中国沙棘幼苗对土壤镉生理耐性和富集转运特征的性别差异

为探究中国沙棘对土壤镉(Cd)胁迫的性别响应差异,该研究以中国沙棘2年生幼苗为材料,利用盆栽试验研究在不同浓度Cd处理下(0(CK)、25、50、100和200 mg·kg^-1)雌、雄株幼苗的生长、叶片生理特性以及Cd富集特征的差异。结果表明：(1)Cd处理下中国沙棘幼苗雌、雄株的株高和基径生长以及各器官生物量均表现出低浓度(<50 mg·kg^-1)促进,高浓度(> 100 mg·kg^-1)抑制的现象;低浓度Cd处理下雌株的株高、基径增长率和生物量的增幅均高于雄株;高浓度Cd处理下(200 mg·kg^-1)雄株株高增长率、叶生物量和总生物量分别较CK显著降低,而雌株均未显著下降。(2)随着Cd浓度升高,雌、雄株叶片光合色素含量和抗氧化酶活性呈先升后降的变化趋势,丙二醛(MDA)和渗透调节物质含量呈上升趋势;Cd浓度为50～200 mg·kg^-1时,雌株叶片的光合色素含量、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量均高于雄株,而MDA含量始终低于雄株。(3)随着Cd浓度升高,雌、...     

SO_2胁迫下桤木叶片硫含量及其生理响应

采用人工模拟熏气法,研究SO_2胁迫下桤木Alnus cremastogyne的生理响应机制及净化能力。结果表明:(1)桤木叶片在SO_2 4.29 mg·m~(-3)和8.57 mg·m~(-3)处理下分别在14 d和7 d时出现伤害症状;(2)随SO_2浓度增加,桤木叶片叶绿素总量、叶绿素a/b值和净光合速率呈下降趋势,其中净光合速率在SO_2 4.29 mg·m~(-3)处理下与CK无显著差异,而气孔导度、蒸腾速率和胞间CO_2浓度呈现先增后降趋势;(3)叶片脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质、丙二醛含量均随SO_2浓度升高而增加;(4)叶片过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性随SO_2浓度增加而升高,过氧化氢酶活性呈先降低后升高的趋势;(5)桤木叶片硫含量随SO_2浓度增加呈递增趋势。桤木幼树能通过调节自身保护机制应对低浓度SO_2逆境胁迫并维持正常生长,可将其用作工厂附近或SO_2污染区域造林树种,以改善环境空气质量。     

聚苯乙烯微塑料对黑藻生长及生理生化特征的影响

为探讨淡水环境中微塑料的污染对沉水植物产生的生理生化影响,选择典型沉水植物黑藻为供试材料,以粒径3 μm的聚苯乙烯微塑料颗粒(PS-MPs)为外源胁迫污染物,通过添加不同浓度的PS-MPs(5、10、30、50、100 mg·L^-1)设置不同暴露组及对照组,测定沉水植物的株高、生物量、叶绿素含量、抗氧化酶活性、光合荧光参数及荧光成像的变化特征。结果表明: 50～100 mg·L^-1PS-MPs下黑藻的株高显著下降;较低浓度下(如5 mg·L^-1)黑藻的鲜重显著升高,但随着PS-MPs暴露浓度进一步增加,黑藻鲜重降低,干重无显著变化。黑藻叶绿素总量、叶绿素a和叶绿素a/b均随PS-MPs浓度的增加呈显著下降趋势,叶绿素b无明显变化。PS-MPs处理下超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性均随胁迫浓度的增加呈先上升后下降的趋势,叶绿素荧光参数(F_o、F_m、F_v/F_m)均呈下降趋势,而稳态下的PSⅡ反应中心关闭程度(1-Q_p-Lss)总体呈上升趋势,这可能与PS-MPs抑制黑藻PSⅡ反应中心有关。黑藻的荧光成像强度随PS-MPs浓度的增加而降低,在PS-MPs浓度为10 mg·L^-1及以下时,黑藻叶片表现出正常的光合活性;当PS-MPs为30 mg·L^-1及以上时,叶片边缘的光合强度小于茎秆及其周边,叶片呈现发黄、残叶等现象。推测黑藻基本能适应低浓度PS-MPs(0～30 mg·L^-1)的污染水域,而在PS-MPs高于30 mg·L^-1的污染水域中其生长和光合作用将受到抑制。     

美人蕉对镉的胁迫反应及积累特性

美人蕉(Canna indica)是我国城区普遍栽植兼具绿化、观赏和净化环境等重要价值的地被植物。为研究美人蕉对Cd的胁迫反应及积累特性, 使用盆栽方法对美人蕉进行不同含量水平Cd处理, 测定其生长过程中部分形态、生态、生理指标的变化和收获后体内Cd含量。结果表明, Cd含量小于1 mg·kg^-1时对美人蕉生长影响不大, 大于5 mg·kg^-1时抑制美人蕉生长。Cd含量小于5 mg·kg^-1时延长了美人蕉的花期。随着Cd含量的增大, 美人蕉根系活力、叶绿素含量和含水量逐渐降低, 可溶性糖含量先升高后降低, 游离脯氨酸含量和细胞膜透性逐渐升高。Cd在美人蕉体内的分布为根系>地上部分, 随着Cd含量的增大, 美人蕉根系和地上部分Cd含量逐渐升高、富集系数和转运系数逐渐降低; Cd含量为20 mg·kg^-1时美人蕉对Cd的积累量最大, 为5.89 mg·株^-1。综合分析美人蕉的生长、生理生态变化及富集Cd的能力, 美人蕉适于土壤Cd含量小于1 mg·kg^-1条件下的园林应用。     

镉胁迫对桂花生长和养分积累、分配与利用的影响

桂花(Osmanthus fragrans var. thunbergii)是长江流域镉污染地区普遍栽植兼具绿化、观赏和净化环境等重要价值的园林树种之一。为了解镉胁迫条件下桂花生长适应特性, 采用盆栽试验研究了不同镉浓度处理下(CK: 0 mg·kg^-1; I: 25 mg·kg^-1; II: 50 mg·kg^-1; III: 100 mg·kg^-1; IV: 200 mg·kg^-1)一个生长季节内一年生桂花生物量生产、生物量分配格局以及C、N、P积累、分配与利用特征。植物各器官生物量生产及C、N和P积累量均表现出随镉处理浓度的增加而降低的趋势, 较高浓度镉处理(II、III、IV)明显抑制了桂花的生物量生产、C、N和P的积累, 显著改变了生物量及其C、N和P积累量的分配格局, 但相对较低浓度镉处理(I)对桂花生物量生产以及C、N和P的积累与分配特征影响并不显著。一定浓度的镉胁迫处理(I、II、III)表现出提高桂花N的利用效率而降低P的利用效率的趋势, 但重度镉胁迫(IV)均降低了桂花N和P的利用效率。结果表明桂花具有一定的抗镉胁迫能力, 但较高程度的镉胁迫显著影响了桂花生长及养分格局。     

锰胁迫下盐肤木锰富集及生理响应特征

为揭示盐肤木(Rhus chinensis)锰积累特征与耐受机制,该研究通过盆栽试验方法,分析0(CK)、1、5、10和20 mmol·L^-1Mn²⁺胁迫对半年生盐肤木幼苗生长、生理生化特征及其锰富集特征的影响。结果表明：(1)盐肤木在Mn²⁺浓度为0～10 mmol·L^-1条件下生长发育状况良好,且在5 mmol·L^-1Mn²⁺处理下叶片舒展,叶片颜色较深,生长最佳,而在20 mmol·L^-1Mn²⁺条件下部分叶片出现褐色斑点、萎蔫卷边的现象;随着Mn²⁺浓度的升高,盐肤木幼苗的生物量呈先升高后下降的趋势,并在5 mmol·L^-1Mn²⁺胁迫时最高。(2)随着Mn²⁺浓度的升高,盐肤木叶片中光合色素含量呈先升后降的趋势,且在Mn²⁺浓度为5 mmol·L^-1时达到峰值。(3)随着M...     

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。     

多环芳烃(PAHs)对油菜生长的影响及其积累效应

多环芳烃(PAHs)是持久性有机污染物(POP)之一, 通过大气沉降和污水灌溉能被植物吸收, 对食品生产安全和人类生命健康具有极大威胁。为探究PAHs对蔬菜作物的生长影响及毒害机理, 采用盆栽试验研究了不同浓度的荧蒽(FLU)和苯并[a]芘(B[a]P)单独胁迫下对油菜(Brassica chinensis)生长、生理和品质的影响及在油菜茎叶内的积累。结果表明: FLU和B[a]P在油菜茎叶内的积累量随着土壤中施加浓度的升高而增加, FLU胁迫下各处理间差异显著(p < 0.05), B[a]P胁迫下5.0和10.0 mg·kg^-1时积累量与对照(CK)相比显著(p < 0.05)增加, 10.0 mg·kg^-1时油菜茎叶内的最大B[a]P积累量没有超过我国食品安全标准; FLU和B[a]P对油菜叶长、叶宽和地上生物量的影响都是低浓度促进高浓度抑制; FLU和B[a]P胁迫下与CK相比株高和光合速率(P_n)值都显著(p < 0.05)降低; 对叶绿素含量的影响是低浓度促进高浓度抑制; 从总体来看, FLU胁迫对还原性维生素C (Vc)具有抑制作用, 5.0 mg·kg^-1时Vc含量最低, 而B[a]P胁迫下变化不规律, 在0.5 mg·kg^-1胁迫时与CK相比略有增加, 5.0 mg·kg^-1时含量最低。     

铜胁迫对国槐幼苗生长及叶片生理特性的影响

采用盆栽方法研究了不同浓度处理水平的铜对国槐(Sophora japonica)生长及叶片部分生理指标的影响.结果表明:国槐幼苗的株高及地径随铜胁迫浓度的增加表现出先增加后下降的趋势,在浓度1000 mg·kg^-1时,株高和地径与对照相比达到极显著差异(检验水平,P<0.01).在浓度<500 mg·kg^-1时,叶绿素含量的呈下降趋势,细胞膜透性呈增加趋势,与对照相比差异不显著;脯氨酸含量与超氧化物歧化酶(SOD)活性迅速上升,与对照处理相比差异显著,表现出一定的适应能力.随着铜胁迫浓度的增加(>500 mg·kg^-1),叶绿素含量及SOD活性显著下降,MDA含量、相对电导率、脯氨酸含量显著上升,表明国槐幼苗受害明显加重.     

基于FvCB模型分析盐分胁迫对棉花叶片光合作用的影响

为深入理解叶片光合特性对盐胁迫的响应机理,以棉花为试验材料,设置5个盐分(NaCl)浓度处理:0(CK)、50、100、150和200 mmol·L^-1,利用FvCB模型分析盐胁迫对棉花幼苗叶片光合特性的影响。结果表明:与CK相比,50和100 mmol·L^-1盐分处理增加了棉花叶片的最大羧化速率(V_{c max})和最大电子传递速率(J_max),但150和200 mmol·L^-1盐分处理显著降低了V_{c max}和J_max。叶片净光合速率(P_n)、叶肉导度(g_m)和暗呼吸速率(R_d)随盐分浓度升高而下降;与CK相比,50和100 mmol·L^-1盐分处理对g_m无显著影响,但P_n和R_d显著降低。150和200 mmol·L^-1盐分处理明显降低了P_n、g_m和R_d,且与0、50和100 mmol·L^-1盐分处理间存在显著差异;利用FvCB模型模拟了不同盐分胁迫下叶片净光合速率。与不考虑g_m的模拟结果相比,考虑g_m提高模拟值和实测值间的决定系数,并降低了平均绝对误差。棉花幼苗耐盐阈值为100～150 mmol·L^-1,随盐分浓度的增加,光合限制因素由叶肉因素转变为光合机构受损;引入g_m可以提高FvCB模型的模拟精度。     

连作土壤中施加球毛壳ND35菌肥对杨树生理特性的影响

在山东农业大学林学实验站杨树连作土壤中施加不同剂量(0.17、0.33、0.67、1.00、1.33和1.67 g·kg^-1)的球毛壳ND35菌肥,测定不同处理下一年生杨树叶片的光响应过程、叶绿素荧光以及叶黄素循环等光合生理生化指标,研究球毛壳ND35菌肥对杨树根系和光合生理性能的影响.结果表明: 随连作土壤中菌肥含量的增加,杨树叶片的叶绿素含量(Chl)呈增加趋势,电子传递速率(ETR)、净光合速率(P_n)、量子效率(Φ)、硝酸还原酶(NR)活性以及根系活力等生理指标均呈先增加后降低的趋势,依赖于叶黄素循环的光合热耗散呈降低趋势,而非光化学淬灭(NPQ)呈先降低后增加的趋势.在土壤施加菌肥剂量0.67和1.00 g·kg^-1处理时,光合机构的过剩光能减少,向光化学反应方向分配的光能增多,光能利用效率提高.在连作土壤中施加适量(0.67～1.00 g·kg^-1)的球毛壳ND35菌肥,能在一定程度上提高杨树的根系生理活性,提高杨树叶片对光能的利用效率,有利于改善杨树叶片的光合机构运转状态,提高叶片的光合作用效率.     

丛枝菌根真菌促进湿地植物对污染水体中镉的吸收

丛枝菌根真菌(AMF)具有促进植物生长、增强植物耐重金属毒害及修复重金属污染生境的作用.本试验于模拟湿地系统中设0、5、10和20 mg·L^-1镉浓度,对芦苇和狼尾草分别进行接种和不接种摩西斗管囊霉(Fm)、根内根孢囊霉(Ri)处理.结果表明: 镉污染降低了AMF侵染;接种AMF提高了芦苇和狼尾草的株高、干质量、叶绿素含量、地上部与根内的氮和镉含量,增强了根系对镉的富集能力,降低了镉转移系数.在5 mg·L^-1镉处理下,接种Fm的芦苇处理的各项指标均高于其他处理,其AMF侵染率为60.6%,每毫米根长的侵入点和泡囊数分别为2.3和3.7;与不接种对照相比,接种Fm的芦苇地上部与根系干质量分别提高69.1%和75.0%,地上部与根系氮含量分别提高38.7%和27.8%,叶绿素含量和株高分别增加3.8%和11.1%.湿地系统镉浓度与植株地上部和根内的镉含量呈显著正相关.在20 mg·L^-1镉处理下,接种Fm的芦苇地上部和根内镉含量达到最大值182.4和663.3 mg·kg^-1,镉转移系数最低,为0.27,而富集系数最高,为0.55.Fm+芦苇是本试验条件下吸收富集污染水体中镉的最佳组合.     

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...     

混合盐胁迫对栾树光合生理指标的影响

该研究以2年生栾树扦插苗为材料,采用盆栽实验方法,设置梯度为0(CK)、100(S100)、200(S200)、300(S300)、400(S400)和500(S500)mmol·L-1的摩尔质量比1∶1配制成的NaC1和NaHCO3混合盐溶液,分析混合盐胁迫对栾树幼苗光合作用和叶绿素荧光特性的影响,以探讨栾树对混合盐...     

活性焦对晋北盐碱地土壤性质和两种植物生长的影响

固废基改良剂是盐碱地改良的有效手段之一。活性焦作为一种多孔废弃物,应用于盐碱地预期可以起到改善土壤性质、减缓植物盐碱胁迫的作用。为了阐明活性焦对晋北盐碱地的改良效应,本研究设置不同用量活性焦(CK, 0 g·kg^-1;A₁₀, 10 g·kg^-1;A₂₀, 20 g·kg^-1;A₅₀, 50 g·kg^-1),分析其对盐碱地土壤性质和植物生长的影响。结果表明: 施用活性焦能显著提高土壤的水稳性团聚体含量,并降低土壤盐分含量、pH值和电导率。与CK相比,种植碱茅和玉米土壤的团聚体平均重量直径增加5.1%～32.2%,pH值降低0.4%～4.1%,钠吸附比(SAR)降低4.8%～18.7%,电导率降低7.4%～8.2%。施用适量活性焦能够降低植物细胞的质膜损伤,提高叶片叶绿素和Ca²⁺含量,从而有效促进植物生长,碱茅和玉米的生物量均在A₂₀处理达到最大。表明盐碱土施用20 g·kg^-1活性焦(A₂₀)可改善根际土壤环境,提高植物对Ca²⁺等的选择性吸收,从而降低盐分对植物细胞的损伤,促进盐碱生境中植物的生长。     

钾水平对富士苹果果实膨大期13C同化物向果实转运的影响

以6年生‘烟富3’/M26/平邑甜茶为试材,采用¹³C同位素标记技术,在果实膨大期用不同浓度钾素水溶液(K₂O浓度分别为0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%,分别用CK、K₁、K₂、K₃、K₄表示)涂抹果实周围20 cm范围内叶片,研究其对叶片叶绿素荧光参数、光合性能、糖转运蛋白基因表达、¹³C同化能力及¹³C同化物向果实转运的影响。结果表明: 与其他处理相比,K₃处理显著提高了叶片Rubisco酶活性、净光合速率、PSII原初光能转化效率、PSII实际光化学效率、光化学淬灭系数、山梨醇和蔗糖含量、6-磷酸山梨醇脱氢酶(S6PDH)和蔗糖磷酸合酶(SPS)活性及¹³C同化能力;提高了果柄组织山梨醇转运蛋白基因MdSOT1、MdSOT2和蔗糖转运蛋白基因MdSUT4的表达,促进了糖在果实中的卸载。¹³C自留量(自身叶片+自身新梢)以CK最高,为82.6%,K₃处理最低,为60.5%。果实¹³C吸收量随钾素浓度增加呈先升后降趋势,以K₃处理最高(1.31 mg·g^-1),CK最低(0.57 mg·g^-1)。表明叶施钾素水溶液不同程度提高了叶片PSII光化学效率和碳同化关键酶活性,进一步提高了叶片同化物的合成能力和向外输送能力,促进了糖向果实的定向转运。同化物向果实转运数量以1.5% K₂O涂抹叶片处理(K₃)最多。     

不同盐胁迫下小麦叶片渗透性调节和叶绿素荧光特性

盐胁迫对植物伤害机理受到普遍关注。本试验以‘西旱3号’小麦幼苗为材料,通过比较钠盐(150 mmol·L^-1)、钙盐(5、30 mmol·L^-1)单独及其复合胁迫对叶片渗透调节和光合特性的影响,揭示不同盐胁迫对小麦的伤害机理。结果表明: 钠盐或钙盐单独胁迫显著抑制了小麦幼苗根、茎的生长,使叶片可溶性糖和脯氨酸含量、调节性能量耗散电子产量、非光化学猝灭及玉米黄质相对含量均显著增加,而叶绿素a和叶绿素b含量、最大光化学效率、PSⅡ实际光化学效率、光化学猝灭及光合电子传递效率均显著下降。此外,钙盐对小麦幼苗生长的抑制作用更强,钠盐处理下叶片叶绿素含量减少和叶绿素荧光参数降低更显著。除了可溶性蛋白、叶黄素和玉米黄质相对含量以外,低浓度钙盐有效缓解了钠盐诱导其他各指标的变化,而高浓度钙盐进一步增大了钠盐处理小麦幼苗各参数的变化幅度。总之,钠盐和钙盐显著抑制了小麦幼苗的生长,低浓度钙盐能有效缓解钠盐对小麦幼苗的伤害,而高浓度钙盐加剧了钠盐的毒害作用。这均与叶片光合色素含量、光能捕获及光合电子传递的改变有关。此外,渗透调节物质在增强钠盐或钙盐环境中小麦幼苗的抗性方面发挥着重要作用。     

四种抗寒花卉对镉的生理响应和富集特征

以矮型四季菊、羽扇豆、欧报春和虞美人等冬春季常见花卉为试验材料,通过盆栽试验,研究了不同浓度Cd处理下4种花卉对Cd的生理响应和富集特征,探讨利用这4种花卉在冬春季寒冷时期修复Cd污染土壤的可行性,为提高植物修复技术的效率提供参考。结果表明:(1)在所有Cd处理下,羽扇豆各部位生物量与对照均无差异;欧报春仅根系生物量在80 mg·kg^-1Cd处理时显著低于对照,为对照的74.51%;矮型四季菊和虞美人全株生物量分别在Cd处理浓度高于10、40 mg·kg^-1时开始显著低于对照,并在80 mg·kg^-1Cd处理时全株生物量均达到最小值,分别为对照的41.21%和64.15%。(2)在所有Cd处理下,羽扇豆体内抗氧化酶活性均显著高于对照,MDA含量与对照无显著性差异,清除活性氧能力最强,未受到伤害;欧报春体内抗氧化酶活性升高幅度较小,MDA含量和REC有小幅度增加,清除活性氧的能力较强,受到的伤害程度较低;矮型四季菊和虞美人对活性氧清除能力最差,受到了严重的氧化伤害。(3)在所有Cd处理下,Cd在矮型四季菊体内的分布均为地上部>根系,BCF和TF均大于1,地上部含量和富集量最大值分别为136.20mg·kg^-1和1118.20μg·plant^-1;Cd在羽扇豆、欧报春、虞美人体内表现为地上部<根系,TF均小于1,地上部Cd含量、富集量、BCF和TF均为羽扇豆>欧报春、虞美人。综上所述,与欧报春和虞美人相比,矮型四季菊对Cd耐性相对较差,但对Cd有较强的吸收转移能力,适合用于冬春季Cd污染土壤的修复;羽扇豆对Cd的耐性强,对Cd吸收转移能力也较强,也适合用于冬春季Cd污染土壤的修复。     

铜尾矿区土壤与凤丹植株重金属富集研究

对安徽铜陵铜尾矿区凤丹种植地的土壤和凤丹中重金属污染状况进行了研究.结果表明,尾矿库区种植地极端贫瘠,有机质含量仅1.1～3.4g·kg^-1,而土壤Cu、Cd、Pb、Zn含量皆高于对照土壤,其中Cu含量达587.43～1176.44mg·kg^-1,Cd含量达3.08～5.16mg·kg^-1,约达国家土壤二级标准的10倍.凤丹各部位的Cu、Cd和Pb含量均超过了药用植物的限量标准,尤其是根皮部位Cu含量达31.50～64.00mg·kg^-1,Cd含量达0.98～1.45mg·kg^-1,超出标准1.6～3.6倍,表明种植地和凤丹都受到严重污染.凤丹不同部位中的Zn、Cd、Pb和Cu分别以茎、叶、叶和根皮中的含量最高.凤丹对Cd、Zn的富集比Cu和Pb高,但在根皮中的富集系数均较小.