不同镉水平下大麦幼苗生长和镉及养分吸收的品种间差异

利用水培试验研究了不同Cd水平下大麦幼苗的Cd和几种矿质元素吸收、积累、生长和生物学产量的品种间差异 .结果表明 ,1μmol·L-1Cd处理显著降低麦苗株高、绿叶数、叶绿素计读数、地上部和根系干重 ,显著抑制植株对Zn、Mn、Cu的吸收和累积 ;品种之间存在着显著差异 ,无芒六棱受抑制最为严重 ,米麦 114和浙农 1号表现出相对较强的抗性 .麦苗Cd含量和累积量品种之间也有显著差异 ,浙农 1号的Cd含量最高 ,米麦 114最低 .相关分析表明 ,麦苗生物学产量与地上部Cd含量、累积量及根系Cd含量呈显著负相关 ,其中与地上部Cd含量的相关性最强 ,与根系Cd累积量无显著相关 .     

镉胁迫对不同甘蓝基因型光合特性和养分吸收的影响

以2个耐镉(Cd)性不同的甘蓝品种为材料,研究了不同Cd浓度(0、20、50、100μmol.L-1)对甘蓝植株生长、叶片光合特性和养分吸收的影响.结果表明:Cd敏感品种在低浓度Cd(20μmol.L-1)处理下生长受到明显抑制,叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、PSⅡ光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ光合电子传递量子效率(ΦPSⅡ)及地上部、根系干质量显著降低;Cd耐性品种在高浓度Cd(50和100μmol.L-1)处理下生长和光合特性受到显著影响;Cd胁迫降低了甘蓝叶片叶绿素a和b含量,尤其对叶绿素a的影响较大,进而抑制了叶片光合能力.Cd胁迫显著降低了植株对Mn的吸收,抑制了Mg和Fe从根部向地上部的转运,且Cd敏感品种受抑制幅度更大;Cd胁迫促进了Cd耐性品种对P和S的吸收,而Cd敏感品种相反.因此,Cd胁迫下甘蓝敏感品种叶片Mn、Fe、Mg、S和P含量的降低是影响其叶片光合作用,进而抑制植株生长的重要生理原因.     

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.     

纯化腐植酸对低氮胁迫下黄瓜幼苗生长及养分吸收的影响

以黄瓜‘新泰密刺’、‘津优1号’为供试品种,研究沙培条件下不同浓度(0、50、100、150、200 mg·L^-1)纯化腐植酸(PHA)浇灌对低氮胁迫(1 mmol·L^-1 NO₃^-)下黄瓜幼苗生长及养分吸收的影响.结果表明: 在较低N供应条件下,沙培浇灌PHA可显著增加黄瓜幼苗的根总长、根表面积及根尖数,增大根体积,促进黄瓜幼苗株高和茎粗生长,增大叶面积;显著提高黄瓜幼苗叶片中脯氨酸及可溶性糖含量;促进N素以及P、K、Ca、Mg、Fe元素的吸收.由参试两黄瓜品种对低氮胁迫下PHA处理响应效果来看,不同品种的某些性状对PHA处理浓度的敏感程度稍有差异,综合结果显示,施用100～150 mg·L^-1PHA可显著促进两品种幼苗生长及养分吸收.     

镉胁迫下杞柳对金属元素的吸收及其根系形态构型特征

采用水培方法,研究了杞柳(Salix integra)2个品种在0-90 μmol/L Cd处理下不同组织对Cd的吸收和积累规律,探讨了镉胁迫下杞柳根系形态学功能响应特征以及对矿质离子吸收的影响。结果发现,镉在杞柳2个品种不同组织的含量均表现为根>韧皮部>木质部>叶。2个品种地上部组织对镉的吸收和积累规律相似:在0-70 μmol/L Cd处理浓度范围内,随着溶液Cd浓度的增加,叶、木质部、韧皮部中镉的含量逐渐增加,到50 μmol/L时,镉在地上部组织的含量达到最高,当Cd处理浓度达90 μmol/L时,地上部各组织中Cd含量出现下降趋势。而2个品种根系对Cd的吸收则不同,"微山湖"品种在溶液Cd达70 μmol/L时,根系镉的积累量最大,在90 μmol/L时,根系Cd的积累量明显下降;"一枝笔"品种根系在0-90 μmol/L范围内,根系Cd的积累量均为增加趋势。通过分析2个品种根系形态学参数变化发现,Cd胁迫抑制了杞柳2个品种根的伸长,促进了"微山湖"品种根的径向生长,导致根系平均直径增加;进一步对叶片矿质营养状态分析发现, Ca、Mn的吸收受镉胁迫的影响较大,在高浓度镉胁迫下(50-70 μmol/L)"微山湖"和"一枝笔"对Ca和Mn的吸收明显下降;Cd胁迫对Fe在叶片的含量影响不明显;同时发现,在50 μmol/L Cd处理下,Cu²⁺在叶片的积累明显增加。由此可见,杞柳2个品种间对镉的吸收和积累差异主要体现在根系,地上部对镉毒害的响应差异不大。     

AM真菌与镉互作影响桑生长和无机元素吸收转运

为评价Cd胁迫下接种AM真菌(AMF)对减轻桑树Cd毒害及Cd迁移规律的影响,采用了分室培养法开展试验。在菌根室种植无菌桑苗并接种AMF(Gigaspora rosea),菌丝室设置兼菌丝收集器功能的Cd陷阱。陷阱中的Cd处理浓度为0、5、20、40mg/kg,菌根室每室种植3株桑苗,6个重复,对照不接种AMF。培养60d后检测桑苗的菌根侵染率、不同部位的生长量、AMF菌丝生物量、4种矿质营养元素组分及Cd在AMF菌丝体和桑株中的定位及转运情况。结果表明:在0–40mg/kg的Cd处理下,不接种AMF处理的对照桑,其菌根侵染率、AMF菌丝生物量以及镉含量都为0。接种AMF处理中,当Cd<5mg/kg时,桑苗菌根侵染率、AMF菌丝生物量、桑苗鲜生物量、枝叶中N、K、Ca、Mg以及根系N、K、Ca矿质元素的积累都有促进作用,在5mg/kg时促生效果最佳;当Cd>5mg/kg时,随着Cd浓度的升高,桑苗菌根侵染率、AMF菌丝生物量、桑苗鲜生物量、枝叶中N、K、Ca、Mg以及根系N、K、Ca矿质元素的积累都受到渐强的抑制;陷阱中Cd浓度高低与根系中Mg元素的吸收量之间显著负相关;接种AMF可以显著提高桑株生物量和矿质营养的积累;Cd主要集中在桑苗的根部,Cd处理浓度与AMF菌丝体中以及桑株中的Cd含量均显著正相关;Cd在菌根桑苗中的迁移率(<9%)和不同部位(根-茎、根-叶)的转移系数(<0.1)都极其低。结果证明:Cd胁迫对桑苗的菌根侵染率、营养生长、AMF菌丝生长和矿质吸收(除Mg外)都存在低促高抑的剂量效应;AMF对Cd胁迫有一定的抗性,接种AMF显著促进植物的生长以及矿质营养元素的吸收和转运;重金属Cd在菌根桑中的分布、迁移是不均匀的,具有一定的独特性。     

水稻根系在根袋处理条件下对氮养分的反应

通过大田试验对 1 0个水稻品种根系与产量的关系研究表明 ,抽穗期和成熟期根冠比与产量呈极显著的负相关关系 ,相关系数分别为 - 0 .861 6和 - 0 .8889。随之在大田试验基础上选择根冠比大的品种粳籼89,设计水分和养分能自由通过 ,而根系不能穿过的根袋 ,根袋从小到大不同 ,以便产生不同大小的水稻植株根冠比。通过水培实验研究在根袋处理后对不同养分条件的反应。水培液设 3种氮素养分水平 ,即2 0 mg/kg,40 mg/kg,60 mg/kg。结果表明 ,在不同氮素养分条件下 ,经过根袋处理后在抽穗期根系干重都有下降趋势 ,根冠比显著降低 ,而根系活性吸收面积在抽穗期有不同程度的增加 ,茎鞘贮存性碳水化合物含量明显增加 ,叶绿素含量则无明显影响。在抽穗期较大的根袋处理根系总吸收面积、活跃吸收面积及所占比例与对照相比增加效果较为明显 ,而较小的根袋处理根系吸收的能力降低 ,根系吸收能力大小顺序为 :大袋 >中袋 >对照 >小袋。随养分浓度的增加 ,不同根袋处理在抽穗期的根系总吸收面积和活跃吸收面积有下降的趋势。较大的根袋处理在 2 0 mg/kg和 60 mg/kg氮素养分条件下能适当减少根系直径 ,增强根系的活性吸收比例 ,从而提高根系的活力 ;但在成熟期根袋处理对根系的活性吸收无明显影响     

黄芪幼苗对镉胁迫的生理响应机制

以我国传统药用植物黄芪(Astragalus membranaceus(Fisch.)Bunge)幼苗为材料,在水培条件下系统研究了不同程度Cd胁迫对黄芪生长发育、矿质元素吸收转运以及次生代谢产物积累的影响。25~200μmol·L^-1Cd处理显著抑制了黄芪幼苗根系和地上部的生长并引起了植株MDA含量的显著升高以及新生叶片光合色素含量的降低,表明Cd处理对黄芪幼苗造成了较为明显的伤害。植株中吸收的Cd主要积累在黄芪幼苗根系,而运输到地上部的Cd积累规律为顶端<中部<基部,显示出黄芪幼苗可以通过对Cd的区域化降低其在地上部新生组织的积累。Cd处理降低了植株对多种矿质营养元素的吸收和转运,但是Ca和Mg却分别在地上部顶端和基部出现了明显的含量升高,推测其可能与降低Cd在新生组织的毒害作用以及提高老叶的Cd耐性有关。此外,根系中4种异黄酮物质的含量在Cd处理下明显升高,黄芪皂苷Ⅰ-Ⅳ的含量则被Cd处理所降低,暗示着异黄酮而非皂苷类物质在黄芪幼苗根系应对Cd胁迫中发挥了积极作用。     

锌肥对不同基因型大麦吸收积累镉的影响

对土壤添加不同Zn、Cd条件下两种基因型(Sahara和Clipper)大麦对Zn、Cd的吸收积累研究表明,在本实验条件下土壤添加Zn、Cd对植物地上部生物量没有显著影响,但土壤添加Zn抑制植物根系生长,在土壤不缺Zn情况下添加Zn<20mg·kg^-1时并没有对大麦体内Cd浓度产生显著影响;当土壤Zn添加量达到40mg·kg^-1时,植物体内Cd浓度明显降低,植物吸收Cd的总量随着土壤添加Zn的增加而显著下降,这主要是由于根系生物量的下降所致,两个基因型大麦品种Zn效率存在显著差异,但这一差异对植物吸收Cd的总量没有影响,Zn高效品种Sahara根部Cd浓度显著低于Clipper。     

氮肥对夏秋季茶树吸收根生物量和养分储量的影响

以12年生龙井43茶树为研究对象,在7月至翌年1月利用土钻法对连续5a施用不同氮肥处理后的茶树吸收根生物量和养分含量进行了研究。结果表明茶树吸收根生物量在0.34-0.72 mg/dm3之间,碳、氮、磷、钾和镁储量变异范围分别为12.6-25.2 mg/dm~3、4.55-11.2 mg/dm~3、0.47-1.19 mg/dm~3、1.31-4.05 mg/dm~3、0.30-1.19 mg/dm~3。茶树吸收根生物量和各养分含量随月份变化呈现双峰型,峰值分别在8月和翌年1月,而7月和11月生物量和养分储量均较低。与不施肥对照相比,施用氮肥影响茶树吸收根生物量,氮肥施用对茶树吸收根生物量的影响因氮肥施用时间而异。不同氮肥施用水平下茶树吸收根总碳浓度和总碳含量均不存在显著差异。受氮肥施用时间影响,施氮对茶树吸收根氮浓度的影响不同月份间存在差异,其中7月、8月和1月施氮处理下氮浓度较高,而9月、10月和11月不施氮处理下氮浓度较高。氮肥施用对各月份茶树吸收根氮养分储量均没有显著影响。氮肥施用降低了部分月份茶树吸收根磷、钾和镁的浓度和储量。施用中等用量的氮肥能缩小茶树吸收根夏秋季氮磷钾镁养分储量的月份间差异。     

含氯化镉水体中螺旋藻的生长及其对镉的摄取作用

研究了钝顶螺旋藻和极大螺旋藻在含CdCl2水体中的生长状况与摄Cd能力.结果表明:两种螺旋藻皆对CdCl2有较强的耐受能力,但是有不同的摄Cd行为.当CdCl2浓度为6~24mg.L-1,培养96h时,两种螺旋藻对Cd的摄取作用主要表现为藻细胞外的表面吸附;培养10d时,钝顶螺旋藻的胞内Cd含量依然甚微,而极大螺旋藻对Cd的细胞内吸附量却明显增加,24mg.L-1CdCl2处理的极大螺旋藻胞内的Cd吸附量为12mg.L-1CdCl2处理的11.6倍,且略超过细胞表面吸附量.表明在高浓度Cd的长时间胁迫下,两种螺旋藻的摄Cd行为和对Cd的耐受机制具有明显差异,其中钝顶螺旋藻为胞外机制,而极大螺旋藻却为胞内、胞外混合机制,且以胞内机制为主.     

EGTA对Cd胁迫下蓖麻Cd积累和营养元素吸收的影响

以‘淄蓖麻5号’蓖麻品种为材料,通过盆栽试验研究了重度Cd土壤污染（100 mg·kg^-1）条件下,不同浓度（0、0.5、1.0、2.0 mmol·kg^-1）外源螯合剂——乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸(EGTA)对蓖麻植株生长、Cd积累和营养元素吸收的影响,探讨外源螯合剂调控Cd污染土壤上植物生长和修复效应。结果显示：（1）在Cd胁迫下,土壤中外源添加0.5~2.0 mmol·kg^-1EGTA使蓖麻根系鲜、干重比不添加EGTA对照不同程度降低,但植株总干重没有受到显著影响。（2）外源EGTA能有效促进Cd从蓖麻根部向地上部的转移,2.0 mmol·kg^-1的EGTA处理使蓖麻叶片Cd 含量显著增加了41.34倍;与不添加EGTA对照相比,外源EGTA处理蓖麻叶片中Cd积累量随添加EGTA的浓度增加而显著大幅度增加14.0~45.6倍,占相应植株总积累量的36.89%~58.63%,而茎中Cd积累量增加幅度较小,根中Cd积累量则显著降低。（3）Cd胁迫条件下,外源EGTA对蓖麻各器官矿质元素含量的影响不一,EGTA促进K向蓖麻地上部的转运,同时抑制Mg向植株地上部转运;随土壤添加的EGTA浓度提高,蓖麻植株对Ca吸收表现为低促高抑,叶片Zn含量和植株Cu含量逐渐增加,叶片和根系Fe含量及植株各器官Mn含量显著增加。与无Cd胁迫对照相比,EGTA在提高植株Cd积累的同时,降低了根系对K的吸收。研究表明,Cd胁迫显著抑制了蓖麻植株的生长,适宜浓度的外源EGTA对Cd的这种抑制有显著的缓解作用;外源EGTA改变了Cd在蓖麻根、茎、叶中的积累分布情况,提高了Cd从根系向地上部,尤其是向叶片的转移能力,从而强化了蓖麻对Cd污染土壤的修复效率;在采用EGTA强化植物修复Cd污染土壤时,应适量增施K肥以保证植株的正常生理代谢。     

水稻根表铁膜吸附镉及植株吸收镉的动态

采用营养液培养法研究了Cd处理时间对有铁膜和无铁膜水稻根表吸附Cd及植株吸收Cd动态变化的影响.水稻根表铁膜由50 mg·L^-1 Fe^2＋（Fe₅₀）诱导形成.供试植株在含10 μmol·L^-1Cd的营养液中生长不同时间后收获.结果表明, 随Cd处理时间的延长,无铁膜和有铁膜处理水稻根表DCB-Cd含量均为先增加后减少,Cd处理2 h达到最高,之后逐渐下降并趋于稳定. 根系和地上部Cd含量均持续上升,Cd处理8 h前增加缓慢,8 h后增加幅度加大.有铁膜水稻根系和地上部Cd含量增加幅度均低于无铁膜水稻.有铁膜处理DCB-Cd含量、根系和地上部Cd含量均低于无铁膜处理.表明铁膜不影响水稻各部分Cd含量随时间的变化趋势;不同Fe处理之间根系和地上部Cd含量的差异可能与根系含Fe量有关.     

Effect of fertilizers on Cd uptake of Amaranthus hypochondriacus, a high biomass, fast growing and easily cultivated potential Cd hyperaccumulator

In a greenhouse pot experiment, we assessed the phytoextraction potential for Cd of three amaranth cultivars (Amaranthus hypochondriacus L. Cvs. K112, R104, and K472) and the effect of application of N, NP, and NPK fertilizer on Cd uptake of the three cultivars from soil contaminated with 5 mg kg(-1) Cd. All three amaranth cultivars had high levels of Cd concentration in their tissues, which ranged from 95.1 to 179.1 mg kg(-1) in leaves, 58.9 to 95.4 mg kg(-1) in stems, and 62.4 to 107.2 mg kg(-1) in roots, resulting in average bioaccumulation factors ranging from 17.7 to 29.7. Application of N, NP, or NPK fertilizers usually increased Cd content in leaves but decreased Cd content in stem and root. Fertilizers of N or NP combined did not substantially increase dry biomass of the 3 cultivars, leading to a limited increment of Cd accumulation. NPK fertilizer greatly increased dry biomass, by a factor of 2.7-3.8, resulting in a large increment of Cd accumulation. Amaranth cultivars (K112, R104, and K472) have great potential in phytoextraction of Cd contaminated soil. They have the merits of high Cd content in tissues, high biomass, easy cultivation and little effect on Cd uptake by fertilization.     

INCREASED CONCENTRATION OF SOIL CADMIUM AFFECTS ON PLANT GROWTH,DRY MATTER ACCUMULATION,Cd, AND Zn UPTAKE OF DIFFERENT TOBACCO CULTIVARS (NICOTIANA TABACUM L.)

Cadmium (Cd) is a toxic trace metal pollutant for humans, animals, and plants. Tobacco is a wellknown efficient accumulator of Cd and the genotypic differences in Cd uptake and the response to Cd was not determined. The objectives of this study were to investigate: 1) the effects of Cd on the growth and development of different tobacco cultivars; 2) the differences among tobacco cultivars in Cd concentration, uptake, and use for the phytoremediation of polluted soils with Cd; and (3) the interactions between Cd and Zn with respect to concentration and uptake. The Cd level affected the number of leaves and dry matter accumulation, and there were differences among the different cultivars that were used. Furthermore, some cultivars showed a higher reduction in growth than others, indicating that they are more sensitive to Cd level in the soil. Moreover, differences existed among the cultivars for the Cd concentration and uptake. There also were negative correlations between Cd and Zn concentrations; as Cd accumulation increased, Zn accumulation decreased, which showed that the two heavy metals were antagonistic. These results suggest that tobacco cultivars differed greatly in their growth and developmental responses to Cd and in the concentration and uptake of Cd and Zn. In addition, it is possible to use certain tobacco cultivars to lower the Cd concentration in the soil.     

不同水稻品系幼苗对砷（As）的耐性、吸收及转运

利用琼脂培养基模拟水稻生长的厌氧环境,研究了As对不同水稻品系幼苗生长的影响以及As在其体内的积累及转运特性.结果表明,不同浓度(0～4.0mg/L)的As对供试水稻品系根部干物质积累无显著影响(P>0.05).杂交稻与糯稻的地上部干物质积累随基质中As浓度的增加呈减小趋势,但低剂量的As(0.5mg/L)促进常规稻的生长.水稻地上部的As积累量随基质中As浓度的升高总体均呈增加趋势.水稻根系对As具有较强的吸收与累积能力.水稻根部As的积累量为156.31～504 03mg/kg,占总As含量的63.40～81.90%,远远高于其地上部As的积累量.相比于其它两个品系,糯稻的生物量积累高,耐性指数较大,根部及地上部对As的积累量较低,因此更适合种植在As污染土壤.     

不同栽培方式对籼、粳稻根表铁膜和根铁、镉含量的影响

在Cd污染土壤中研究淹水、覆膜、覆草和湿润栽培对籼、梗稻不同生育时期根表铁膜Fe、Cd含量和根Cd含量的影响．结果表明,在分蘖期,梗稻根表铁膜Fe含量和根Cd含量在4种栽培方式中平均为6．37和25．49mg．kg^-1。分别比籼稻的4．52和16．37mg·kg^-1增加1．85和9．12mg·kg^-1．在孕穗期,粳稻根表铁膜Fe、Cd含量和根Cd含量在4种栽培方式中平均为1．60、16．35和54．68mg·kg^-1,分别比籼稻的1．06、9．56kg和43．31mg·kg^-1增加0．54、6．79和11．37mg·kg^-1．在灌浆期,梗稻根表铁膜Fe含量覆草和湿润栽培为0．89和1．00mg·kg^-1,分别比籼稻的0．63和0．30mg·kg^-1增加0．26和0．70mg·kg^-1;梗稻根表铁膜Cd和根Cd含量在4种栽培方式中平均为15．23和73．68mg·kg^-1,分别比籼稻的3．46和52．38mg·kg^-1增加11．77和21．30mg·kg^-1收获时。根表铁膜Fe含量淹水栽培的籼稻为1．21mg·g^-1,比梗稻的0．65mg·g^-1增加0．56mg·g^-1,覆草栽培的梗稻为0．94mg·g^-1,比籼稻0．55mg·g^-1增加0．39mg·g^-1;根表铁膜Cd含量湿润栽培的梗稻为7．96mg·kg^-1,比籼稻的5．09mg·kg^-1增加2．87mg·kg^-1;根Cd含量梗稻在4种栽培方式中平均为54．53mg·kg^-1,比籼稻的35．91mg·kg^-1增加18．62mg·kg^-1。     

Growing,physiological responses and Cd uptake of Corn (Zea mays L.) under different Cd supply

The effects of Cd on the growth and Cd uptaking in corn (Zea mays L.) were explored under different Cd stress. The results showed that no reduction in shoot and root dry matter yields were noted when the plants were grown at Cd supply levels ≤100 μmol l^?1 nutrient solution. The Cd concentration in the shoots and roots of corn increased sharply with increasing external Cd supply levels, peaked at 50 μmol l^?1, and then decreased slowly with further increasing Cd levels due to high Cd toxic effects on root growth. The concentrations of chlorophyll a, chlorophyll b and chlorophyll a + b in the leaf of corn decreased slowly with increasing external Cd supply levels. Proline concentrations of corn increased when the plants were grown under the external Cd influence. The lower concentration of Cd treatments did not influenced the growth of corn significantly, and increased the uptake of Cd, the higher levels of Cd supply caused significantly physiological resposes and decreased the Cd uptaking.