曼陀罗和苍耳对污染土壤中镉的吸收与富集

目的:研究曼陀罗和苍耳对重金属镉的吸收与富集特征.方法:室外盆栽试验和室内原子吸收测定曼陀罗和苍耳体内的镉含量.结果:土壤中的镉刺激了植物的生长,曼陀罗和苍耳的生物量都比对照有所增加;曼陀罗和苍耳体内的镉含量随土壤中镉浓度的增加而增加;当土壤中镉浓度为100mg·kg-1时,曼陀罗地上部分富集系数为1.15,大于1,而在其它测试浓度下均小于1;苍耳地上部分的富集系数在所有测试浓度下都小于1.结论:曼陀罗和苍耳都不属于镉的超富集植物.     

大花萱草对镉的耐性及积累特性

通过盆栽试验研究了大花萱草对镉(Cd)的耐性及积累特性。结果表明:Cd浓度为0.5mg·kg-1时刺激大花萱草的生长,大于5mg·kg-1时抑制大花萱草生长,Cd浓度小于5mg·kg-1时延长了大花萱草的绿期和花期;随着Cd浓度的增大,大花萱草根系活力、叶绿素含量和含水量逐渐降低,游离脯氨酸和可溶性糖含量先升高后降低,细胞膜透性逐渐升高;Cd在大花萱草体内分布为根系>地上部分,随着Cd浓度的增大,大花萱草根系和地上部分Cd含量逐渐升高、富集系数和转运系数逐渐降低;Cd浓度为20mg·kg-1时大花萱草对Cd的积累量最大,为1.489mg·株-1。综合分析大花萱草的生长、生理变化及富集Cd的能力,大花萱草适用于浓度小于1mg·kg-1的Cd污染土壤的修复。     

两个桃树品种对土壤中不同镉水平的响应

以不同品种桃(Amygdlus persica(L.)Batsch)"大久保(Okubao)"和"丽春(Lichun)"为试材,研究了不同土壤镉水平下桃树对镉及矿质养分的吸收.结果表明:随着镉浓度增大,品种间镉、大量元素、微量元素的含量差异显著(P＜0.05);桃树器官中镉积累量为根＞茎＞叶＞果实;土壤中镉浓度为10 mg·kg-1时,大久保外果皮中镉积累量最大,较对照增加了226.78%,而丽春桃果实组织中镉积累量在处理前后没有明显变化;当土壤镉浓度超过20 mg·kg-1时,2品种均不能正常座果.土壤镉浓度为100 mg·kg-1,胁迫时间为9个月后,大久保桃树体死亡;土壤Cd浓度＜20 mg·kg-1时促进大量元素K、N、Ca、Mg 和微量元素Zn、Cu、Mn、Fe吸收,＞20 mg·kg-1时抑制其吸收,但丽春根和大久保茎中Fe 元素含量呈现持续上升趋势,且Cd 100 mg·kg-1时Fe的吸收值达最大.     

不同富硒土壤对烤烟生长及硒吸收转运的影响

以烤烟品种‘云烟87’为材料,采用盆栽试验研究安徽池州烟区不同全硒含量土壤(0.30、0.45、1.00、1.75mg·kg-1)对烤烟生长发育以及硒吸收和转运的影响。结果显示:(1)土壤硒含量≤1.00mg·kg-1时能够促进烤烟生长,而土壤硒含量≥1.75mg·kg-1则抑制烤烟的生长。(2)土壤硒含量的增加能够显著提高烤烟根系、茎秆、叶片的硒含量,烟株各部位的硒含量呈现根系叶片茎秆的特点,且根系硒含量是叶片的2~3倍,叶片硒含量则是茎秆的3~4倍。(3)土壤硒含量由0.30mg·kg-1增加至1.75mg·kg-1时,烟株对硒的吸收系数由1.08显著降低至0.36,次级转运系数则由2.84显著升高至4.03,即土壤硒含量增加降低了根系吸收硒的效率,但却增加了硒在叶中的转运和相对累积量。(4)烤烟整株硒的富集量在土壤硒含量为1.00mg·kg-1时达到最大,每株达到72μg。研究表明,在安徽池州烟区的富硒土壤(0.45~1.00 mg·kg-1)上能够生产出富硒(0.15~0.23 mg·kg-1)烟叶,不需要额外添加外源硒,既可以减少生产成本,也能够避免造成水土污染。     

羽衣甘蓝对镉的耐性和富集特征研究

以观赏绿化植物羽衣甘蓝(Brassica oleracea L.var.acephala DC.)为试验材料,采用盆栽试验,研究其对镉的耐性和富集特征,探讨羽衣甘蓝对镉污染土壤生物修复的可行性。结果显示:(1)随着镉处理浓度的增加,羽衣甘蓝干重呈先升高后降低的趋势,20~80mg·kg-1镉处理能促进植株的生长,100~120mg·kg-1镉处理虽然显著抑制了根系的生长,但是促进了地上部的生长,整体而言对全株生长无明显影响,表明羽衣甘蓝对镉有较强的耐性,且地上部的耐性高于根系。(2)所有镉处理下,羽衣甘蓝叶片的SOD、POD和APX活性较高,MDA含量和电解质渗漏率与对照无差异;而镉处理浓度高于80mg·kg-1时,根系的SOD、CAT和APX活性显著降低,MDA含量和电解质渗漏率显著升高,引起严重的膜脂过氧化伤害,这可能是羽衣甘蓝地上部的镉耐性高于根系的原因之一。(3)羽衣甘蓝地上部的镉含量高于根系,且随着镉处理浓度的增加均逐渐增加,在镉处理浓度为120mg·kg-1时达到最大值,分别为50.15mg·kg-1(根系)和52.01mg·kg-1(地上部);植株对镉的转运系数大于1,地上部镉富集量高于根系,地上部最大富集量为每株343.19μg。研究表明,羽衣甘蓝对镉有很强的耐性和富集、转运能力,是一种良好的修复镉污染土壤的观赏绿化植物资源。     

镉胁迫下硒对罗汉果组培苗光合特性的影响

实验以罗汉果组培苗为材料,室内栽培在内装市售营养土的塑料盆中,以0、10、50、100、200mg·kg-1浓度镉离子和1mg·kg-1浓度硒处理,培养20d后分析罗汉果幼苗的相关光合生理指标。结果表明:低浓度Cd2+对叶片叶绿素含量、光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)影响不大或稍有上升,但高浓度镉离子处理植株叶片的叶绿素含量、光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)明显下降;随Cd2+处理浓度的增加,叶片胞间CO2浓度(Ci)呈现上升趋势;加硒则延缓叶绿素下降,促进光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)上升,降低叶片胞间CO2浓度(Ci)。表明高浓度镉离子的毒害导致罗汉果组培苗叶片光合性能受到伤害,从而影响罗汉果幼苗生长。镉硒混合处理反映出硒对镉的毒害有缓解作用。     

土壤不同镉水平对马缨丹生长及其抗氧化酶活性的影响

采用盆栽试验方法,分别设置0(对照,不添加镉)、30、60、90、120、150、180、210mg·kg-1共8个土壤镉处理水平,研究土壤不同镉水平对马缨丹(Lantana comara L.)生长及其抗氧化酶活性的影响,以探讨马缨丹对镉胁迫的生理响应机制。结果显示:(1)随着土壤镉处理浓度的升高,马缨丹干重呈先升高后降低的趋势,30mg·kg-1镉处理能促进植株的生长,而浓度高于60mg·kg-1时显著抑制马缨丹的生长。(2)马缨丹叶片和根系中O-·2产生速率、H2O2和MDA含量及电解质渗漏率均随土壤镉处理浓度的升高和胁迫时间的延长逐渐升高,胁迫90d时,叶片和根系中O-·2产生速率、H2O2和MDA含量及电解质渗漏率分别在镉浓度高于60和30mg·kg-1时显著低于对照。(3)叶片和根系抗氧化酶SOD、POD、APX和CAT活性随着土壤镉处理浓度的增加大体呈先升高后降低的趋势,并在镉浓度分别高于90和60mg·kg-1时,叶片和根系抗氧化酶活性显著低于对照。研究表明,低浓度镉处理土壤能促进马缨丹植株生长,而高浓度镉处理土壤显著降低了马缨丹体内抗氧化酶活性,导致活性氧大量积累,引起严重的膜脂过氧化伤害,从而显著抑制马缨丹植株的生长。     

亚硒酸钠和硒酸钠对小白菜生长生理特性的影响

以小白菜品种'秦白2号'为材料,采用盆栽试验研究了不同浓度亚硒酸钠[Se(IV)]和硒酸钠[Se(VI)]胁迫对小白菜生长生理特性的影响及其生理机制,为土壤硒污染修复及其合理开发利用提供理论依据.结果表明,Se(IV)≤10.0 mg·kg-1时,小白菜的叶长、叶宽显著下降,而生物量没有受到显著影响;Se(VI)≤1.0 mg·kg-1时,叶长、叶宽、生物量没有显著变化;更高浓度处理时,叶长、叶宽、生物量均随外源Se(IV)和Se(VI)处理浓度的增大而急速下降.Se(IV)≤40.0 mg·kg-1和Se(VI)≤20.0 mg·kg-1处理均对小白菜叶片叶绿素含量无显著影响,但更高浓度外源Se(IV)和Se(VI)却显著抑制了叶绿素合成.低浓度外源Se(IV)和Se(VI)均使小白菜叶片谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性上升,膜质过氧化物(MDA)含量下降,对超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性及脯氨酸含量无显著影响;高浓度硒使MDA含量、脯氨酸含量及SOD活性上升,而使GSH-Px活性和CAT活性下降;外源Se(IV)和Se(VI)均使过氧化物酶(POD)活性降低.研究发现,低浓度外源Se(IV)和Se(VI)均提高了小白菜的抗氧化作用,从而促进小白菜叶片叶绿素的合成和生长,高浓度时则相反;低浓度硒的抗氧化作用和高浓度硒的过氧化作用均以Se(VI)大于Se(IV).说明硒酸钠的有效性和毒害作用均大于亚硒酸钠.     

氯离子和乙二胺四乙酸对镉的植物有效性的影响

通过水培试验,向营养液中添加不同浓度的Cl^-或乙二胺四乙酸（EDTA）,研究了离子的配合作用对水稻及油菜吸收镉的影响.结果表明,随着营养液中Cl^-或EDTA浓度的增加,水稻和油菜地上部与根中镉的浓度降低.Cl^-浓度的增加抑制了水稻对镉的吸收,地上部与根部的镉含量分别从212.2和345.1 mg·kg^-1降低到34.1和209.1 mg·kg^-1.EDTA的添加抑制了水稻及油菜对镉的吸收,水稻地上部与根部的镉含量分别从212.2和345.2 mg·kg^-1降低到50.0和4.2 mg·kg^-1;油菜地上部与根部的镉含量分别从86.7和149.2 mg·kg^-1降低到22.2和12.3 mg·kg^-1.在营养液培养条件下,Cl^-或EDTA与镉的配合作用降低了植物对镉的吸收,与Cl^-相比,EDTA的抑制作用更明显.     

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.     

土壤pH对东南景天修复镉和锌污染土壤的影响

采用盆栽方法研究重金属(Zn、Cd)2种污染水平(T1处理:Zn 1200 mg·kg-1+Cd 20 mg·kg-1;T2处理:Zn 300 mg·kg-1+Cd 2.0 mg·kg-1)、4个p H水平(4.0、5.5、7.0和8.5)下,土壤Zn、Cd有效态的变化、东南景天吸收和积累特征以及植物对土壤中Zn、Cd的去除效果。结果表明,随着p H的降低,土壤Zn、Cd的有效态含量显著增大,东南景天吸收和积累土壤Zn、Cd的效率显著提高。T1处理时东南景天生物量在p H 5.5时最大,但与其他p H处理的差异并不显著;Zn、Cd在植物地上与地下部分的含量均在p H 4.0时最大。T2处理时东南景天在p H 4.0时体内重金属含量最高,但由于植物生长受到Al和Mn等元素的毒害,此时生物量最小。东南景天对土壤重金属去除率均在p H 5.5时最高,其中T1处理时Cd、Zn去除率分别为16%和1.33%,T2处理时分别为27%和1.09%;2种污染水平土壤重金属的去除率均在p H 8.5时最小。因此,适当降低土壤p H,可有效提高植物积累和去除土壤Zn、Cd的效率。本研究为进一步利用东南景天修复重金属污染土壤、提高植物修复效率提供了科学依据。     

馒头柳对镉的耐性、运输途径和累积特征

采用液体培养法研究了馒头柳对镉的耐性、运输过程及富集特征,结果表明:馒头柳具有较强的耐镉特性,水培营养液中镉浓度为0.2 mg·L-1时,镉对柳的生长仍有促进作用;镉从根到地上部的长距离运输具有明显的韧皮部运输特征,表现为植株顶部组织镉含量显著高于底部(P<0.05),韧皮部高于木质部(14倍);馒头柳地上部对镉有非常强的持续富集能力;地上部富集的镉占植株吸收总镉量的52%～62%,且主要集中在叶片,只要秋季清除地表落叶,即可达到清除土壤镉的目的;因此,馒头柳适宜用作镉污染土壤的修复.     

超积累生态型东南景天吸收锌的特性

采用水培和盆栽方法研究超积累生态型东南景天吸收锌的特征。在水培条件下,1μmol·L-1Zn处理,根系Zn含量随着处理时间的增加而缓慢增加,叶片和茎Zn含量在处理2d后达到最大值,随着培养时间的延长,其含量略有下降。500μmol·L-1Zn处理水平下,叶片和茎Zn含量随着处理时间的增加而增加,处理16d后基本上达到稳定,根系Zn含量在0～16d增加缓慢,但处理16d后急剧上升。当溶液Zn浓度为1～500μmol·L-1,叶片和茎Zn含量随营养液中Zn浓度的增加而增加,而根系Zn含量增加缓慢;当溶液Zn≥1000μmol·L-1时,叶片和茎Zn含量急剧下降,而根系Zn含量迅速增加。盆栽条件下,当土壤Zn含量较低时时,土壤Zn促进东南景天的生长。5月13日和7月21日收获的植株地上部的干物质量分别在400mg·kg-1(0.71g盆-1)和800mg·kg-1(1.45g盆-1)处理达到最大值。但当土壤Zn添加量≥1600mg·kg-1时,植物的生长受到抑制。随着土壤中Zn添加量的增加,东南景天地上部Zn浓度变化趋势基本上与其生物量的变化一致。5月13日收获时,当土壤Zn添加量≤1600mg·kg-1,地上部Zn含量随着土壤Zn浓度的增加而增加,在1600mg·kg-1处理达到最大值,约为17000mg·kg-1(DW)。7月21日收获的结果显示,当土壤Zn添加量≤800mg·kg-1,地上部Zn含量随着土壤Zn浓度的增加而增加,最大值为29000mg·kg-1(DW);但当土壤Zn添加量≥1200mg·kg-1时,地上部Zn含量反而随着土壤Zn含量的增加而显著降低。     

藿香蓟的镉积累、生物量及叶绿素荧光参数对不同梯度镉胁迫的响应

通过盆栽试验,研究藿香蓟(Ageratum conyzoides)的地上部和地下部Cd含量、干重、转运系数、根冠比及叶片叶绿素荧光参数对不同梯度Cd胁迫的响应。结果表明:随Cd胁迫浓度增加,藿香蓟转运系数逐渐降低,地上部和地下部Cd含量随Cd胁迫浓度的增加而逐渐升高,在Cd(300 mg·kg-1)胁迫下,植株地上部Cd含量为125.50 mg·kg-1,这一结果已超过Cd超富集植物的临界值(100 mg·kg-1);植株地上部及地下部干重随Cd胁迫浓度的增加均逐渐降低,且中、高浓度Cd胁迫对植物的生长具有显著的抑制作用,各处理间的根冠比呈上升趋势并比对照高,可见高浓度Cd胁迫可阻碍根系的生长,从而影响植物地上部对营养和水分的吸收,最终抑制植株生长及生物产量的提高;PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ的潜在光化学效率(Fv/Fo)随着Cd胁迫浓度的增加均逐渐升高,初始荧光(Fo)和最大荧光(Fm)均逐渐降低,光量子产量(ФPSⅡ)、电子传递效率(ETR)、光化学猝灭系数(q P)及非光化学猝灭系数(q N)均出现先升后降的趋势;Cd胁迫扰乱叶片正常时期的光合特性及延缓植株衰老,但各处理间的叶绿素荧光动力学参数差异不显著,Cd胁迫对叶片PSⅡ反应中心的电子传递、光化学反应及散热能力影响较弱;高浓度Cd胁迫明显抑制植株的生长,但植株地上部及地下部的Cd积累能力较强,可作为植物修复重金属污染土壤的备选植物并用来治理Cd污染的土壤。     

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。     

香草醛对杉木幼苗生长的影响

为了解杉木连栽土壤中有毒化感物质对杉木幼苗毒害作用 ,采用水培杉木幼苗方法 ,通过投加不同浓度香草醛 ,发现 1mg·kg- 1 香草醛显著抑制杉木种子胚根的伸长 (P<0 .0 5) ,只为对照的 70 % ;香草醛浓度达 1 0mg·kg- 1 时 ,叶绿素总量明显下降到对照的80 % ;超过 2 0mg·kg- 1 对杉木幼苗地径与高度生长产生明显抑制作用 ;50mg·kg- 1 以上将明显影响地上部分枝叶的正常生长发育 ,及至植株冠层的生长 ;超过 1 0 0mg·kg- 1 ,整个植株的生长受到显著抑制 .香草醛是连栽土壤中毒性较大的一种有毒化感物质 ,是杉木存活率低的重要原因之一 .     

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。     

镉在莲各器官中累积规律的研究

莲子是我国重要的特产优质资源, 但莲等水生植物容易吸收积累重金属。为了探究莲对重金属镉的吸收积累特点, 利用盆栽外施不同浓度的镉(0, 1.0 mg·kg-1, 2.5 mg·kg-1)培养两个莲子品种, 检测分析镉对莲子生物量的影响及莲各器官中镉的含量。结果表明: 随着外施镉浓度的增加, 两种莲子生物量下降, 各器官中镉含量增加, 且与土壤镉含量呈正相关。各器官中镉含量差异明显, 根部镉含量最高, 莲壳中最低。根据GB 2762-2017, 当镉浓度为1 mg·kg–1时, 莲子中镉含量符合食品中污染物限量标准, 故莲可以在镉低污染区域种植。     

硒和碲对缓解糜子镉毒害及减少籽粒镉积累的调控效应

提高糜子(Panicum miliaceum)镉耐受性与低积累能力对镉污染地区糜子的安全生产具有重要意义。该研究以镉耐受和镉敏感糜子品种为材料, 通过苗期水培和全生育期盆栽试验, 分析不同形态硒和四价碲对镉胁迫下糜子生长、根系形态、镉吸收转运和籽粒矿质营养含量的影响。结果表明, 外源添加硒和碲能缓解镉毒害, 其中有机硒缓解效果较好。与单独镉处理相比, 硒和碲能够促进根系直径增加并抑制镉吸收, 最高可使根系镉含量降低33%。此外, 硒和碲能够增加细胞壁和液泡中镉的占比, 提高镉耐受性。叶面喷施硒提高了糜子籽粒中锌、锰和钼等矿质营养元素含量。无机四价硒能更有效地抑制镉从营养器官向籽粒的转运, 在5 mg·kg^-1镉处理下, 可使镉敏感和镉耐受品种籽粒镉含量分别降低11.3%和20.3%。综上, 外源添加硒能够显著提高糜子镉耐受性并减少籽粒镉积累。研究结果可为镉污染地区糜子的安全生产提供参考。     

镉对金银花的毒物刺激效应

采用水培方法,研究不同浓度镉(Cd)(0、0.5、2.5、5、10和25 mg· L-1)胁迫下金银花的生长特征,分析低浓度Cd对金银花产生的毒物刺激效应.结果表明:低浓度Cd处理(≤5mg·L-1)对金银花最大根长、植株干质量以及叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均产生显著刺激效应,分别比对照增加13.6％、11.7％、14.0％、10.8％和54.5％;低浓度Cd(≤5mg·L-1)对叶片含水量表现出一定程度的促进作用,但影响不显著;当Cd浓度≥10mg·L-1,对金银花的生长表现出显著的抑制作用.当Cd浓度为25 mg·L-1时,金银花地上部Cd含量达到622.93 mg· kg-1,表明金银花对Cd具有较强的超富集能力.Cd对金银花产生毒物刺激效应的剂量范围为0.5 ～5 mg·L-1.