红树植物秋茄对PCBs污染沉积物的修复

通过盆栽试验,研究了红树植物秋茄(Kandelia candel)对污染沉积物中系列浓度的PCB47(2,2′,4,4′-tetrachlorobiphenyl)和PCB155( 2,2′,4,4′,6,6′, -hexachlorophenyl)的修复作用与累积机理.结果表明:(1)经过180d处理,栽种了秋茄的沉积物中PCB47的残留浓度为53.99～528.37μg·kg-1,PCB155的残留浓度为68.25～682.90μg·kg-1,分别比对照1(加二氯化汞)低10.40%～15.46% 和6.10%～11.94%;比对照2(无二氯化汞)低7.70%～12.85% 和5.28%～8.27%;(2)秋茄对沉积物中PCB47和PCB155均具有较强的吸收积累作用,并随沉积物中PCB47和PCB155含量的增加而增大,不同种类PCBs在秋茄体内不同部位的积累趋势相同,不论是PCB47还是PCB155的累积量均是根> 叶> 茎.秋茄叶片中多氯联苯来自根部传输和空气吸收两部分,较低浓度的处理中,主要来自空气吸收,较高浓度的处理中,主要来自根部传输;(3)秋茄根对PCBs的生物富集系数(BCFs) 随着沉积物中PCB47和PCB155含量的增加而减小.不同种类PCBs 以及植物不同部位间BCFs 差异较大, PCB47的生物富集系数大于PCB155, 秋茄不同部位对PCBs生物富集系数大小不同,无论是PCB47还是PCB155,生物富集系数均是根＞叶＞茎.总体看来,秋茄能积累与去除污染沉积物中的PCB47和PCB155,表明用红树植物秋茄修复PCBs污染沉积物是一种有效、可行的方法.     

秋茄对镉-甲胺磷混合物的吸收积累及致毒作用

本文采用砂培实验,测定了红树植物秋茄幼苗对镉和镉-甲胺磷的吸收积累和净化作用,探讨了镉-甲胺磷混合物对秋茄的毒性作用。实验结果表明:虽然100mg·L^-1甲胺磷并不影响秋茄对镉的净化作用,但100mg·L^-1甲胺磷的存在却加强了镉对秋茄的毒性作用。这可能是由于镉对秋茄幼苗的膜脂过氧化作用,改变秋茄幼苗细胞膜的通透性和流动性,使甲胺磷易于从水体向秋茄幼苗的转移,从而加强了镉对秋茄的毒性效应。因此,在确定红树植物对镉“耐受临界浓度”时,建议考虑其它化合物与镉对红树植物的联合毒性作用。     

几种红树植物幼苗中可溶性糖的含量

用Ｓｏｍｏｇｙｉ法测定了红海榄、木榄和秋茄３种红树植物幼苗的根、茎、叶和胚轴中可溶性糖的含量。同时．进行了加样回收率试验,回收率平均为１００．４８％,变异系数为２．１４％     

铝对水稻幼苗的生理影响

以水稻幼苗为材料研究了铝的植物毒性。将不同浓度的 AlCl 加入培养液,对幼苗处理30天。10ppm 以上的铝明显抑制水稻幼苗根和地上部分的生长。5.0ppm 以上铝可引起毒害症状。铝对根的毒害作用大于对地上部分的作用。铝主要积累在根部,少部分转移到地上部分。5.0ppm 以上的铝对叶绿体 Hill 反应和光合磷酸化作用以及根线粒体呼吸和氧化磷酸化作用均有较明显抑制作用。钙对铝的此种抑制作用有一定拮抗作用。     

秋茄幼苗对盐度、淹水环境的生长适应

室内模拟12个盐度+淹水处理组合对红树植物秋茄幼苗生长的影响,测定不同组合下秋茄幼苗的株高、茎高、基径、节数、叶数、根生物量、茎生物量、叶生物量及总生物量等9项指标.结果表明:盐度-淹水交互处理及盐度处理对秋茄各项生长指标影响显著,淹水处理对株高、茎高、基径、节数及叶数影响不显著,对根生物量、茎生物量、叶生物量及总生物量影响显著;秋茄幼苗生长量及生物量积累随盐度升高而降低,随淹水时间增加而下降;结合主成分分析得出,盐度7‰+淹水2 h下秋茄幼苗生长最好,临界胁迫组合为盐度21‰+淹水8 h处理组.     

镉锌复合污染对龙葵苗期生长和镉锌累积特性的影响

采用营养液培养法研究了苗期龙葵(Solanumnigrum L.)对镉锌复合污染的反应及其对镉锌的吸收和积累特性.结果表明:(1)高浓度镉(200μmol·L-1)、锌(500μmol·L-1)胁迫使苗期龙葵植株生长受到严重抑制,但低浓度镉锌复合处理的部分植株生物量甚至超过了对照.(2)添加锌对苗期龙葵地上部镉积累有显著的影响(P<0.05);当锌浓度为100μmol·L-1时,镉积累量达到峰值,其中的100Cd/100Znμmol·L-1处理组合的镉积累量为所有处理中的最大值(地上部积累量高达171.31μg·plant-1);当锌浓度增加到500μmol·L-1时,植株体内镉积累量则呈现下降趋势.(3)添加镉对苗期龙葵地上部锌积累也有显著的影响(P<0.05);当镉浓度达50μmol·L-1时,根、茎、叶中锌积累量均达到最高值;当镉浓度为200μmol·L-1时,各处理单株地上部锌积累量最低.(4)从植株整体的镉、锌积累量来看,苗期龙葵地上部镉积累量最高达根系的14.67倍,而其锌积累量最高达根系的13.59倍.研究发现,龙葵幼苗根系、茎和叶中镉、锌含量随营养液中镉、锌浓度的增加而显著增加(P<0.05);添加锌在一定程度上缓解了镉对苗期龙葵的毒害效应,低浓度锌还可以提高植株对镉的吸收和积累;添加镉在一定程度上增强了植株对锌的耐受性和吸收富集能力;植株地上部的镉、锌积累量明显高于根系.     

秋茄(Kandelia candel)幼苗对菲和荧蒽污染的生理生态效应

通过盆栽实验,研究了5种不同浓度的菲(1、5、10、50 mg · kg-1和100 mg · kg-1)和荧蒽(2、20、40、80 mg · kg-1和100 mg · kg-1)对红树植物秋茄幼苗的生长量、叶片的叶绿素含量、光合作用和根系活力等生理生态指标的影响.结果表明: (1)随着PAHs浓度增加和处理时间延长,秋茄根受毒害越严重,表现为肿大、变黑、腐烂.(2)根系活力随着处理浓度的增加而增强,随着处理时间的延长呈先增加后降低的趋势.(3)PAHs浓度和处理时间对植株含水量和根冠比几乎无影响,却明显降低了红树幼苗的根、茎、叶重,因而总生长量较对照低,干物质积累量减少.(4)增加PAHs浓度和处理时间使叶气孔阻力增加,细胞间隙CO2浓度减少,叶绿素a、b的含量减少,从而降低了红树幼苗的净光合速率和蒸腾速率.如菲各浓度处理的第6周,幼苗叶片净光合速率与第3、9周的状况存在着显著性差异;而荧蒽各浓度处理的第6周,幼苗叶片净光合速率与第3周的状况不存在着显著性差异,到了第9周才对幼苗叶片净光合速率有明显影响.(5)菲浓度处理对秋茄幼苗生长及光合作用的影响大于荧蒽,说明荧蒽是一类更加稳定的化合物.总体来看,秋茄幼苗对不同类型PAHs有不同的耐受性.     

秋华柳和枫杨幼苗对镉的积累和耐受性

以秋华柳和枫杨当年实生幼苗为研究对象,采用向土壤添加外源镉(CdCl₂ · 2.5H₂O)的形式设置了0(对照组)、10 、20 、50、100 mg/kg 5个处理,研究了镉胁迫下秋华柳和枫杨幼苗的生长、生物量变化和根茎叶镉含量,并评价了两树种的耐性指数(Ti)、转移系数(Tf)和生物富集系数(BCF)。结果表明:(1)在镉含量为10 mg/kg时,秋华柳和枫杨幼苗基于生长和生物量参数的耐性指数(Ti)分别为91.72和91.62,与对照组相比无显著变化,其余各组(20、50、100 mg/kg)则显著低于对照植株(P<0.05);(2) 土壤镉浓度小于20mg/kg时,秋华柳植株茎、叶镉积累量分别高达61.73 mg/kg、163.04 mg/kg,根镉积累量为91.05 mg/kg;枫杨植株茎、叶镉积累量最高分别为7.9 mg/kg、5.25 mg/kg,仅为秋华柳茎、叶的12.8%和3.2%,根镉积累量高达190.68 mg/kg;(3) 除对照外,秋华柳幼苗各部分镉含量为叶＞根＞茎,转移系数(Tf)介于0.789-1.513之间,枫杨幼苗各部分镉含量为根＞茎＞叶,转移系数(Tf)介于0.037-0.044之间,远远小于秋华柳Tf;(4)秋华柳和枫杨幼苗在土壤镉浓度为10 mg/kg时具有很高的生长适应性和耐性,秋华柳根吸收的镉向地上部分转移能力、地上部分积累镉的能力都远远大于枫杨,生物富集系数(BCF)进一步证实了这一特性。研究证明,秋华柳植株具有很高的镉耐性、镉转移能力及地上部分积累镉的能力,适合于镉污染严重区域的植物修复。     

泉州湾河口红树林湿地重金属的分布与迁移

通过测定泉州湾河口湿地2种红树植物(桐花树和秋茄)不同部位(根、枝和叶)及其根际沉积物中重金属酸可提取态含量,探讨该区域重金属元素的分布、在植物不同部位富集和迁移的情况。结果表明:2种红树植物根际沉积物中酸可提取态重金属含量顺序均为FeMnZnPbCuCrNi;秋茄根际沉积物中Cu、Zn、Pb、Ni和Cr两两之间呈正相关,桐花树根际沉积物中Cu与Zn呈正相关,Pb与其他重金属的相关性不显著;2种红树植物根中大多数重金属含量与根际沉积物中重金属酸可提取态含量之间呈正相关,而枝中的相关性不显著;2种红树植物重金属富集的情况较接近,Mn富集系数最大,其次是Cu和Zn;Mn、Cu、Zn、Cr主要富集在叶中,而Pb、Fe、Ni主要富集在根部;2种植物中Mn的迁移能力最强,易于从根部运输到叶中。     

重金属镉对红树植物白骨壤和桐花树幼苗生理特性的影响

通过砂泥栽培实验研究了红树植物桐花树和白骨壤幼苗在含Cd 0.6～30 mmol·L~(-1)系列海水培养液中某些生理特性的变化。当培养液中Cd浓度为0.6 mmol·L~(-1)时桐花树和白骨壤幼苗生长正常,叶绿素含量和光合速率变化不大。当高于12 mmol·L~(-1)时,除桐花树和白骨壤幼苗除POD酶活性越来越高之外,叶绿素含量、光合速率、SOD、CAT酶活性均不断减弱,而且浓度愈高,这些指标下降愈大。结果表明Cd对红树植物桐花树和白骨壤幼苗具有毒害作用,Cd浓度愈高对其毒害愈严重,两种红树植物比较,桐花树抗重金属镉毒害的能力大于白骨壤。     

NaCl胁迫下高纬度移植桐花树幼苗的生理生态效应

通过砂培试验,研究了不同浓度NaCl(0、100、200、300和400 mmol·L-1)处理对高纬度移植桐花树幼苗生物量、离子吸收、碳氮代谢、叶片光合色素和叶片抗氧化系统的影响.结果表明:100 mmol·L-1NaCl处理对桐花树生长有轻微的促进作用,当NaCl浓度达到300mmol·L-1时,桐花树根、茎、叶器官的干鲜质量、根冠比、株高和基径均显著下降.高盐胁迫抑制了叶片抗氧化系统中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性,提高了丙二醛含量,降低了叶片中叶绿素、类胡萝卜素总量以及根茎叶的可溶性总糖和游离氨基酸总量.不同浓度NaCl胁迫下,桐花树根茎叶中Na+含量快速上升,K+含量相对下降,K+/Na+快速下降,导致各器官中离子平衡失调.当NaCl浓度高于300 mmol·L-1时,桐花树根茎叶的碳氮代谢运转失调,抑制了植株的正常生长,导致各器官的生物量显著下降.     

外源水杨酸改善Cd胁迫下路易斯安娜鸢尾的生长和养分吸收

采用Hoagland溶液培养,研究了外源水杨酸(SA)预处理对镉(Cd)胁迫下路易斯安娜鸢尾生物量、含水量、光合作用、根系活力、Cd积累、矿质养分吸收和抗氧化酶活性的影响.结果表明： Cd胁迫下,SA预处理的植株根叶干质量、根系活力和净光合速率提高.与单独Cd处理相比,SA预处理后的胁迫植株Cd含量无明显变化,而叶片N、P、S含量显著提高,K含量显著下降,根部抗氧化酶活性显著提高.表明SA预处理可明显缓解路易斯安娜鸢尾的Cd伤害,其原因不在于减少Cd吸收量而是提高了对Cd的抗性,矿质元素的吸收积累调节和根部抗氧化酶活性的提高是其毒害缓解的重要原因.     

N-acetyl-cysteine alleviates Cd toxicity and reduces Cd uptake in the two barley genotypes differing in Cd tolerance

A hydroponic experiment was carried out to study the physiological mechanisms of N-acetyl cysteine (NAC) in mitigating cadmium (Cd) toxicity in two barley (Hordeum vulgare L.) genotypes, Dong 17 (Cd-sensitive) and Weisuobuzhi (Cd-tolerant). Addition of 200 μM NAC to a culture medium containing 5 μM Cd (Cd + NAC) markedly alleviated Cd-induced growth inhibition and toxicity, maintained root cell viability, and dramatically depressed O ₂ ^·? and ·OH, and malondialdehyde accumulation, significantly reduced Cd concentration in leaves and roots, especially in the sensitive genotype Dong 17. External NAC counteracted Cd-induced alterations of certain antioxidant enzymes, e.g., brought root superoxide dismutase and glutathione reductase, leaf/root peroxidase and glutathione peroxidase activities of the both genotypes down towards the control level, but elevated Cd-stress-depressed leaf catalase in Dong 17 and root ascorbate peroxidase activities in both genotypes. NAC counteracted Cd-induced alterations in amino acids and microelement contents. Furthermore, NAC significantly reduced Cd-induced damage to leaf/root ultrastructure, e.g. the shape of chloroplasts in plants treated with Cd + NAC was relatively normal with well-structured thylakoid membranes and parallel pattern of lamellae but less osmiophilic plastoglobuli compared with Cd alone treatment; nuclei of root cells were better formed and chromatin distributed more uniformly in both genotypes. These results suggested that under Cd stress, NAC may protects barley seedlings against Cd-induced damage by directly and indirectly scavenging reactive oxygen species and by maintaining stability and integrity of the subcellular structure.     

镉对小麦幼苗脂质过氧化和保护酶活性的影响

小麦幼苗经镉胁迫后,随着镉浓度的增高,叶征和根系中的膜脂过氧化产物丙二醛（ＭＤＡ）的含量和过氧物酶（ＰＯＤ）活性明显升高,超氧物歧化酶（ＳＯＤ）活性也有所提高。叶片中ＭＤＡ积累量和ＳＯＤ活性都高于根,而ＰＯＤ活性则是根高于叶片。随幼苗生长时间延长,叶片和根中的ＭＤＡ积累量增加,而ＳＯＤ活性却降低。     

镉在互花米草中积累、转运及亚细胞的分布

研究了在不同Cd浓度(0、5、100、200μg·g-1)处理下,互花米草花序、叶、茎、根茎、须根中Cd含量、积累量、转运特征,及Cd在互花米草体内的亚细胞分布。结果表明,Cd在互花米草不同器官中的积累能力存在较大差异。茎、根茎、须根中Cd含量及积累量随处理浓度的增加而升高,其中须根中Cd含量及积累量均高于其他器官。Cd处理浓度为100gμ·g-1时,花序和叶中Cd含量达到最大值,分别为8.65和7.82μg·g-1。在Cd处理浓度为200μg·g-1时,须根中Cd含量可高达390.00μg·g-1,积累量达3200μg·株-1。Cd在互花米草体内转运能力极低,绝大部分Cd积累在地下部位。Cd在互花米草亚细胞中的分布规律为细胞壁>胞液>细胞器。随着Cd处理浓度的增加,Cd在细胞壁中的分配比例增大,胞液中Cd分布比例则相应减小,细胞壁和胞液相互协调,增强互花米草对重金属Cd的耐性。     

Cd-K双重处理对水稻幼苗生长和Cd吸收转运的影响及相关转运通道分析

以水稻( Oryza sativa Linn.)高 Cd 积累品种‘T 优705’(‘T You 705’)和低 Cd 积累品种‘湘早籼24’(‘Xiangzaoxian 24’)为实验材料,采用水培法对不同浓度Cd(0.0和2.7μmol·L-1 Cd)和K(0、30和60 mmol·L-1 K)处理条件下2个品种幼苗的相对生长量、根系和地上部的Cd含量及其亚细胞分布特征进行了比较,并分析了添加离子通道活性抑制剂TEA和LaCl3后幼苗根系和地上部的Cd和K含量;在此基础上,比较了NSCCs(非选择性阳离子通道)和K专性通道对2个品种幼苗根系和地上部Cd和K吸收贡献率的影响。结果表明：与Cd单一处理组(2.7μmol·L-1 Cd)相比, Cd-K双重处理组(2.7μmol·L-1 Cd-30 mmol·L-1 K和2.7μmol·L-1 Cd-60 mmol·L-1 K)2个品种幼苗的相对生长量显著提高,而幼苗根系和地上部的Cd含量显著下降;随K浓度的提高,2个品种幼苗根系细胞壁和细胞液中的Cd含量显著下降,但细胞壁中Cd含量的分配比例增大而细胞液中Cd含量的分配比例则减小。在含2.7μmol·L-1 Cd和30 mmol·L-1 K的培养液中分别添加5 mmol·L-1 TEA或0.2 mmol·L-1 LaCl3后,2个品种幼苗根系和地上部的Cd和K含量均显著下降,其中,LaCl3处理组的根系Cd含量降幅高于TEA处理组,但LaCl3处理组的根系K含量降幅则低于TEA组。 NSCCs对品种‘T优705’幼苗根系和地上部Cd吸收的贡献率显著低于品种‘湘早籼24’幼苗,而K专性通道对品种‘T优705’幼苗根系K吸收和地上部Cd吸收的贡献率则显著低于品种‘湘早籼24’幼苗。研究结果显示：添加外源K可缓解Cd对水稻幼苗生长的抑制作用,并通过提高细胞壁与Cd的结合能力来降低细胞液中Cd的积累,以此减弱幼苗对Cd的吸收和转运能力;幼苗体内的K和Cd均可通过K专性通道和NSCCs转运,其中,K吸收和转运主要通过K专性通道完成,而Cd吸收和转运主要通过NSCCs完成。此外,品种‘T优705’可能具有多种离子通道参与Cd的吸收和转运,而品种‘湘早籼24’主要依赖NSCCs参与Cd的吸收和转运,且后者对K的吸收和积累强于前者。     

小麦不同生育时期Cd、Cr、Pb污染监测指标体系

以小麦为供试材料,分别采用发芽试验、溶液培养、土柱栽培等毒理试验方法,研究了小麦萌芽期、幼苗期及成株期受重金属污染毒害的指标体系。结果表明,①小麦根伸长抑制率可作为萌芽期重金属污染评价的一项生物指标;Cd、Cr、Pb对小麦根生长的7d半效应浓度(EC50)值分别为1.39、0.20mmo.lL-1和2.75mmol.L-1,据此得到3种重金属对小麦同一性状的毒性次序为CrCdPb;此外各性状抑制率与胁迫浓度的关系可用双曲线模型y=x/(a+x/100)或指数曲线模型y=a(1-exp(-bx))较好模拟。②Cd、Cr、Pb单一污染胁迫对小麦幼苗性状的毒性次序均以影响叶面积和冠部干重为主,表明叶面积和冠部干重为幼苗期污染监测的敏感指标;重金属对除根干重外所有性状的毒性次序:CrCdPb,该毒性次序是根据引起50%抑制的临界浓度即EC50值确定的;各性状抑制率与胁迫浓度的关系可用直线模型、或双曲线模型、或指数曲线模型较好模拟。③重金属单一污染胁迫造成小麦籽粒产量下降幅度是CdCrPb;二元互作对产量影响的重要性次序为CdCrCdPbCrPb;在Cd、Cr、Pb复合污染胁迫条件下,穗数可以作为成株期重金属污染监测的首选指标。以上指标可为农田小麦重金属污染的监测和综合治理提供一些理论依据。     

Root growth dynamics of Aleppo pine (Pinus halepensis Mill.) seedlings in relation to shoot elongation, plant size and tissue nitrogen concentration

Large and high nitrogen (N) concentration seedlings frequently have higher survival and growth in Mediterranean forest plantations than seedlings with the opposite traits, which has been linked to the production of deeper and larger root systems in the former type of seedlings. This study assessed the influence of seedling size and N concentration on root growth dynamics and its relation to shoot elongation in Aleppo pine (Pinus halepensis Mill.) seedlings. We cultivated seedlings that differed in size and tissue N concentration that were subsequently transplanted into transparent methacrylate tubes in the field. The number of roots, root depth, and the root and shoot elongation rate (length increase per unit time) were periodically measured for 10 weeks. At the end of the study, we also measured the twig water potential (ψ) and the mass of plant organs. New root mass at the end of the study increased with seedling size, which was linked to the production of a greater number of new roots of lower specific length rather than to higher elongation rate of individual roots. Neither plant size nor N concentration affected root depth. New root mass per leaf mass unit, shoot elongation rate, and pre-dawn ψ were reduced with reduction in seedling size, while mid-day ψ and the root relative growth rate were not affected by seedling size. N concentration had an additive effect on plant size on root growth but its overall effect was less important than seedling size. Shoot and roots had an antagonistic elongation pattern through time in small seedlings, indicating that the growth of both organs depressed each other and that they competed for the same resources. Antagonism between shoot and root elongation decreased with plant size, disappearing in large and medium seedlings, and it was independent of seedling N concentration. We conclude that root and shoot growth but not rooting depth increased with plant size and tissue N concentration in Aleppo pine seedlings. Since production of new roots is critical for the establishment of planted seedlings, higher absolute root growth in large seedlings may increase their transplanting performance relative to small seedlings. The lack of antagonism between root and shoot growth in large seedlings suggests that these plants can provide resources to sustain simultaneous growth of both organs.     

缓释肥和有机肥对长白落叶松容器苗养分库构建的影响

采用每株施入供氮(N)量为36.36或18.18 mg的缓释肥,并增施0或1.82 g FM有机肥的2×2析因设计,对长白落叶松容器幼苗施肥效果进行研究.结果表明:施肥处理对苗高、地径、生物量和钾(K)的吸收均无显著影响.增施有机肥显著提高了长度>1 cm的一级侧根数量(P=0.040)、主根长(TRL,P=0.012)和主根长与苗高比(P=0.008).高量缓释肥处理下,苗木根N浓度(P=0.035)以及苗干(P=0.005)、根(P=0.037)和苗干+根(P=0.030)中N含量以及苗干中磷(P)含量(P=0.047)均高于低量缓释肥处理;高量缓释肥处理下,增施有机肥使叶片和苗干+根中N浓度提高了137%(P=0.040)和21%(P=0.013);增施有机肥提高了苗干(P=0.020)、根(P=0.017)和苗干+根(P=0.013)中N浓度.经矢量养分分析,高量缓释肥供给可引起苗体N、P的过量,增施有机肥能明显克服N、P的缺乏,但导致K的损耗.对长白落叶松播种苗的培育,建议采用每株供氮18 mg的缓释肥并配施1.82g FM有机肥的施肥方法.     

The Physiological Effects of Ethrel on Seedlings of Second Season Rice

Spray of ethrel (1000 ppm)to seedlings of double-cropping second season rice at 5-leaf stage can control plant height and root length, and consequently makes seedlings strong and tough. The ABA content and ethylene released by young seedling were significantly higher than the control. However, there were some changes: cell elongation inhibited, leaf area decreased, and leaf color became dark green, photosynthetic rate increased, translocation of photosynthetate in leaf sheath enhanced, leaf emergence was rapid. The growth of root system and root vigor were though temporarily inhibited, but slightly increased after transplantation. All these are beneficial to seedling quality, the plant growth and development after transplantation, which subsequently bring about positive effects on stimulating early heading and on increasing rice yield.