外源硫对镉胁迫下马齿苋光合性状和矿质元素吸收的影响

从光合反应系统揭示外源硫(S)诱导马齿苋镉(Cd)耐受性的生理机制,为外源S缓解重金属毒害提供理论依据.采用营养液培养,研究外源S供体(NH4)2SO4对100 mg/L Cd胁迫下马齿苋叶片光合色素、光合特性、叶绿素荧光参数和矿质营养元素的影响.结果表明,Cd胁迫可显著降低马齿苋叶片中叶绿素a和叶绿素b含量;净光合速率、蒸腾速率、气孔导度均显著降低,而胞间二氧化碳浓度上升,表明非气孔因素是Cd胁迫诱导马齿苋光合抑制的主要因素;同时,PSⅡ实际光化学效率(ФPSII)、电子传递效率(J)、化学猝灭系数(qP)显著下降,而非化学猝灭系数(qN)显著上升,表明Cd胁迫影响马齿苋PSⅡ反应系统的正常运行.外施400 mg/L(NH4)2SO4显著提高马齿苋叶片叶绿素a含量、叶绿素b含量和叶绿素a/b比值,增强马齿苋叶片光合作用和PSⅡ原初光化学反应量子效率.对5种与光反应系统密切相关的矿质元素含量进行分析发现,Cd处理显著增加马齿苋叶片中的Ca和Fe含量,显著抑制马齿苋对Mg、Mn和Cu的吸收.Cd胁迫下马齿苋叶片的变黄与Mg、Mn的亏缺有关,而与Fe缺乏无关;添加外源S可显著提升马齿苋叶片中Ca、Mg、Fe、Cu和Mn含量,从而增强Cd胁迫下马齿苋叶片的PSII反应系统功能.     

高温胁迫对花生幼苗光合速率、叶绿素含量、叶绿体Ca2+-ATPase、Mg2+-ATPase及Ca2+分布的影响

将水培后盆栽的花生幼苗,置于培养箱42℃高温培养,定时测定幼苗叶光合速率、叶绿素含量和叶绿体Ca2 -ATPase、Mg2 -ATPase的相对活性,并观察幼叶细胞内Ca2 分布的变化。试验结果表明:高温胁迫过程中,光合速率及叶绿素含量都随处理时间的延伸而下降,并呈显著正相关;叶绿体Ca2 -ATPase和Mg2 -ATPase高温胁迫过程中相对活性呈先升后降趋势,Ca2 -ATPase热敏性高于Mg2 -ATPase;高温胁迫过程中,Ca2 具有从胞外转运到胞质内和叶绿体中的趋势,Ca2 能够稳定高温胁迫下叶肉细胞膜和叶绿体的超微结构。     

不同水肥条件下AM真菌对丹参幼苗生长和营养成分的影响

利用盆栽接种试验,探讨不同水肥条件下AM真菌摩西球囊霉Glomus mosseae对丹参幼苗生长和微量元素的影响,为丹参水肥合理施用提供理论依据。结果表明,不同水肥条件下,接种AM真菌显著提高了根系侵染率和生物量。40%相对含水量、不同施P水平,接种株丹参酮含量升高,总黄酮、丹参素及地下部总酚酸含量降低,植株Zn及地上部Ca、K、Mn、Fe含量升高,而对植株Mg、Cu和地下部Ca、K、Mn、Fe无显著影响;接种效应随施P量不同而变化。70%相对含水量、不同施P水平,接种株药用成分含量显著升高,植株Ca、Mn和地上部K、Cu及地下部Fe和Zn含量升高,而对植株Mg、地下部K、Cu和地上部Fe和Zn含量无显著影响。不同水分和同一施P水平,接种株丹参酮含量升高,地上部Ca、K和地下部Zn含量升高,接种效应因土壤含水量不同而变化,其中以70%含水量时效果最好。说明AM真菌能促进宿主植物根系对水分和矿质元素的吸收与利用,提高水分和P肥利用率,降低水分和P胁迫对丹参的伤害程度,其中以70%相对含水量,施P量为0.16 gP/kg土时AM真菌对丹参的接种效果最佳。     

镉胁迫对金银花叶片含水量及微量元素吸收积累的影响

采用土培试验方法,研究了不同浓度镉(Cd)胁迫下金银花的叶片含水量和体内微量元素含量的变化。结果表明:随着Cd处理浓度的增加,叶片含水量呈先上升后下降的变化趋势。在100和200mg·kg-1Cd处理下,叶片含水量分别为70.4%和65.3%,与对照相比虽有所降低,但并未表现出显著差异。从整体上看,Cd胁迫促进了根中Fe含量增加,而Mn、Cu和Zn含量均有所下降;与对照相比,叶中Cu含量降低,Fe、Mn和Zn含量均在低浓度Cd处理下增加,随着Cd处理浓度的增加而降低。     

铜处理对菠菜幼苗矿质营养吸收和细胞超微结构的影响

土壤重金属积累严重影响植物生长和生态系统平衡,探寻植物对重金属的耐性机理尤为重要.菠菜可能具有一定的耐铜性,但Cu对其矿质元素吸收、细胞超微结构等方面的耐性机理尚不明确.本研究以菠菜幼苗为研究对象,通过盆栽试验,探究不同浓度铜处理对菠菜幼苗生长、矿质元素吸收、叶片细胞超微结构等指标的影响.结果表明: 100 mg·L^-1 CuSO₄处理浓度时,菠菜幼苗根Cu²⁺积累量小于地上部,其根系生长量增加,地上部生长量稍有下降,继续增加铜处理浓度,植物体各器官生长参数均呈下降趋势.低浓度铜处理时(<400 mg·L^-1 CuSO₄),菠菜幼苗叶N、K、Ca、Mg、Fe含量增加,P含量减少;根N、P、K含量减少,Ca、Mg、Fe含量增加;叶片细胞内各细胞器清晰可见,基粒片层排列仍较为整齐,叶绿体内外膜完整.高浓度铜处理时(>600 mg·L^-1 CuSO₄),菠菜幼苗叶N含量增加,P、K、Ca、Mg、Fe含量减少;根N、P、K、Ca、Mg、Fe含量均减少;叶片细胞内叶绿体变圆,叶绿体膜变薄,基质、基粒片层变少,层堆积高度下降,细胞核解体,液泡、细胞壁中有黑色小点分布,可能是大量Cu²⁺聚集导致细胞内膨压增大所致.低浓度铜处理并未对菠菜幼苗的生长生理特性产生明显的负面影响,而高浓度铜处理并未终止菠菜幼苗的生长.说明菠菜幼苗具有一定的耐铜性.     

四种金花茶组植物叶片金属元素含量及富集特性研究

以四种金花茶组植物为研究对象,采用原子吸收光谱法和原子荧光法,测定其嫩叶、老叶及对应土壤中Mg、Ca、Mn、Fe、Zn、Ni、Se、Pb、Cd、Hg、As共11种元素的含量,并分别计算嫩叶和老叶对土壤金属元素的富集系数.结果表明:(1)4种金花茶组植物叶片富含Mg、Ga、Mn、Fe、Zn、Ni等营养元素,各元素在叶片中含量为Ca>Mg>Mn>Fe>Zn>Ni>Se;Pb、Cd、As、Hg等重金属元素含量较低,均达到无公害茶叶标准.(2)老叶和嫩叶中各金属元素含量差异较大,老叶中的Ca、Mn、Fe、Zn、Pb、Cd、Hg、As、Se元素含量均大于嫩叶,尤以Ca、Mn、Fe差异显著;嫩叶中的Mg和Ni含量大于老叶.(3)金花茶组植物对不同金属元素的富集能力不同,对各元素富集能力强弱为Ca、Mn、Mg>Zn、Ni、Hg>Pb、Se>Fe、As,老叶和嫩叶的富集规律存在差异.(4)不同金花茶组植物对金属元素的富集能力有较大差异,龙州金花茶(Camellia longzhouensis)和黄花抱茎茶(C.murauchii)对Mg、Ca、Mn、Zn、Ni、Se、Pb的富集能力均大于金花茶(C.nitidissima)和毛籽金花茶(C.ptilosperma).其中,龙州金花茶对Mg、Mn、Se的富集能力最强,黄花抱茎茶对Ca、Pb、Hg富集能力最强,金花茶对Hg的富集能力较强,对其它元素的富集能力均较弱;毛籽金花茶对Ca、Mn、Ni、Zn的富集能力均最弱.该研究结果为金花茶组植物的进一步开发和利用提供了理论依据.     

水分胁迫下AM真菌对枳实生苗叶片矿质营养吸收的影响

在温室盆栽条件下研究丛枝菌根真菌(AM真菌)Glomus versiforme对水分胁迫下(正常水分为对照)的枳[Poncirus trifoliata (L.) Raf.]实生苗叶片矿质营养吸收的影响.研究表明,水分胁迫显著抑制AM真菌对枳实生苗根系的侵染.无论在正常水分还是在水分胁迫下,AM真菌的感染显著提高枳实生苗叶片P、K和Ca的含量,水分胁迫下的菌根贡献率均高于对照;AM真菌的接种对叶片N、Mg和Cu含量没有显著影响.与未接种处理相比,AM真菌处理仅对水分胁迫下的枳实生苗叶片Fe和Zn含量有显著促进作用.研究还表明,接种处理降低叶片Mn含量,正常水分下达到显著水平.     

干旱胁迫对持绿性高粱叶片渗透调节及叶绿体超微结构的影响

在盆栽条件下,研究了开花期和灌浆期干旱胁迫(土壤含水量为田间最大持水量的45%~50%)对持绿性高粱(B35)和非持绿性高粱(三尺三)叶片水分、渗透调节物质以及叶绿体超微结构的影响.结果表明: 干旱胁迫下,两高粱品系叶片自由水含量下降,束缚水含量增加,相对含水量降低,水分饱和亏缺增加,相对电导率增大,但三尺三各指标的变化幅度均大于B35.对于渗透调节物质,干旱胁迫下,三尺三可溶性糖含量的增幅大于B35,脯氨酸含量的增幅小于B35,可溶性蛋白含量的降幅大于B35.干旱胁迫下,B35与三尺三的叶绿体超微结构均受到一定程度的破坏,但B35叶绿体结构保持相对完好,受损程度明显小于三尺三.在干旱胁迫下,持绿性高粱通过较强的渗透调节表现出更好的干旱适应能力.
     

施用硒肥对圆叶决明生长、酶活性及其叶肉细胞超显微结构的影响

通过盆栽试验 ,研究在红壤中施用不同浓度的硒肥对豆科牧草圆叶决明植株生长、叶片硝酸还原酶活性、根瘤固氮酶活性及其叶肉细胞超显微结构的影响。试验结果表明 ,施 0 .5～ 2 mg Se/ kg土不同用量的硒肥处理的圆叶决明植株株高、分枝数和植株干重 ,比不施硒肥的对照处理分别提高 11.71%～ 18.97%、0 .5 5 %～ 2 2 .6 1%和 5 2 .9%～ 14 4 .9% ;植株的硒含量随施硒浓度的提高而明显增加 ,不施硒 (CK)处理的植株含硒量仅为 0 .0 2 5 mg/ kg,当施硒肥量为 2 mg Se/ kg土 (S2 )时 ,植株的硒含量达到0 .2 2 2 mg/ kg,比对照增加了 7.88倍 ;施硒量为 1mg Se/ kg土 (S1)处理圆叶决明的叶片硝酸还原酶活性最大 ,比对照提高2 81.5 % ,比施 2 m g Se/ kg土的增加了 2 0 6 .1% ;根瘤固氮酶活性以施用 2 mg Se/ kg土的处理为最大 ,比对照增加了 4 9.4 1%。植株叶肉细胞超显微结构变化的观察结果表明 :施不同用量硒肥处理均能比对照处理增加植株叶绿体的数量 ,其中以1.5 mg Se/ kg土的施用量处理效果最好 ,而 1.5 m g Se/ kg土和 2 mg Se/ kg土处理对提高叶绿体的基粒数量和片层密度效果较佳 ,但对稳定叶绿体的双层膜结构效果则不明显 ;而施用 1.5 m g Se/ kg土和 1mg Se/ kg土处理则显示了减少线粒体的数量 ,降低线     

多效唑对盆栽菊花的生理效应（简报）

土施PP333显著抑制盆栽菊花的生长。在供试的四个品种中,紫玉松针和大紫球时PP333最敏感;其次为御郎仙菊;而春水绿波敏感性最差。经PP333处理后叶片中的还原糖、可溶性糖和淀粉的含量降低,矿质元素P,K,Ca,Mg,Mn,Cu,Fe,Al,Sr和Pb含量高于对照,而Zn则低于对照。     

Application of the EUF procedure in grape production

Summary The relationships between the nutrient contents in vine leaves and grape yield on the one hand and the nutrient contents in the soil on the other are described on the basis of results from pot and field experiments conducted over several years. The soils were analysed by means of conventional methods as well as by electro-ultrafiltration (EUF). The following results were obtained: The application of high K and P fertilizer amounts in pot experiments increased the availability of Mg, Mn and Fe. A marked rise in the Mg, Mn and Fe contents was observed in the vine leaves. The exchange processes due to fertilizer addition were well indicated by the EUF method, whereas the results obtained by extraction with ammonium lactate (AL) and CaCl₂ were unsatisfactory. Close and highly significant correlations were found between the EUF-P, EUF-K and EUF-Mg contents on the one hand and the P, K and Mg contents in vine leaves on the other. A close correlation also exists (r=0.91^***) between grape yield and EUF-K contents. Grape yield increases with increasing EUF-K values up to 25 mg/100 g/30 min at 20°C in pot experiments (30 cm rooting depth) and only up to 12 mg/100 g/30 min at 20°C in field experiments. The soil in this field experiment had, however, EUF-K values of 12 mg/100 g in the topsoil as well as in the subsoil. When assessing the limit values, it is therefore important to consider the depth of the horizon in which the nutrients are present. After addition of very high amounts of P fertilizer the P contents in vine leaves markedly decrease after one year, as there is a decline in the availability of phosphates. The EUF-P values measured immediately after the application of high doses of P fertilizer can only characterize the P supply status of a soil for a period of one or two years. The P availability after application of different forms of phosphate fertilizers (superphosphate, hyperphosphate) is well indicated by means of EUF, but not by means of the AL method. When assessing the required K and Mg values in the soil (whatever the method) the vine variety has also to be taken into account, whereas the utilization of soil phosphates depends less on the varietal differences.     

镉胁迫下草莓幼龄期叶、根矿质元素积累和分布的变化

采用水培实验,研究重金属镉对草莓幼龄期叶、根矿质元素含量和分布的影响。结果表明,高量镉降低草莓根中K、Ca、Mg、P、Cu、Zn、Mn、Fe的积累,叶片相应元素以及B、Mo含量也随镉浓度增大而呈降低趋势;但镉浓度较低时,K、Mg、P、Zn在叶、根中的含量均增加,而后才随镉处理浓度提高而降低。在镉胁迫下,同一元素在草莓叶、根之间的分布也受到影响,而且某些矿质元素含量间有显著相关性。     

外源硒对大豆产量、植株氮磷含量及土壤酶活性的影响

利用盆栽试验,研究了不同浓度、不同价态外源se对大豆产量、N、P含量及与N、P代谢密切联系的土壤脲酶和磷酸酶活性的影响．结果表明,施用浓度为0．25和0．5μg·g^-1土的Se^4+和Se^6+后,大豆产量、含N量及土壤脲酶活性增加,大豆含P量和土壤磷酸酶活性降低．当Se^6+浓度为0．5μg·g^-1土时,大豆植株含N量与土壤脲酶活性呈极显著的抛物线相关关系;Se^6+浓度为0．25μg·g^-1土时,大豆植株含P量与土壤磷酸酶活性呈极显著的抛物线相关关系。Se^4+处理的大豆N、P含量和土壤脲酶和磷酸酶活性均无显著相关关系。     

镉胁迫下大豆生长发育的生理生态特征

采用土壤盆栽试验方法,研究了不同浓度Cd2+胁迫对大豆整个生长发育周期的生长以及叶片叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量的生理生态适应性变化过程。结果表明,(1)Cd2+胁迫对大豆整个生活周期的叶绿素含量、POD活性、SOD活性及MDA含量的影响都是极显著的(P0.01);(2)短时间、低浓度的Cd2+胁迫对大豆植株的生长发育有刺激效应,高浓度、长时间的Cd2+胁迫对大豆植株构成明显的抑制效应;大豆株高增长开始受到抑制的Cd2+浓度为1.00mg·kg-1,远低于大豆生物量的增长开始受抑制的Cd2+浓度(2.50mg·kg-1);(3)当Cd2+浓度超过一定水平时,大豆植株生物量和株高的抑制程度与外源Cd2+浓度呈极显著的正相关(P0.01),对土壤Cd2+污染程度具有指示作用,且大豆植株高度与其生物量相比,株高对Cd2+污染具有更好的指示作用;大豆幼苗期叶绿素含量对镉的敏感性高于开花结荚期和成熟期的敏感性;(4)大豆POD、SOD活性的增加,能在一定程度上减轻Cd2+胁迫引起的膜脂过氧化造成的伤害作用;在Cd2+达到2.50mg·kg-1水平时,植物保护性酶系统活性的提高已经不足以弥补因Cd2+胁迫对大豆植株造成的伤害;大豆幼苗期和花荚期叶片的POD活性对土壤Cd2+污染程度具有较好的指示作用,而大豆花荚期和成熟期叶片的SOD活性对土壤Cd2+污染程度具有较好的指示作用;在Cd2+胁迫下大豆MDA含量增加,表明细胞膜脂过氧化作用加强。     

溴甲烷土壤灭菌对大豆苗期根系生长的影响

利用溴甲烷田间土壤灭菌,研究灭菌对正茬、重茬大豆苗期根系生长和产量的影响.试验结果表明,灭菌处理后重茬(连续种植3a)地大豆根系生长良好,根系形态明显改善,总根长、主根长、植株鲜重和根瘤数增加、孢囊线虫孢囊数为0.而灭菌处理后,正茬地大豆根系前期生长受到一定抑制,主根长、总根长、植株鲜重和侧根数有降低的趋势,但随时间推移,抑制幅度降低.溴甲烷处理促进大豆结瘤.灭菌后,重茬大豆与正茬大豆根系生长差异减少.溴甲烷灭菌处理可作为克服大豆连作障碍问题措施之一.     

镉在水花生叶片中的亚细胞分布及其毒理学

以水花生为试验材料,研究了不同浓度镉(Cd)(0、0.05、0.1、0.2、0.4 mmol·L-1)胁迫下水花生叶中Cd及矿质元素的亚细胞分布、抗氧化能力、叶绿素、可溶性蛋白和植物络合素(PCs)含量的变化.结果表明:随着培养液中Cd浓度的增加,叶片内各亚细胞组分中Cd含量显著增加,但分布不均,主要积累在细胞壁,其次为可溶成分,线粒体和叶绿体中分布最少.Cd处理浓度大于0.2 mmol·L-1时,呈现Cd向水花生叶的可溶成分中分配增加、细胞壁中分配减少的趋势.矿质元素的吸收明显失衡,表现为各亚细胞组分中Ca含量显著增加且主要分布在细胞壁中,细胞壁和可溶成分中P和K含量不断降低,叶绿体中Mg和Fe的含量逐渐减少.叶绿素和可溶性蛋白含量持续下降.谷胱甘肽和抗坏血酸含量先升后降,总抗氧化能力(T-AOC)不断提高,PCs大量累积.水花生对水体中的Cd有一定耐性,且Cd在亚细胞结构中的富集量与其毒性间具有明显的剂量-效应关系;亚细胞中矿质元素的紊乱以及叶绿素和可溶性蛋白含量的显著降低,Cd在亚细胞中的积累对植物体造成了明显的毒害作用;Ca在细胞壁中的累积以及PCs和T-AOC水平的提高说明水花生具有较强的抗性;PCs的合成量与Cd对水花生的毒性变化有一定的相关性,可以作为Cd胁迫的生物标记物.     

甘蔗—大豆间作对大豆鲜荚产量和农艺性状的影响

为探讨甘蔗-大豆间作模式对大豆鲜荚产量和农艺性状的影响,于2009—2011年连续3年在广州市华南农业大学农场进行大田试验,试验设置2种施氮水平(常规施氮(525kg·hm-2)和减量施氮(300kg·hm-2))和3种种植模式(甘蔗-大豆(1∶1)、甘蔗-大豆(1∶2)、单作大豆)。结果表明:甘蔗-大豆间作(1∶2)模式下,2009年减量施氮水平的大豆鲜荚产量较常规施氮水平提高了33%,2010和2011年不同施氮水平间均无显著差异;甘蔗-大豆间作模式对大豆的单株鲜荚重、多粒荚数和百粒鲜重无显著影响;大豆单株鲜荚重与多粒荚数在不同种植模式下均呈显著相关(P<0.05),在常规施氮间作模式下与大豆单株荚数呈显著相关(P<0.05)。甘蔗-大豆间作没有降低大豆的单株鲜荚产量,也没有对大豆的农艺性状产生负面影响,从增产增收、提高土地生产力来考虑,减量施氮模式下甘蔗-大豆间作具有一定的可行性。     

Cadmium toxicity affects chlorophyll a and b content,antioxidant enzyme activities and mineral nutrient accumulation in strawberry

Background

Cadmium (Cd) is well known as one of the most toxic metals affecting the environment and can severely restrict plant growth and development. In this study, Cd toxicities were studied in strawberry cv. Camarosa using pot experiment. Chlorophyll and malondialdehyde (MDA) contents, catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX) activities and mineral nutrient concentrations were investigated in both roots and leaves of strawberry plant after exposure Cd.

Results

Cd content in both roots and leaves was increased with the application of increasing concentrations of Cd. We found higher Cd concentration in roots rather than in leaves. Chlorophyll a and b was decreased in leaves but MDA significantly increased under increased Cd concentration treatments in both roots and leaves. SOD and CAT activities was also increased with the increase Cd concentrations. K, Mn and Mg concentrations were found higher in leaves than roots under Cd stress. In general, increased Cd treatments increased K, Mg, Fe, Ca, Cu and Zn concentration in both roots and leaves. Excessive Cd treatments reduced chlorophyll contents, increased antioxidant enzyme activities and changes in plant nutrition concentrations in both roots and leaves.

Conclusion

The results presented in this work suggested that Cd treatments have negative effect on chlorophyll content and nearly decreased 30% of plant growth in strawberry. Strawberry roots accumulated higher Cd than leaves. We found that MDA and antioxidant enzyme (CAT, SOD and APX) contents may have considered a good indicator in determining Cd tolerance in strawberry plant.