金属胁迫对野生小花南芥的根系特征的影响。结果表明:矿区内不同位置野生小花南芥地上部与地下部的生物量(以干重计)以及根冠比较低,指标保持相对稳定,各样点间差异性不显著,生长情况大致相同;野生小花南芥的根系长度、表面积、体积及投影面积在各径级(根径,mm)分布存在差异,其中,径级0d≤1.5根系长度所占总量的比重较大,根长随根径增大呈不同程度减小且减幅较大;根系表面积和投影面积在各径级下分布相对均匀;小径级0d≤1.5的根系体积占总体积的比重较小,较大径级1.5d≤4.5和d4.5的占比较大。     

硫素对小花南芥体内含硫化合物与铅累积特征的影响

为探明含硫化合物促进小花南芥(Arabis alpina L. var. parviflora Franch)富集Pb的机理,采用外源添加不同硫浓度进行盆栽试验,通过测定谷氨酸、半胱氨酸、谷胱甘肽含量及酶活性,揭示超富集植物小花南芥体内含硫化合物对Pb累积特征的影响。结果表明:硫浓度为50 mg·kg-1处理下,小花南芥地上部、地下部生物量分别显著增加85.0%和46.2%;硫浓度为150、200 mg·kg-1处理下,土壤中有效态Pb含量分别显著增加3.6%和4.1%,小花南芥地下部Pb含量分别显著增加23.1%和32.8%;硫浓度为50、100 mg·kg-1处理促进了小花南芥对Pb的累积,富集系数分别显著增加64.2%和107.8%;硫处理显著提高了小花南芥体内含硫化合物含量及酶活性;小花南芥地下部Pb含量与地上部谷氨酸(Glutamine,Glu)含量呈极显著正相关,与地上部γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-glutamylcysteine synthetase,γ-GCS)和谷胱甘肽还原酶(Glutathione reductase,GR)活性呈显著正相关;小花南芥地下部Pb含量与地下部半胱氨酸(Cysteine,Cys)含量呈极显著正相关,与地下部γ-GCS、GR和谷胱甘肽S-转移酶(Glutathione Stransferase,GST)活性呈显著正相关。研究发现,适量施硫能促进小花南芥体内含硫化合物的合成,提高关键酶活性和对Pb的富集能力,有利于对Pb污染土壤的修复。     

野外连续两年增强UV-B辐射对8个割手密无性系叶片MDA含量的影响*

 研究了大田栽培和自然光条件下，连续两年模拟UV-B辐射（280～315 nm，5.00 kJ/m²）增强对8个割手密无性系叶片丙二醛（MDA）含量的影响。UV-B辐射对割手密叶片MDA含量有显著的影响，8个割手密无性系叶片MDA含量对增强UV-B辐射存在种内差异。5个无性系叶片MDA含量有明显增加的趋势，分别为I91-97，I91-38，Ⅱ91-116，93-25，90-22；1个无性系MDA含量变化不明显（Ⅱ91-93），2个无性系MDA含量有降低的趋势，分别为Ⅱ91-98，92-11。UV-B辐射对割手密叶片MDA含量的影响具有年际间差异。UV-B辐射对割手密叶片MDA含量的影响存在生育期之间的差异，为伸长期>成熟期>分蘖期。     

连续3年UV-B辐射对33个割手密无性系成熟期锤度的影响

在大田栽培和自然光条件下，研究了连续3年模拟紫外辐射（UV-B，280～315nm）增加对33个割手密无性系成熟期锤度的影响。结果表明：（1）UV-B辐射对割手密无性系锤度具有明显的影响;（2）33个割手密无性系锤度对UV-B辐射响应具有明显的差异，在2003年、2004年和2005年，锤度响应范围分别为-27.86%～69.90%、-28.88%～34.58%和-18.90%～26.21%;（3）割手密无性系锤度对UV-B辐射响应具有明显的年际间差异，从选择的10个无性系来看，从2003年、2004年到2005年，6个无性系锤度变化率增加，4个无性系锤度变化率下降。     

连续3年UV—B辐射对10个割手密无性系株高、茎径的影响

研究了大田栽培和自然光条件下，连续3年模拟紫外辐射（UV—B，280～315nm）增加对10个割手密无性系伸长期株高和茎径的影响。结果表明：（1）割手密耐性无性系株高和茎径对UV—B辐射响应具有明显的差异；敏感无性系的株高和茎径显著或极显著的下降。（2）无性系株高和茎径对UV—B辐射的响应具有明显的年际、生育期之间的差异，在伸长初期和中期最敏感。（3）割手密无性系90—15的耐性最强，无性系Ⅱ91—93最敏感。     

pH和有机质对土壤中镉和锌生物有效性影响研究*

 综述了土壤环境中重金属镉、锌生物有效性国内外研究态势，尤其是土壤pH、有机质和石灰对土壤中镉、锌生物有效性及镉、锌形态的影响机制。就目前研究状况，提出未来研究方向，为治理土壤镉、锌污染提供理论依据。     

几种蔬菜中砷含量及影响因素

[目的]为了研究蔬菜和土壤砷含量及其影响因素之间的关系。[方法]在云南省丘北县开展大田调查试验。[结果]蔬菜根、茎叶、果实中总砷平均含量分别为0.62、0.92和0.46 mg/kg,叶菜类、果菜类蔬菜各部位总砷含量分别为茎叶根,茎叶根果实。土壤中总磷和速效磷含量的平均值分别为13.49 g/kg和124.11 mg/kg,土壤中总砷和有效砷含量的平均值分别为28.24和7.11 mg/kg。土壤中磷含量(总磷和速效磷)和土壤中砷含量(总砷和有效砷)是影响蔬菜中砷含量的主要因素。土壤pH、CEC和有机质含量的平均值分别为6.9、10.32 cmol/kg和54.24 g/kg,在一定程度上影响蔬菜中砷含量。[结论]不同类型蔬菜对砷累积的主要部位是茎叶。影响蔬菜中砷累积的因素除土壤pH、CEC和有机质外,主要为土壤磷含量。     

不同钝化剂对铅锌矿区周边农田镉铅污染钝化修复研究

采用大田试验和盆栽试验,研究了海泡石(S)、石灰(L)、腐植酸(H)、生物炭(B)和钙镁磷肥(P)对云南某铅锌矿区周边玉米农田的修复效果,并采用BCR形态分级试验研究土壤钝化前后重金属形态的变化。结果表明:石灰和海泡石可显著提高土壤pH。钝化处理可显著降低DTPA提取态Cd、Pb含量,盆栽试验中,生物炭45 t·hm~(-2)处理对Cd钝化效率可达45.3%,石灰2.25 t·hm~(-2)处理对Pb钝化效率可达60.6%;大田试验中,钙镁磷肥3 t·hm~(-2)处理对Cd最高钝化效率可达48.3%,石灰4.5 t·hm~(-2)处理对Pb钝化效率可达25.3%。石灰、海泡石和生物炭对重金属形态变化影响显著,可促进重金属由高活性形态向低活性形态转换。钝化处理可显著降低玉米籽粒中Cd、Pb含量,生物炭22.5 t·hm~(-2)处理下,Cd最大降幅85%,作物达到食品安全国家标准(GB 2762—2012,Cd≤0.1 mg·kg-1),石灰4.5 t·hm~(-2)处理下,Pb最大降幅59.6%,但未达到食品安全国家标准(GB 2762—2012,Pb≤0.2 mg·kg-1)。部分钝化剂可以起到增产的作用,腐植酸22.5 t·hm~(-2)处理下可增产29.1%。综合分析不同钝化剂及其施用量的效果可知,海泡石和石灰是对该矿区周边Cd、Pb污染农田修复效果最佳的钝化剂,最佳施用量分别为海泡石45 t·hm~(-2)和石灰2.25 t·hm~(-2)。