土壤中镉、铅、锌及其相互作用对作物的影响

 通过作物盆栽模拟试验(砂壤质褐土、pH值8.2)揭示：土壤中分别施入镉(CdCl2)、铅[Pb(CH3COO)2]或锌(ZnSO4)其影响表现为,植物各器官镉的含量超过对照植物的数倍至500倍。土壤镉浓度<5ppm和<10ppm分别造成某些蔬菜和水稻的污染。铅主要积累在植物根部,土壤铅污染对作物的影响较小。锌主要积累在植物叶片和根部,对水稻产生生长抑制的土壤锌浓度临界值不大于200ppm,此浓度对旱作无影响。土壤中同时施入镉和铅,植物对镉的吸收增加。而土壤中镉的增加却减少了植物体内铅的含量。土壤中由于镉、锌或铅、锌相互作用的结果,水稻对它们的吸收都有增加。在旱地土壤锌浓度的增高,降低了植物对镉、铅的吸收。镉、铅、锌同时施入土壤由于相互作用的结果,除锌之外,植物对镉、铅的吸收有明显下降。评价土壤重金属污染,不仅要看它们的含量及其存在形态,而且要分析它们之间的相互作用(促进或拮抗)特点。     

施用尿素对土壤中Cd、Pb形态分布及植物有效性的影响

采用室外盆栽试验,研究了在镉(25mg·kg-1)、铅(1000mg·kg-1)单一污染及其复合污染的土壤中,施用不同剂量尿素(0、100、200、400、800mg·kg-1)对小麦根际和非根际土壤镉、铅形态、小麦植物体镉、铅浓度的影响,为重金属污染土壤的防治提供依据。结果表明:增加尿素施用水平显著提高了小麦不同部位镉、铅浓度,尿素施用促进小麦对镉、铅的吸收与其对土壤中镉、铅形态分布的影响紧密相关,尿素施用引起土壤pH下降,提高土壤中交换态镉、铅含量,而交换态是最易被植物吸收利用的部分,这是尿素施用提高镉、铅植物有效性的主要原因;与单一污染相比,镉、铅复合污染抑制了小麦对铅的吸收,但促进了小麦对镉的吸收。     

镉、铅及其相互作用对小白菜根系生理生态效应的研究

采用溶液培养方法,以镉,铅作为胁迫因子,研究了不同镉,铅浓度对小白菜根系生理生态的影响。实验结果表明;培养液中镉超过０．１ｍｇ／Ｌ,侧根数目减少,根的分枝程度降低,根系生物量和体积下降,根系生长发育受阻,根系不发达,根系对锰,锌的吸收受到抑制,根系活动降低,对硝酸盐吸收能力下降,蛋白质分解加快,游离氨基酸积累,氮代谢紊乱,失调。     

单一与复合污染条件下两种敏感性植物对Cd、Zn、Pb的吸收效应

为了进一步研究镉、锌、铅 3种重金属元素间的相互作用以及对植物吸收重金属能力的影响 ,在模拟单一重金属污染试验研究的基础上 ,采用正交回归设计方案 ,研究了 Cd、Zn、Pb复合污染情况下紫花苜蓿和披碱草两种敏感性植物对 3种重金属的吸收效应。结果表明 ,在单一污染条件下 ,镉元素对紫花苜蓿生长的影响大于锌、铅 ,铅元素对披碱草生长的影响大于锌、镉 ;紫花苜蓿对于镉的吸收累积显著高于披碱草 ,植物内镉元素浓度最高达到 1 0 88.5 mg/kg,而披碱草对于铅元素的吸收则高于紫花苜蓿 ,植物内铅元素浓度最高达到 1 3 4 5 .5 mg/kg。在复合污染条件下 ,两种植物对铅、锌和铅、镉的吸收在不同浓度范围内分别存在存在着协同效应和拮抗效应 ;同时两种植物对锌、镉元素在实验涉及浓度范围内都存在着拮抗效应。这对于深入研究复合污染条件下重金属的土壤环境化学行为 ,对植物的综合毒性以及不同植物对重金属的吸收累积效应等 ,具有一定的参考意义     

单一与复合污染条件下两种敏感性植物对Cd、Zn、Pb的吸收

为了进一步研究镉、锌、铅3种重金属元素间的相互作用以及对植物吸收重金属能力的影响,在模拟单一重金属污染试验研究的基础上,采用正交回归设计方案．研究了Cd、Zn、Pb复合污染情况下紫花苜蓿和披碱草两种敏感性植物对3种重金属的吸收效应。结果表明,在单一污染条件下．银元素对紫花苜蓿生长的影响大于锌、镉、铅元素对披碱草生长的影响大于锌、镉,紫花苜蓿对于镉的吸收累积显著高于：披碱草,植物内银元素浓度最高达到1088．5mg/kg。而披碱草对于铅元素的吸收则高于紫花苜蓿。植物内铅元素浓度最高达到1345．5mg/kg。在复合污染条件下．两种植物对铅、锌和铅、镉的吸收在不同浓度范围内分别存在存在着协同效应和桔抗效应;同时两种植物对锌、银元素在实验涉及浓度范围内都存在着拮抗效应。这对于深入研究复合污染条件下重金属的土壤环境化学行为,对植物的综合毒性以及不同植物对重金属的吸收累积效应等,具有一定的参考意义。     

不同品种小白菜对镉的吸收积累差异

通过盆栽试验,研究了60个小白菜品种在不同程度镉污染土壤中吸收和积累镉能力的差异.结果表明：在土壤镉浓度为0.6 mg·kg^-1时,小白菜镉含量超过国家标准的为8.33％;而在土壤镉浓度为1.2 mg·kg^-1时其超标率达66.67%,表明小白菜容易受到镉污染.2种镉浓度下白菜地上部分镉含量均低于国家食用标准,且其生物量不受影响的小白菜品种为：长梗白菜、上海青、矮箕苏州青、青优四号、矮脚葵翩黑叶白菜、皱叶黑油冬儿、高华青梗白菜、早生华京、金冠清江白、夏王青梗菜、利丰青梗白菜和杭州油冬儿.这12个品种可作为在镉轻度污染土壤中种植的安全系数较高的小白菜品种.     

秋茄对镉的吸收、积累及净化作用的研究

 采用砂培研究红树植物秋茄幼苗在含镉0.0025—25ppm海水培养液中对镉的吸收积累、净化作用以及镉对秋茄的毒害作用。试验结果表明：秋茄植物体镉含量大小顺序为：根>胚轴>茎>叶．各器官镉含量(y)随培养液镉浓度(x)的增加而增加,两者呈显著的双对数线性正相关,根与培养液镉含量的回归方程为;logy=1.8039+0.4311logx。在含镉培养液中培养4个星期,不同器官对镉的富集作用明显,镉处理2.5ppb,叶、茎、胚轴、根的富集系数分别为62.4、113.6、187.2、705.2．吸收的镉主要积累于根部。25ppm镉处理组每株幼苗(干重6.18g)吸收镉量为239.47μg,其中根占植物体总镉量的75.6%．在所有浓度处理中,秋茄植物体对镉的吸收量为培养液总加镉量的2.4—36%。2.5ppm镉处理组10个星期内,根部镉积累量为538.74μg／g,未见明显受害,表明秋茄对镉的吸收积累能力和耐性都较强。幼苗受镉的毒害程度主要与根部镉含量有关。从天然条件生长的红树植物器官镉积累量来看,也表明秋茄群落对镉污染的吸收净化效果显著。     

接种耐镉细菌对青葙吸收积累土壤中镉的影响

于广东省大宝山尾矿区发现1种镉含量较高的植物——青葙(Celosia argentea),将其幼苗种植于不同浓度的镉污染土壤中培养,研究其镉吸收特性。结果表明,青葙可耐受浓度为40 mg·kg-1以上的镉污染,且植株内镉含量随土壤镉浓度的增加而升高。通过在培养基中加入不同浓度的镉(Cd Cl2·2.5H2O),从镉超富集植物龙葵(Solanum nigrum)叶片中筛选到1株耐受镉浓度达200 mg·L-1的内生细菌DE5,经生理生化试验和16S r DNA序列分析,将其鉴定为争论贪噬菌(Variovorax paradoxu),Genbank登录号为KF051781。温室内设置盆栽试验,以灌根的方式接种DE5发酵液,通过对青葙株高、生物量及镉含量的测定,研究接种内生菌对青葙吸收镉的影响,结果表明,接菌处理的青葙根部干重相比于对照增加125.0%,地上部和全株的镉吸收总量分别增加81.7%和81.1%。研究表明,青葙是一种良好的镉污染土壤修复的植物资源,接种DE5能够强化青葙的镉吸收效果,其作用效果好于浇施螯合剂EDTA,具有一定的应用潜力。     

珙桐幼苗生理生化指标对重金属铅、镉胁迫的响应

铅和镉在土壤中表现出很强的毒性,严重危害植物的生长发育。该研究着眼于中国特有濒危珍稀植物珙桐,探究盆栽实验条件下其抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)以及游离脯氨酸、可溶性蛋白对不同浓度重金属铅、镉胁迫的响应规律。结果表明:(1)不同浓度铅处理下,珙桐幼苗MDA浓度均显著高于对照组,而镉胁迫条件下除10 mg·kg~(-1)浓度外,其余处理组MDA浓度也显著高于对照组,表明了铅和镉污染加剧了珙桐膜脂过氧化进程。(2)游离脯氨酸随着铅、镉浓度的增加,表现出先增加后降低的现象,分别在铅浓度≥800 mg·kg~(-1)和镉浓度≥20 mg·kg~(-1)处理下显著低于对照组。可溶性蛋白浓度随着铅浓度的增加也表现出先增后减的规律,其浓度在镉胁迫下均显著高于对照组。可溶性蛋白和游离脯氨酸的增加可以提高珙桐抵抗低浓度重金属危害的能力,高浓度重金属对珙桐则产生抑制作用。(3)随着铅和镉浓度的增加,珙桐抗氧化酶活性也表现出先增加后降低的特征,表明了低浓度重金属(铅浓度≤600 mg·kg~(-1),镉浓度≤5mg·kg~(-1))容易激活珙桐抗氧化应激反应,有效地减少重金属的危害,高浓度的重金属则会抑制抗氧化酶活性。(4)通过相关性和主成分分析表明,珙桐幼苗中抗氧化酶、游离脯氨酸可以较好地反映珙桐对两种重金属胁迫的响应规律。     

‘新选七叶’油菜对土壤3种重金属的吸收和累积特征

以‘新选七叶’油菜为研究对象,采用土培方法,研究在不同浓度重金属(镉、铅、汞)胁迫下,油菜对重金属的吸收和积累特征,并探讨重金属在土壤—蔬菜间的迁移情况。结果表明:不同重金属在植物不同部位的分布和积累规律存在差异,镉和汞在植株上的积累规律为根叶茎,而铅在植株上的积累规律为根茎叶。油菜根部对重金属的累积能力远高于茎和叶,根部对三种重金属的吸收富集能力为镉汞铅。油菜各部位重金属含量与土壤重金属浓度呈显著正相关(r20.859)。以蔬菜可食部位重金属含量的最大限量为标准(GB 15201-1994、GB 14935-1994、GB 2762-1994),计算得出土壤中对应的镉、铅、汞临界值分别为0.362、43.62、2.892μg/g。     

铅、镉、铬单一和复合污染对青菜种子萌发的生物学效应

重金属污染是当今世界上倍受重视的一类公害。重金属以汞毒性最大 ,镉次之 ,铅、铬、砷也有相当毒性 ,有人称之为“五毒”。冶炼和采矿是向环境中释放重金属的最重要的污染源。此外 ,不少工业部门也通过三废向环境中排放重金属。农作物受到重金属污染后 ,不仅严重影响其产量和质量 ,更为严重的是重金属经食物链进入人体 ,在人体内富集 ,危害人类健康。近几年 ,国外利用陆生植物进行毒性试验已有所增加 ,其中包括植物种子发芽毒性试验[1] 。植物种子发芽毒性试验较其它毒性试验方法有两大优点 :一是方法简单 ,持续时间短 ;二是这种方法对毒物…     

Putrescine Effect on Nitrate Reductase Activity, Organic Nitrogen, Protein, and Growth in Heavy Metal and Salinity Stressed Mustard Seedlings

Putrescine effect on nitrate reductase activity, organic nitrogen and protein contents, and plant growth under Cd or Pb (0.1 – 2 mM) and salinity (5 and 100 mM NaCl) stresses was examined in Indian mustard (Brassica juncea L. cv. RH-30) seedlings. Cd or Pb and salinity inhibited nitrate reductase activity and decreased organic nitrogen and protein contents in leaf tissue. The increased nitrate reductase activity induced by putrescine was correlated with increased organic nitrogen and protein contents and growth of plants.     

脯氨酸对不结球白菜（Brassica chinensis）镉积累的影响

采用溶液培养的方法,研究了过量Cd对不结球白菜（Brassica chinensis）幼苗内源脯氨酸含量的影响及外源脯氨酸在不结球白菜Cd积累中的作用。100μmol？L-1 Cd处理明显增加不结球白菜叶片脯氨酸（Pro）的含量,并且随着Cd胁迫时间的延长,其含量也显著上升。100μmol？L-1 Cd处理明显降低脯氨酸脱氢酶（PDH）活性,而增加δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶（P5CS）的活性。1~5 mmol？L-1外源Pro处理显著降低不结球白菜幼苗地上部Cd含量,对根系Cd含量无显著影响,但外源Pro处理并不能缓解过量Cd对不结球白菜幼苗生物量的抑制作用。外源Pro处理下,不结球白菜叶片中Pro含量与其地上部干重呈显著的负相关关系。     

广西英罗湾红海榄林重金属元素的累积及动态

 探讨了广西英罗湾红海榄红树林重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Cr元素的累积及动态。结果表明：植物体不同部位元素的含量范围,分别为Cu 0.433～1.21、Pb 0.369～1.88、Zn 2.94～7.66、Cd0.020～0.233和Cr0.330～0.562μg／g。林地残留物组分元素含量远高于植物体及凋落物组分含量。该群落Cu、Pb、Zn、Cd、Cr的现存储量,分别为28.73、25.25、143.68、3.14和14.61mg／m2。林地残留物相应元素的储量,分别为271.68、323.41、1983.70、8.18和34.44μg／m2。群落Cu、Pb、Zn、Cd、Cr元素的生物循环为：年吸收量分别为1351.70、1613.12、8808.37、240.74和759.30μg／m2;年存留量分别为842.46、806.91、4694.10,94.88和464.80μg／m2;年归还量分别为509.24、806.21、4114.27、145.86和294.50μg／m2;周转期分别为56、31、35、22和50年;流动系数Cd>Pb、Zn>Cu、Cr。     

Multi-Wall Carbon Nanotubes Effects on Plant Seedlings Growth and Cadmium/Lead Uptake In Vitro

The effects of multi-wall carbon nanotubes (MWCNTs) on plant growth and Cd/Pb accumulation was investigated on seedlings of three plant species including Brassica napus L., Helianthus annus L. and Cannabis sativa L. The experiment consisted of MWCNTs on three concentration levels (0, 10, 50 mg/L) and 200 μM CdCl₂ or 500 μM Pb(NO₃)₂. MWCNTs application effectively improved root and shoot growth inhibited by Cd and Pb salts. In B. napus, total chlorophyll (Chl) content increased by both MWCNTs 10 and 50 mg/L exposure under cadmium or lead stress. MWCNT 10 mg/L mitigated the deleterious effects of Cd ions on total chlorophyll content of H. annus and C. sativa. Wherease higher concentration of MWCNTs decreased Chl content under either Cd or Pb treatments on sunflower seedlings. MWCNT10 effectivly raised cadmium accumulation in seedlings of all three species. MWCNT10 and 50 mg/L also caused higher Pb accumulation in canola and cannabis seedlings, respectively. Based on the results, it seems that the effects of MWCNTs on growth parameters and heavy metal accumulation in plant seedlings is strongly depends on heavy metal type, MWCNTs concentration and plant species.     

Cd、Zn、Pb及其相互作用对烟草、小麦的影响

烟草对Cd、Zn、Pb是一种敏感性作物,Cd、Zn、Pb对烟草的影响比对小安、水稻都大。 Cd、Zn、Pb在烟草各器官中的累积随土壤Cd、Zn、Pb浓度的增高而增大。 Cd、Zn、Pb在烟草各器官中含量的次序为:茎叶>根>籽粒。它们在根中受阻,而较易转移到茎叶和籽粒中。 烟草对Pb的吸收比对Zn和Cd明显地低。Pb仍然是一种低吸收性元素。 土壤Zn增加,减低了烟草对Cd的吸收,而土壤Pb的增加,则促进了烟草对Cd的吸收。     

Comparison of tolerance of <Emphasis Type="Italic">Brassica juncea</Emphasis> and <Emphasis Type="Italic">Vigna radiata</Emphasis> to cadmium

The effect of different cadmium concentrations (6–120 μM) on Hill reaction activity (HRA) of isolated chloroplasts, contents of chlorophylls (Chls) and carotenoids (Cars), and Cd uptake and accumulation in plant organs of Indian mustard (Brassica juncea L. cv. Vitasso) and mung bean [Vigna radiata (L.) Wilczek] were determined. The Cd stress inhibited photochemical activity of isolated chloroplasts of both species and in both tested developmental stages. On the basis of EC₅₀ values, the mung bean showed a higher sensitivity to Cd treatment than Indian mustard. The higher sensitivity of both species was determined in the earlier than in the older developmental stage. The leaves of Cd-treated plants possessed lower contents of Chls and Cars in both species and the negative effect increased with Cd concentration. A difference between species was also found in Cd uptake and accumulation. In both species, Cd was accumulated more in roots than in shoots, with higher accumulation in Indian mustard than in mung bean.     

盐角草在Cd、Pb、Li污染盐土修复中的应用潜力

滩涂和内陆盐碱地是重要的后备土地资源。近年来镉(Cd)、铅(Pb)等土壤重金属和锂(Li)污染对盐碱地开发利用和生产安全造成严重威胁。利用盐生植物修复污染盐土是最经济有效的方法。本研究以盐生植物盐角草SalicorniaeuropaeaL.为材料,采用盆栽方式,通过比较分析盐角草在不同浓度Cd(0-50mmol/L)、Pb(0-50 mmol/L)和Li(0-400 mmol/L)处理下的生长和生理生化指标及离子含量的变化,研究盐角草对3种金属污染物胁迫的耐性及积累特性,以期探讨盐角草在Cd、Pb、Li污染盐土修复中的应用潜力。结果显示,随着Cd、Pb处理浓度升高,盐角草的株高、鲜重和干重均显著下降。低浓度Li(≤20 mmol/L)处理促进盐角草的生长,而高浓度Li(≥20mmol/L)处理则抑制植物生长。盐角草对Cd、Pb、Li的耐受性顺序为Li>Pb>Cd。Cd、Pb、Li胁迫可能降低了盐角草对Na和K的吸收与转运而影响植株的生长。另一方面,盐角草抗氧化酶系统对Cd、Pb、Li胁迫表现出不同的响应机理,多种抗氧化物酶协同作用,抵制Cd、Pb、Li胁迫造成的氧化毒害。盐角草根和地上部分Cd、Pb、Li含量随着处理浓度的升高而增加,其中Cd和Pb的分布特征为根>地上部分,Li的分布特征为地上部分>根。研究结果表明盐角草对Cd、Pb、Li的胁迫均具有较强的耐受性与自我调节能力,且具有富锂特性,具备修复Cd、Pb、Li污染盐土的潜力。本研究为深入研究盐角草耐受Cd、Pb、Li胁迫的机制奠定了基础,揭示了利用盐角草修复高盐碱土壤中Cd、Pb、Li污染的应用潜力。     

Cd、Pb投加浓度对其在黑土中化学形态分布及油菜生长和吸收Cd、Pb的影响

采用室内模拟实验和连续形态分级方法研究了Cd、Pb投加浓度对其在黑土中化学形态分布及油菜生长和吸收Cd、Pb量的影响.结果表明:随Cd、Pb投加量的增加,土壤中Cd交换态含量增幅较大,Pb碳酸盐结合态、Fe-Mn氧化物结合态含量增幅较大;外源Cd在土壤中的存在形态以交换态和残留态为主,Pb的交换态比例相对较低,其存在形态主要为残留态;土壤Cd、Pb投加浓度较低时,促进了油菜的生长,投加浓度较高时,对油菜生长的抑制作用较为明显;地下部分Cd、Pb含量远高于地上部分,与Cd相比,Pb向地上部的迁移率相对较小;土壤中Cd、Pb各形态含量与油菜地下、地上部分吸收的Cd、Pb量均呈显著正相关,与干质量呈负相关;交换态Cd、Pb对油菜干质量影响最大,碳酸盐结合态对油菜吸收Cd、Pb的贡献最大.