金川矿区本土植物光合生理生态日变化特征

采用便携式LI-6400光合测定仪, 选择晴朗天气对金川矿区自然生长的软紫草(Arnebia szechenyi)、蒺藜(Tribulus terrester )、木本猪毛菜(Salsola arbuscula)叶片的气体交换参数及环境因子进行了测定, 通过对比分析三种植物光合特性及其与环境因子间的关系, 以揭示三种植物对矿区环境的适应特征。结果显示: 软紫草和木本猪毛菜的净光合速率日变化有明显的“光合午休”现象, 软紫草产生“午休”的主要原因为非气孔限制因素, 而木本猪毛菜的主导因素为气孔限制因素。其中软紫草和木本猪毛菜的净光合速率日变化最大峰值均出现在11:00和17:00左右。蒺藜“光合午休”现象不明显, 主要原因为气孔限制因素, 最大峰值出现在9:00左右。总之, 三种植物的水分利用效率存在时空差异, 在强光、高温、低湿荒漠环境中都具有一定的生存优势, 对矿区生境的适应能力大小依次为蒺藜、木本猪毛菜、软紫草。     

重金属胁迫对真菌生长及发酵液pH的影响

【背景】矿区废渣堆重金属污染严重,废渣堆分布着一些耐重金属的微生物。【目标】探究重金属胁迫对真菌生长及发酵液pH的影响。【方法】从金川矿区废渣堆采集土样,分离培养具有产酸能力的真菌,采用形态学与分子生物学技术鉴定这些菌株,并测定其产酸能力及其对Pb~(2+)、Cd~(2+)和Zn~(2+)的耐受性。【结果】形态学及18S rRNA基因序列分析获得黑曲霉ZJ-I (Aspergillus niger ZJ-I)和产黄青霉ZJ-V (Penicilium chrysogenum ZJ-V)两个产酸菌株。未加重金属培养时,与不接种真菌对照相比,上述2个菌株的发酵液pH分别下降0.58和0.69;添加重金属处理后,随着重金属浓度的增加,pH变化幅度变小,不同浓度Pb~(2+)使A.nigerZJ-I发酵液pH值分别下降0.53、0.39、0.34和0.39,使P. chrysogenum ZJ-V发酵液pH值分别下降0.21、0.23、0.14和0.09;不同浓度Cd~(2+)使A. niger ZJ-I发酵液pH值分别下降0.75、0.43、0.39和0.32,使P. chrysogenum ZJ-V发酵液pH值分别下降0.62、0.46、0.38和0.49;不同浓度Zn~(2+)可使A.nigerZJ-I发酵液pH分别下降0.87、0.61、0.57和0.43,使P. chrysogenum ZJ-V发酵液pH分别下降1.1、0.34、0.44和0.49;低浓度的Zn~(2+)对菌株A.niger ZJ-I和P. chrysogenum ZJ-V产酸都有促进作用,低浓度的Cd~(2+)对A. niger ZJ-I产酸有促进作用。当Cd~(2+)、Zn~(2+)与Pb~(2+)的浓度分别超过200、400、2 000 mg/L时,3种不同浓度的重金属对菌株A. niger ZJ-I的抑制率达到80%以上,抑制效果显著;当Cd~(2+)、Zn~(2+)与Pb~(2+)浓度分别超过200、1 000、2 000 mg/L时,3种不同浓度的重金属对菌株P.chrysogenumZJ-V抑制率达到80%以上,抑制效果显著。【结论】两株真菌均具有产酸能力和一定的重金属耐受性,菌株P. chrysogenum ZJ-V发酵液产酸性能与重金属耐受能力都要优于ZJ-I,菌株ZJ-V具备潜在的淋洗重金属污染土壤的能力。     

重金属复合胁迫下碱蓬萌发生长及富集特征

为探究重金属复合胁迫对金川镍铜矿区广布植物碱蓬Suaeda salsa(L.)Pall.的影响,根据当地环境条件及预实验结果设置胁迫梯度,测定分析重金属胁迫下碱蓬种子萌发和芽期生理指标,并从野外站台取样研究碱蓬重金属富集能力。结果表明:无论是单一胁迫还是低浓度复合胁迫(Cu20和Ni20复合),发芽期碱蓬的生长均呈现"低促高抑"的趋势,即低浓度(≤40 mg/L)时促进碱蓬生长,高浓度(≥80 mg/L)时抑制碱蓬生长;高浓度复合胁迫(Cu320和Ni320复合)下均抑制碱蓬的生长。MDA(丙二醛)的含量随胁迫浓度的增加而增加;胁迫组可溶性蛋白和游离脯氨酸含量整体上高于对照组;单一胁迫下POD(过氧化物酶)活性随胁迫浓度增加而增加;复合胁迫下低浓度提高POD活性,高浓度抑制POD活性;碱蓬叶片的平均转移系数(TF)大于茎部,且平均转移系数大于1.00;碱蓬叶片的富集系数(BCF)大于根部大于茎部。碱蓬对Cu和Ni均具有很高的耐受性,但对于Cu的耐性强于Ni;低浓度时Cu、Ni复合胁迫对碱蓬生长的促进作用强于Cu、Ni单一胁迫,高浓度时则相反;碱蓬具有较高的重金属富集和转移能力;在当前矿区土壤环境背景下,碱蓬可以作为矿区生态恢复和重金属污染修复的备选植物。     

尾矿中重金属对4种土著植物生理特性的影响

【摘要】文章以盐生草(Halogeton glomeratus)、地肤(Kochia scoparia L.)、碱蓬(Suaeda glauca)、绿藜(Chenopodium glaucum)4种土著藜科植物为研究对象, 对比分析了农田土(T1)和原生土+尾矿(1:1, T2)大田盆栽试验下, 4种植物幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、叶绿素(Chl)、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白(SP)、脯氨酸含量(Pro)和抗氧化酶活性等生理指标的变化情况, 为金川尾矿生态修复植物的筛选提供理论依据。结果表明, T2条件下的盐生草、地肤的3个光合指标(Pn、Gs、Tr)均显著下降, 其余6个指标均显著上升; 碱蓬的气孔导度、蒸腾速率、丙二醛、脯氨酸含量和超氧化物歧化酶活性(SOD)显著上升, 过氧化氢酶活性(CAT)、叶绿素含量和净光合速率显著下降; 绿藜的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著下降, 可溶性蛋白、过氧化物酶活性(POD)显著上升。通过模糊隶属函数综合评价分析得出4种植物幼苗抗重金属性顺序为盐生草＞地肤＞绿藜＞碱蓬。盐生草可作为金川尾矿复垦及原位修复的优势植物。