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.     

砷、钙对蜈蚣草中金属元素吸收和转运的影响

蜈蚣草是砷的超富集植物和钙质土壤的指示植物。本试验在砂培条件下,研究砷、钙对蜈蚣草吸收和转运必需金属元素K、Mg、Mn、Fe、Zn和Cu的影响。结果表明。提高营养液中的砷浓度显著降低根部Mg和Zn的吸收。但对根部其它元素的浓度没有明显影响;叶柄中的Mn和地上部的Fe浓度因介质中添加砷而显著减少。其它元素在地上部的分布不受抑制。添加砷限制Fe从地下部向地上部转运,但促进其从叶柄向羽叶中运输;另外,还显著促进Mn由叶柄向羽叶和Zn由根向羽叶的转运。提高钙处理浓度对蜈蚣草吸收Fe、Zn、Cu无显著影响,但显著限制K、Mg和Mn的吸收。Mn是研究的6种金属元素中惟一一种明显向地上部转运富集的元素。从根部到羽叶中。金属元素间的相关性增强,在根部Ca与各种金属元素都无相关性;叶柄中Ca和Fe浓度呈极显著正相关;在羽叶中,Ca与K、Mg、Mn和Zn浓度呈显著负相关。     

硅对镉胁迫下香椿幼苗光合特性和离子吸收的影响

为探究硅对镉胁迫下香椿的缓解机制,以香椿幼苗为材料,采用水培法调查施加不同浓度硅(0、0.5、1.0和2.0 mmol·L^-1)对镉(200μmol·L^-1)胁迫下香椿幼苗的生长指标、渗透平衡、离子吸收、光合特性、抗氧化能力的影响。结果表明：镉胁迫显著抑制香椿幼苗的生长,降低其根系活力、离子含量、光合色素含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r);而相对电导率、胞间CO₂浓度(C_i)、过氧化氢(H₂O₂)和丙二醛(MDA)含量则显著增加。与单独镉处理相比,施加硅后,香椿幼苗的生长指标、根系活力、铁(Fe²⁺)、锰(Mn²⁺)、锌(Zn²⁺)、铜(Cu²⁺)离子含量、叶绿素和类胡萝卜素含量以及气体交换参数(除C_i)均显著提高,而镉离子(Cd²⁺)...     

钨酸钠对苹果幼苗15N吸收利用、13C积累及果实品质的影响

分别以1年生苹果砧木M9T337幼苗和5年生烟富3/SH6/平邑甜茶为试材,开展盆栽和田间试验,并结合¹⁵N、¹³C同位素示踪技术,研究不同浓度(0、0.5、1、1.5 mmol·L^-1,分别用CK、T₁、T₂和T₃表示)硝酸还原酶(NR)抑制剂钨酸钠对苹果幼苗¹⁵N吸收利用、¹³C积累和成熟期果实品质的影响。结果表明: 盆栽试验中,喷施0.5~1.0 mmol·L^-1钨酸钠可显著抑制幼苗地上部生长,但对根系生长影响不显著;当钨酸钠浓度达到1.5 mmol·L^-1时可显著抑制根系生长。同一时期各处理叶片NR活性与钨酸钠浓度呈负相关,均表现为CK>T₁>T₂>T₃。随处理时间的延长,叶片硝态氮含量总体表现为先升高后降低的趋势,同一时期各处理硝态氮含量与钨酸钠浓度呈正相关,均表现为T₃>T₂>T₁>CK。喷施钨酸钠可不同程度地降低幼苗各器官¹⁵N吸收量和¹⁵N利用率,且钨酸钠浓度越高,抑制幼苗氮素吸收和利用的效果越显著。随钨酸钠浓度的提高,地上部¹³C积累量呈先升高后降低的趋势,在T₂处理时达到最高;幼苗整株¹³C积累量呈相似的规律。田间试验结果表明,喷施钨酸钠可降低成熟期叶片和果实的氮含量,果皮花青苷含量、果实可溶性固形物、可溶性糖含量和糖酸比均不同程度提高,其中T₂处理的效果最好。综上,T₂处理(1.0 mmol·L^-1钨酸钠)可有效抑制幼苗地上部生长,降低¹⁵N吸收利用,提高¹³C积累,有利于果实品质的提高。     

营养液NO3-浓度对草莓幼苗生长和抗氧化酶系统的影响

采用沙培方式研究了营养液NO³-浓度对草莓幼苗生长和抗氧化酶系统的影响.结果表明: 不同NO₃-浓度(16 mmol·L^-1,CK;48 mmol·L^-1,T₁;96 mmol·L^-1,T₂;144 mmol·L^-1,T₃)处理 15 d后,草莓幼苗株高、叶面积、干物质积累量和根冠比均比对照显著降低,其中T₁、T₂、T₃的株高和功能叶叶面积分别比对照降低16.1%、36.8%、43.9%和19.7%、34.3%、47.5%.随NO₃-浓度增加,各处理脯氨酸、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)含量和电解质渗漏率呈先升高后降低趋势,但均高于对照;除叶片中过氧化氢酶(CAT)活性逐渐降低外,叶片和根系中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及根系中的CAT活性均呈先升高后降低趋势,其中T₃叶片和根系中的SOD活性及根系中的APX活性低于对照.表明NO₃-胁迫下,细胞内溶物质增加,部分抗氧化酶活性升高但高浓度下降低,生长势减弱,NO₃-浓度为48 mmol·L^-1即表现出抑制草莓生长的作用.     

外源植物激素对小白菜硒、镉富集及生理特性的影响

增强作物对土壤硒的富集能力对于提高土壤硒的利用效率,优化富硒作物的生产具有重要意义。采用盆栽方法,设置对照组(CK)、50μmol·L^-1茉莉酸(JA50)、100μmol·L^-1茉莉酸(JA100)、50μmol·L^-1水杨酸(SA50)、100μmol·L^-1水杨酸(SA100)等处理组,分析不同处理小白菜硒含量、镉含量、生物量、叶绿素荧光参数、丙二醛含量和抗氧化酶活性的变化,探究外源植物激素在增强小白菜硒富集能力上的应用潜力。结果表明：与CK相比,激素处理组小白菜地上部硒含量提高54.7%～229.1%,根部硒含量提高175.0%～276.8%,同时茉莉酸处理组地上部硒含量和硒积累量显著高于水杨酸处理组;与CK相比,植物激素处理显著降低小白菜地上部镉含量26.3%～63.2%、镉积累量38.5%～72.1%,且茉莉酸处理组地上部镉含量和镉积累量明显低于水杨酸处理组;此外,激素处理组的F_v′/F_m′、Φ_PSⅡ和q_P     

营养液NO3-浓度对草莓幼苗生长和抗氧化酶系统的影响

采用沙培方式研究了营养液NO³-浓度对草莓幼苗生长和抗氧化酶系统的影响.结果表明: 不同NO₃-浓度(16 mmol·L^-1,CK;48 mmol·L^-1,T₁;96 mmol·L^-1,T₂;144 mmol·L^-1,T₃)处理 15 d后,草莓幼苗株高、叶面积、干物质积累量和根冠比均比对照显著降低,其中T₁、T₂、T₃的株高和功能叶叶面积分别比对照降低16.1%、36.8%、43.9%和19.7%、34.3%、47.5%.随NO₃-浓度增加,各处理脯氨酸、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)含量和电解质渗漏率呈先升高后降低趋势,但均高于对照;除叶片中过氧化氢酶(CAT)活性逐渐降低外,叶片和根系中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及根系中的CAT活性均呈先升高后降低趋势,其中T₃叶片和根系中的SOD活性及根系中的APX活性低于对照.表明NO₃-胁迫下,细胞内溶物质增加,部分抗氧化酶活性升高但高浓度下降低,生长势减弱,NO₃-浓度为48 mmol·L^-1即表现出抑制草莓生长的作用.     

外施Ca2+、ABA及H3PO4对盐碱胁迫的缓解效应

分别对300mmol·L^-1NaCl和100mmol·L^-1Na₂CO₃盐碱胁迫下的羊草苗进行以不同方式施加Ca²⁺、ABA和H₃PO₄等缓解胁迫处理.结果表明,外施Ca²⁺、ABA和H₃PO₄明显缓解了盐碱对羊草生长的抑制作用.叶面喷施效果好于根部处理;施用Ca(NO₃)₂效果好于施用CaCl₂效果;混合施用CaCl₂和ABA的效果比单独施用ABA或CaCl₂的效果好.     

盐胁迫下外源Ca2+对花生生长发育、生理及产量的影响

以‘花育22’为试验材料,使用外源钙[0、6、12 mmol·L^-1的Ca(NO₃)₂]处理盐胁迫(100 mmol·L^-1 NaCl)及正常条件下生长的花生,以盆栽方式研究了不同Ca²⁺浓度处理对盐胁迫条件下花生整个生育期的相关生理与产量指标的影响.结果表明: 在100 mmol·L^-1 NaCl条件下,施加不同浓度外源钙均可提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性以及叶绿素含量,降低丙二醛(MDA)含量和电解质外渗,增加根系活力,改善植株的农艺性状,增加生物积累量,最终提高花生产量,并且12 mmol·L^-1 Ca²⁺处理的效果最显著.通过增强活性氧的清除能力、维持细胞膜的稳定性以及完整性,是外源钙有效缓解花生植株的盐胁迫伤害并最终提高荚果产量的重要原因.     

盐胁迫下外源Ca2+对花生生长发育、生理及产量的影响

以‘花育22’为试验材料,使用外源钙[0、6、12 mmol·L^-1的Ca(NO₃)₂]处理盐胁迫(100 mmol·L^-1 NaCl)及正常条件下生长的花生,以盆栽方式研究了不同Ca²⁺浓度处理对盐胁迫条件下花生整个生育期的相关生理与产量指标的影响.结果表明: 在100 mmol·L^-1 NaCl条件下,施加不同浓度外源钙均可提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性以及叶绿素含量,降低丙二醛(MDA)含量和电解质外渗,增加根系活力,改善植株的农艺性状,增加生物积累量,最终提高花生产量,并且12 mmol·L^-1 Ca²⁺处理的效果最显著.通过增强活性氧的清除能力、维持细胞膜的稳定性以及完整性,是外源钙有效缓解花生植株的盐胁迫伤害并最终提高荚果产量的重要原因.     

纯化腐植酸对低氮胁迫下黄瓜幼苗生长及养分吸收的影响

以黄瓜‘新泰密刺’、‘津优1号’为供试品种,研究沙培条件下不同浓度(0、50、100、150、200 mg·L^-1)纯化腐植酸(PHA)浇灌对低氮胁迫(1 mmol·L^-1 NO₃^-)下黄瓜幼苗生长及养分吸收的影响.结果表明: 在较低N供应条件下,沙培浇灌PHA可显著增加黄瓜幼苗的根总长、根表面积及根尖数,增大根体积,促进黄瓜幼苗株高和茎粗生长,增大叶面积;显著提高黄瓜幼苗叶片中脯氨酸及可溶性糖含量;促进N素以及P、K、Ca、Mg、Fe元素的吸收.由参试两黄瓜品种对低氮胁迫下PHA处理响应效果来看,不同品种的某些性状对PHA处理浓度的敏感程度稍有差异,综合结果显示,施用100～150 mg·L^-1PHA可显著促进两品种幼苗生长及养分吸收.     

一株溶植酸磷类芽孢杆菌的分离筛选及对水稻幼苗的促生作用

采用溶磷平板筛选和重金属耐性复筛相结合,从薇甘菊根际分离到一株兼具多重金属抗性的溶磷细菌(编号为ZLT11),16S rRNA 基因序列分析显示,该菌株属于类芽孢杆菌。菌株对植酸钙和植酸的溶磷量分别为84.10和73.84 mg·L^-1,其在30 ℃、初始pH为9.0时对植酸钙的溶磷量最高,达95.66 mg·L^-1。菌株ZLT11能耐受≤400 mg·L^-1 Pb ²⁺、≤100 mg·L^-1 Cd ²⁺及≤40 mg·L^-1 Hg ²⁺,当添加植酸钙为磷源时,接种菌株ZLT11使水稻幼苗平均根长、根数、苗高和总生物量较对照幼苗分别增加106.7%、76.6%、49.0%和46.3%。菌株ZLT11还能显著促进水稻幼苗在Cd胁迫下的生长。     

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。     

荒漠地区8种草本植物营养元素含量的比较分析

为深入了解荒漠植物营养元素计量特征,认识元素间的交互作用,揭示不同生长期、不同沙丘部位植物元素含量差异。以古尔班通古特沙漠8种优势草本植物（4种1年生植物,4种短命植物）为研究对象,采集不同生长期（旺盛期、枯萎期）、不同沙丘部位（坡上、腹地）的植株,测定全株植物的10种营养元素（C、N、P、K、Na、Mg、Al、Mn、Cu、Zn）。结果表明：（1）8种植物元素含量存在显著差异,体现了植物因遗传特性不同而对元素选择吸收的特点,含量为：C（230.19~401.82 mg·g^-1）、N（11.31~18.85 mg·g^-1）、P（0.95~2.08 mg·g^-1）、K（16.12~29.79 mg·g^-1）、Na（0.88~3.31 mg·g^-1）、Mg（3.38~5.31 mg·g^-1）、Al（0.33~1.99 mg·g^-1）、Mn（51.35~105.32 mg·kg^-1）、Cu（4.14~6.38 mg·kg^-1）、Zn（11.64~21.43 mg·kg^-1）。不同种的元素含量分布格局基本相似,大小排序为：C>N>K> Mg>Na>P>Al>Mn>Zn>Cu,典型特征为富K,贫Cu、Zn,属于N制约性植物,表明环境对各类植物元素含量的一致影响。（2）元素含量受物种、生长期和沙丘部位的影响显著。4种黎科植物（Chenopodiaceae）Na含量显著比4种短命植物高。与生长旺盛期相比,8种植物在枯萎期的C、N、P、Mg、Mn、Cu、Zn含量普遍降低,而Na、K含量有不同幅度的升高,并且碱蓬、沙蓬的K含量显著升高。受土壤水分和养分丰富程度的影响,沙丘腹地植物元素含量普遍比坡上同种植物高。（3）相关性分析表明：C与P,N与Na、Mg、Cu、Zn,K与P、Al,Na与Mg,Mn与Na、Mg、Cu,Zn与Cu之间具有极显著正相关关系（P≤0.001）,P与Cu,C与Cu、Zn,K与Mn、Cu、Zn之间具有极显著负相关关系（P≤0.001）。综上所述,荒漠植物元素含量的这些特征体现了其对干旱半干旱地区气候和土壤等生存环境的适应性。     

硒的价态与浓度对香橙幼苗生长和AsA-GSH循环的影响

以盆栽香橙为试材,分析不同施用浓度Se⁶⁺和Se⁴⁺对植株生长和抗坏血酸(AsA) -谷胱甘肽(GSH)循环的影响.结果表明: 两种价态硒均可促进香橙生长,主要表现在增加了叶面积、株高、鲜质量和干质量.施用Se⁶⁺显著提高了香橙硒含量,且硒主要分配在叶片;而施用Se⁴⁺虽能提高硒含量,但其含量远低于Se⁶⁺处理,且主要分配在根系.施硒提高了叶片叶绿素和过氧化氢(H₂O₂)含量,且Se⁶⁺处理高于Se⁴⁺处理.Se⁶⁺浓度≤2.0 mg·L^-1处理能提高谷胱甘肽还原酶(GR)与谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性、GSH与氧化型谷胱甘肽(GSSG)量,Se⁶⁺浓度≥4.0 mg·L^-1处理降低GSH循环的物质和酶活性;而Se⁴⁺浓度≤ 2.0 mg·L^-1处理能提高脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)与抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,且具有较高的AsA/[AsA+脱氢抗坏血酸(DHA)]比值,Se⁴⁺浓度≥4.0 mg·L^-1 处理的GSH循环的物质和酶活性升高.综上,硒的不同价态和施用浓度对AsA-GSH循环相关物质含量和酶活性的影响不同.结合香橙生长指标和抗氧化水平,Se⁶⁺和Se⁴⁺的适宜浓度分别为2.0和4.0 mg·L^-1.     

养猪场养殖废水与化肥配施对小麦中微量元素含量和品质的影响

以淮河以南麦区大面积种植的春性小麦品种扬麦18为供试材料,研究了越冬期不同用量养猪处理废水（30、60、90和120 m³·hm^-2）和穗期施氮水平（0、30、60和90 kg·hm^-2）对小麦中微量元素含量和籽粒品质的影响.结果表明： 小麦地上部植株Ca、Mg和Fe含量随着生育期的推进先下降后上升,Cu、Zn和Mn含量则呈不断下降趋势.Ca、Mg、Cu和Zn含量除拔节期以外,均以施用处理废水120 m³·hm^-2并穗期施氮90 kg·hm^-2为最高;各生育期Fe和Mn含量均以施用处理废水120 m³·hm^-2并穗期施氮90 kg·hm^-2为最高.Ca、Mg、Cu、Zn、Fe和Mn含量在各生育期均随着处理废水施用量的增加而增加.在品质方面,施用处理废水90 m³·hm^-2并穗期施氮60 kg·hm^-2为最佳施肥模式.养猪处理废水通过厌氧无害化处理后与氮肥配施应用于小麦栽培,能促进小麦植株微量元素的提高并改善籽粒品质,整体而言,以越冬期施入60~120 m³·hm^-2处理废水、穗期配施氮肥90 kg·hm^-2为宜.     

茶树幼苗钾累积利用特性模型的构建

通过水培试验和建立数学模型,定量研究了茶树幼苗新梢发育期间树体钾含量与培养液钾浓度、新梢与树体钾含量之间的关系,并探讨了钾促进茶树幼苗叶绿素合成和提升光合作用的量效关系.结果表明:随培养液钾浓度增加,全株、新梢、茎部和根部钾含量先升后降,在6.82～8.65 mmol·L^-1范围达到最大,呈正态分布曲线模型,而成熟叶钾含量呈直线增加,试验范围内未出现下降;新梢、成熟叶和根部对全株钾累积贡献较大,其最大钾含量分别为20.04、16.02、12.03 mg·g^-1,全株的最大钾含量为10.53 mg·g^-1,茎部不同部位的最大钾含量在8.08～8.27 mg·g^-1;新梢在较低钾浓度(3.65 mmol·L^-1)可达到较高的钾累积效率(1.22),表现出较强的钾累积能力.新梢钾含量与成熟叶和全株钾含量呈直线关系,与茎部钾含量呈一阶指数关系,而与根部存在较强的钾竞争,在钾浓度＞5.13 mmol·L^-1时,根部钾累积效率开始下降,向新梢的钾供应减少.成熟叶片净光合速率(P_n)和新梢叶绿素含量随钾含量增加呈Boltzman曲线上升,并通过模型确立了提高P_n和促进叶绿素合成的最佳钾含量范围(成熟叶为10.03～10.83 mg·g^-1,新梢为17.72～19.11 mg·g^-1)和最佳水培钾浓度区间(4.69～5.96 mmol·L^-1).     

砷对玉米生长、抗氧化系统及离子分布的影响

采用温室砂培试验,研究了不同浓度砷（As）处理对玉米郑单958幼苗生物量积累、光合色素含量、抗氧化系统、As及矿质离子吸收、分布的影响.结果表明：低浓度（＜2 mg·L^-1）的As刺激了玉米幼苗的生长,植株株高、主根长和生物量积累均显著增加;高浓度（＞4 mg·L^-1）As严重抑制了玉米幼苗生长.2 mg·L^-1As处理下,叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b含量均达到峰值;随As处理浓度增加,叶绿素含量逐渐下降;电镜观察发现,10 mg·L^-1 As处理下,叶片叶绿体结构遭到破坏,类囊体膜溶解.根系3种抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性均随As浓度增加而增大;叶片3种抗氧化酶活性在8 mg·L^-1出现峰值,且对As处理的敏感性表现为POD>CAT>SOD.MDA、可溶性糖和可溶性蛋白含量与As浓度呈正相关.高浓度的As明显抑制了P、K、Ca、Fe等元素的吸收.根系对As胁迫的反应比地上部更为敏感,因此根系生长发育指标更适合作为植物As毒害的指示指标.