外源有机酸对镉胁迫下秋华柳镉积累特征的影响

为探究外源有机酸在加强秋华柳(Salix variegata Franch.)镉积累效率中的应用潜力,采用营养液培养方法,研究了5种100μmol/L外源有机酸(草酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸和琥珀酸)对50μmol/L Cd胁迫下秋华柳生长适应性及Cd积累特征的影响,并通过化学平衡程序VISUAL MINTEQ v3.0计算溶液中不同化学形态Cd(游离态和螯合态Cd)的含量。结果表明:柠檬酸、酒石酸、苹果酸和琥珀酸的添加有效缓解了Cd对秋华柳的毒害,明显促进了秋华柳的生长。除草酸处理组外,其余4个有机酸处理组培养液中游离Cd~(2+)含量均得到较大提升,显著促进了秋华柳对Cd的吸收。柠檬酸、酒石酸、琥珀酸和苹果酸的添加显著提高了秋华柳植株的Cd积累量,分别是未加入有机酸Cd处理组的210%、190%、190%和178%。外源有机酸的施加提高了介质中游离Cd~(2+)的含量,并通过与重金属的络合等作用提升了植株对Cd的吸收和积累能力。但不同有机酸对秋华柳Cd积累特征的影响差异明显,柠檬酸加入后通过提高秋华柳根生物量和根中Cd含量,显著增加了根系Cd积累量;酒石酸、苹果酸和琥珀酸的应用则明显提高了秋华柳地上部分Cd积累量。因此,外源酒石酸、琥珀酸和苹果酸的应用可提高秋华柳地上部分的Cd积累效率,更有利于对Cd污染土壤的修复。     

蚯蚓对土壤中铜、镉生物有效性的影响

以第四纪红黏土红壤和长江冲积物形成的高砂土为供试土壤、分别加入3个浓度的Cu^2 (100、200、400mg／kg)或Cd^2-(5.10、20mg/kg)模拟土壤污染．设置接种蚯蚓(Pheretima sp.)处理与不加蚯蚓对照．并种植黑麦草(Lolium multiflorum)、研究蚯蚓活动对土壤中Cu、Cd生物有效性的影响．以揭示蚯蚓在植物修复重金属污染土壤中的作用。结果表明：蚯蚓活动显著增加红黏中DTPA提取态Cu的含量、只有在浓度低于200mg／kgCu的处理中．才能增加CaCl2提取态Cu的含量．对H2O提取态Cu影响甚微;而对高砂土上Cu、Cd的各种形态影响均不显著;除红黏中浓度高于100mg／kgCu和10mg／kgCd处理外．蚯蚓活动显著提高了两种土壤上黑麦草地上部的生物量;接种蚯蚓后各种重金属处理中黑麦草对Cu的吸收量也显著增加,而Cd的吸收量变化不大。蚯蚓可能通过提高重金属的生物有效性而间接影响植物对重金属的修复效率。     

重金属污染土壤植物修复的研究进展和应用前景

土壤污染是当今面临的一个严峻的问题。其中重金属污染尤为严重。因此重金属污染土壤的修复日益受到各国政府和学者的重视。植物修复技术作为一种绿色安全的技术以其潜在的高效、经济及生态协调性成为当前国际学术界研究的热点领域。就植物修复技术的概念、方法原理、植物修复技术的研究历史和现状以及优点、应用前景作了系统阐述,并介绍了国内外开展的一些应用性实例。指出了植物修复技术当前还存在的问题。对今后发展的方向。作出了几点展望。     

添加硫代硫酸铵对植物修复汞污染土壤的影响

由于汞污染土壤中汞的生物有效性非常低,限制了植物修复技术的应用。本试验通过室内盆栽模拟试验,研究了硫代硫酸铵添加到土壤后,对土壤中汞的生物有效性、印度芥菜生物量及其吸收土壤中汞的影响。结果表明,当硫代硫酸铵与土壤比例为1∶12.5(W/W)时,土壤中生物有效态汞含量最高,达0.51mg·kg-1,是对照的12.7倍。土壤中加入2g·kg-1硫代硫酸铵时,印度芥菜根、茎和叶片干重分别增加了0.23、0.98和1.22g,且印度芥菜根系、茎和叶片的总汞含量分别达到1.96、0.43和3.35mg·kg-1,是对照组的8、4和2倍。添加硫代硫酸铵后,土壤渗滤液中汞浓度增加,最高达2487ng·L-1。因此,添加硫代硫酸铵能提高汞污染土壤植物修复效率,但也能在一定条件下导致汞向地下流失。     

汞污染土壤植物修复技术研究进展

汞是一种全球性污染物,汞污染土壤的修复问题,一直倍受各国科学工作者关注,土壤汞污染的植物修复技术是近年来发展起来的新兴技术.其中,汞污染土壤的植物提取技术是最有发展前途的一种汞污染土壤植物修复技术.本文对国内外有关汞污染土壤的植物修复技术进行了系统分析,对有关汞污染土壤的植物修复应用技术,如植物挥发、固化及提取等修复方法进行了评述,探讨了植物修复技术在汞污染土壤修复中的应用前景.加快对汞超积累植物的筛选和植物体对重金属耐性机制的研究,对今后开展汞污染土壤的植物修复工作具有重要的现实意义.     

汞污染土壤植物修复中转基因技术的应用

汞是一种全球性污染物.随着工业的发展、汞矿开采的加速,土壤汞污染日益严峻,给生态环境和人类生活带来了严重的威胁.因此,汞污染土壤的修复问题受到了广大学者的关注.针对受污染的土壤修复问题,植物修复技术具有成本低和不会给环境带来新的危害等特点.本文对目前国内外汞污染土壤修复植物修复技术的研究进行了综述,介绍了转基因技术在汞污染土壤中的应用,探讨了转基因技术在环境治理和环境修复中潜在的应用价值.     

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望

目前重金属污染土壤的修复主要采用物理化学技术和植物修复技术,根据其作用和过程和机物,物理化学技术主要包括化学固化,土壤淋洗和动电修复;植物修复技术包括植物稳定,植物挥发和植物提取,本文就各种修复技术的原理,优缺点,实用性及其国际研究与发展动态作一简述。     

石油污染土壤植物-微生物修复研究进展

依据国内外近10年来有关石油污染土壤生物修复研究的成果,综合阐述了石油污染土壤的植物修复、微生物修复及植物-微生物联合修复方法研究,重点讨论植物-微生物联合作用,主要包括植物根际微生物、根分泌物以及菌根对石油污染物降解的影响,提出了污染土壤原位修复中需要重视的问题.     

AMF和植物富集土壤中铅和镉的效应

为了筛选更适合修复土壤重金属污染的丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)和寄主植物组合,对二月兰(Orychophragum violaeeus)、龙葵(Solanum nigrum)和麦冬(Ophiopogon japonicus)接种AM真菌摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)和根内球囊霉(Glomus intraradices),通过测定Pb(1 000 mg/kg)和Cd(1.5 mg/kg)污染土壤中上述3种植物生长状况及其对Pb和Cd吸收与富集能力的影响,旨在获得富集重金属能力较强的AM真菌+植物组合。结果表明,施加Cd土壤中二月兰和麦冬的生物量高于对照,施加Pb或Cd处理显著降低龙葵的生长。龙葵对Pb和Cd富集能力最强,麦冬最弱;二月兰对Pb和Cd的转移能力最强。供试植物对Cd的富集能力和转移能力均大于对Pb的富集能力和转移能力。在Pb和Cd的胁迫下,摩西管柄囊霉和根内球囊霉均能促进供试植物的生长发育,并增加植株对Pb和Cd的富集系数,其中,摩西管柄囊霉对龙葵生物量、Pb和Cd富集系数的效应最大。综合考虑植物本身的生物量、对Pb和Cd的耐受力和富集能力,结论认为摩西管柄囊霉+龙葵组合是修复Pb或Cd污染土壤的高效AM真菌+植物组合之一,相关机制有待进一步研究。     

石油污染土壤修复植物的根-土界面微生物特征

选取沈抚灌区的主要修复植物蓖麻为实验材料,分析了蓖麻根区土壤、根际土壤、根面、根内4个层面上细菌和真菌的数量,优势菌种的生理生化特征,及细菌菌株生长营养类型,揭示了根-土界面微生物区系特征与石油污染土壤生物修复的关系.结果发现：修复植物根-土界面上,细菌数量为根际>根面>根内,真菌数量为根内>根面>根际,根面细菌与真菌数量均处于根际与根内区域微生物数量之间;修复植物蓖麻根面区域优势细菌种类最多,根内区域优势真菌种类最多;根际与根内的优势细菌具有较强的降解大分子物质的能力;根面细菌在营养需求分类上可归为氨基酸需求菌群.     

花卉植物应用于污染土壤修复的可行性研究

植物修复是解决污染土壤问题的有效途径之一,而已报道的超积累植物的种类非常有限.如果能从物种繁多的花卉植物中筛选出修复植物,不但能够弥补这一不足,而且还能在美化环境的同时,产生一定的经济效益.从植物修复的重要性和修复植物的筛选出发,概括了修复植物的判断标准及基本特征.通过描述花卉植物资源及其在环境保护中的作用,列举花卉植物与其它植物相比的优势,分析花卉植物的耐性、积累性和修复类型,探讨花卉植物应用于污染土壤修复实践的可行性.从花卉中筛选超积累植物,将为污染土壤的修复工作提供的生物材料.     

镉在土壤-香根草系统中的迁移及转化特征

以无植物组处理为对照,采用盆栽试验方式探讨不同Cd浓度胁迫条件下香根草根际土壤中重金属Cd的积累、迁移及转化特征。土壤Cd处理设4个浓度梯度,分别为0、2、20、80 mg/kg土壤干重。结果表明:(1)香根草可以显著降低土壤中生物有效态Cd和总Cd含量。(2)香根草各部分Cd积累量随处理浓度的增加和处理时间的延长而增加,90 d时80 mg/kg处理组地上部分和根的Cd积累量分别高达180.42 mg/kg和241.54 mg/kg。(3)各浓度Cd处理下,富集系数随着Cd处理浓度的增加而显著降低,随处理时间的延长而升高。(4)香根草地上部分Cd含量小于根部,各处理转移系数均小于1。随着处理时间的延长,中低浓度处理组的转移系数稍有降低,高浓度处理组的转移系数则显著上升。(5)种植香根草使其根际土中残渣态的Cd转化为生物有效态Cd,提高Cd清除效率。研究结果表明,香根草能够有效地吸收土壤中的Cd,降低土壤中总Cd含量,提高土壤安全性,可作为Cd污染地区植物修复的备选物种。     

土壤镉胁迫对田七体内镉分布及富集特性影响

田七(Panax notoginseng)是我国的一种传统珍贵的草本药用植物,其重金属污染问题已经引起广泛关注。为了分析田七不同部位对镉毒害的响应,明确不同浓度镉污染对田七体内镉分布的基本特征以及不同部位的富集特性,以揭示镉胁迫对田七不同部位的影响机制及富集转移特性。该研究在"田七之乡"广西靖西市田七园以3年生田七为材料,土培条件下以不施镉处理为空白对照,设置6个镉浓度(5、10、20、30、40、50 mg·kg~(-1))梯度,研究了在不同浓度镉胁迫下田七不同部位镉积累特征以及转移特性。结果表明:在不同器官(叶、茎、剪口、须根、主根)随着镉浓度的增加各器官镉的积累量均显著(P0.05)增加,呈现出正相关关系。田七不同部位镉含量的分布特征表现:空白对照下田七各器官镉累积分布表现为须根剪口主根茎叶;当镉浓度为5、10、20、30、40、50 mg·kg~(-1)时,田七镉分布表现为剪口主根须根茎叶;地下部的镉含量显著高于地上部的镉含量;随着镉浓度的增加,无论地下部生物富集系数还是地上部生物富集系数均表现为逐渐降低的趋势。     

Phytoremediation of soil contaminated with cadmium, copper and polychlorinated biphenyls

A pot experiment and afield trial were conducted to study the remediation of an aged field soil contaminated with cadmium, copper and polychlorinated biphenyls (PCBs) (7.67 +/- 0.51 mg kg(-1) Cd, 369 +/- 1 mg kg(-1) Cu in pot experiment; 8.46 +/- 0.31 mg kg(-1) Cd, 468 +/- 7 mg kg(-1) Cu, 323 +/- 12 microg kg(-1) PCBs for field experiment) under different cropping patterns. In the pot experiment Sedum plumbizincicola showed pronounced Cd phytoextraction. After two periods (14 months) of cropping the Cd removal rates in these two treatments were 52.2 +/- 12.0 and 56.1 +/- 9.1%, respectively. Total soil PCBs in unplanted control pots decreased from 323 +/- 11 to 49.3 +/- 6.6 microg kg(-1), but with no significant difference between treatments. The field microcosm experiment intercropping of three plant species reduced the yield of S. plumbizincicola, with a consequent decrease in soil Cd removal. S. plumbizincicola intercropped with E. splendens had the highest shoot Cd uptake (18.5 +/- 1.8 mg pot(-1)) after 6 months planting followed by intercropping with M. sativa (15.9 +/- 1.9 mg pot(-1)). Liming with S. plumbizincicola intercropped with M. sativa significantly promoted soil PCB degradation by 25.2%. Thus, adjustment of soil pH to 5.56 combined with intercropping with S. plumbizincicola and M. sativagave high removal rates of Cd, Cu, and PCBs.     

青葙对土壤锰的耐性和富集特征

通过盆栽试验,研究了青葙(Celosia argentea Linn.)对不同浓度(0、50、100、200、300、500 mg/kg)锰(Mn)污染土壤的吸收和积累特性。结果表明,青葙的锰含量、生物富集系数和生物量均随着土壤锰浓度的增加而增加。当土壤锰含量为300 mg/kg时,青葙生长良好。在锰浓度500 mg/kg时,青葙叶片边缘出现轻微褪绿现象,但是植株的生长未受到抑制,并且叶片生物量显著增加(P0.05)。此时,叶片中锰含量达到最大值42927 mg/kg,生物富集系数为69.20。青葙吸收的锰有95%—97%被转移到地上部分,表明该植物对锰具有很强转运能力。本研究的结果为利用青葙修复锰污染土壤提供了有力证据。     

水淹生境下秋华柳对镉污染土壤研究修复能力

以耐水淹和耐重金属的秋华柳（Salix variegata）作为试验材料,从土壤角度出发,探究秋华柳在水淹条件下对镉污染土壤的修复能力。设置无植物和种植秋华柳两个处理组,分别对两组设置两个水分处理组：正常供水组（CK）及土壤水淹组（FL）,4个镉浓度处理组：对照组（0 mg/kg）、低浓度（0.5 mg/kg）、中浓度（2 mg/kg）及高浓度（10 mg/kg）。分别于处理后的第30天和第60天对各处理组的土壤和水淹组水样进行取样。试验结果表明：（1）镉处理浓度越高,土壤中镉活性态浓度越高,生物毒性越强。（2）水淹显著降低土壤活性态Cd浓度（P < 0.05）,增大土壤修复难度。（3）种植秋华柳对30d土壤Cd全量及各形态镉浓度均无显著影响（P > 0.05）;对第60天正常供水和水淹组土壤中交换态、碳酸盐结合态的镉浓度以及60d水淹组土壤Cd全量均有显著影响（P < 0.05）。（4）秋华柳种植显著降低土壤Cd迁移系数,30d正常供水组、水淹组以及60d正常供水组和水淹组平均降幅分别为2.0%、4.12%、9.71%、9.32%。处理时间过短和试验用苗生物量小可能是秋华柳对土壤全量Cd影响不大的主要原因,但秋华柳均显著降低正常供水和水淹组土壤迁移系数且二组降幅差异不大。研究表明：水淹生境下,秋华柳对Cd污染的土壤仍有较好的修复能力。     

水淹生境下秋华柳对Cd污染土壤微生物数量及酶活性的影响

三峡库区消落带面临水淹及Cd污染双重胁迫,为探究秋华柳(Salix variegata Franch.)在水淹条件下对Cd污染土壤的修复能力,以秋华柳扦插苗为试验材料,设置正常供水(CK)和水淹组(FL)两个水分处理方式,4个Cd浓度梯度:对照组(0mg/kg)、低浓度(0.5mg/kg)、中浓度(2mg/kg)及高浓度(10mg/kg),分别对处理60 d和120 d的土壤微生物数量及酶活性变化特征进行研究。试验结果表明:(1)Cd浓度处理均未显著影响土壤微生物数量(P0.05),水淹显著降低处理60 d土壤细菌数、真菌数及处理120 d的土壤放线菌数及真菌数(P0.05)。(2)种植秋华柳显著提高处理60 d土壤细菌数量(P0.05),对土壤放线菌、真菌数量也有一定提升。(3)Cd浓度处理显著影响处理60 d土壤磷酸酶活性及处理120 d脲酶活性(P0.05),水淹显著降低处理60 d土壤磷酸酶活性及处理120 d脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性(P0.05)。(4)正常供水及水淹条件下,种植秋华柳对土壤酶活均有一定改善作用。种植秋华柳显著提高了处理60 d土壤磷酸酶活性以及处理120 d脲酶和蔗糖酶活性(P0.05)。研究结果表明:水淹生境中,秋华柳对Cd污染土壤微生物数量及酶活性具有改善作用,在Cd污染土壤修复方面有一定应用前景。     

四种园林植物对土壤镉污染的耐受性

采用模拟Cd污染土壤培养法,测定了Cd胁迫下山矾、桑树、绣线菊、山茶4种园林植物幼苗的生长、生物量变化,根茎叶的Cd含量,光合色素含量与MDA含量,对耐性指数(Ti)、转移系数(TF)、生物富集系数(BCF)进行了评价。结果表明:(1)山矾、桑树、绣线菊和山茶的平均耐性指数分别为93.99、82.33、82.10和87.25;(2)4个树种幼苗根茎叶的Cd含量都随着Cd处理浓度的增加而增加,转移系数值(TF)都小于1,转移能力为山矾山茶绣线菊桑树。对Cd累积能力为山矾山茶桑树绣线菊;山矾和山茶生物量吸收的Cd总量显著高于绣线菊和桑树。(3)Cd处理浓度的不断增加,叶绿素a/叶绿素b比值与对照相比变化不显著,类胡萝卜素的含量持续增加;桑树、山茶、山矾和绣线菊MDA含量分别平均上升为15%、10.17%、9.69%、12.86%。不同Cd浓度下,MDA上升幅度顺序为桑树绣线菊山茶山矾。研究表明山矾具有很高的Cd耐性、转移能力、以及地上部分积累镉的能力,是一种抗Cd污染较好的园林绿化树种。     

杜鹃花属植物种间可交配性及其特点

该研究以杜鹃花属5亚属3组17亚组38种和共计91个可育组合及109个不育组合的杂交结果为依据,通过杂交可育指标频度分析,初步揭示该属植物种间可交配性的分布规律。结果表明:(1)根据育性等级频度的研究,可得到种间可交配性排序结果,即亚属级:常绿杜鹃亚属内杂交杜鹃亚属内杂交常绿杜鹃亚属×杜鹃亚属杜鹃亚属×映山红亚属常绿杜鹃亚属×映山红亚属常绿杜鹃亚属×羊踯躅亚属常绿杜鹃亚属×马银花亚属杜鹃亚属×羊踯躅亚属;亚组级:银叶杜鹃亚组×同亚属的其他亚组云锦杜鹃亚组内杂交云锦杜鹃亚组×银叶杜鹃亚组银叶杜鹃亚组×杜鹃亚属各组三花杜鹃亚组内杂交云锦杜鹃亚组×同亚属其他亚组云锦杜鹃亚组×杜鹃亚属各组常绿杜鹃亚属的其他亚组×杜鹃亚属各组。(2)种间可交配性与亲本间的亲缘关系及染色体倍性有明显的关联,与分类系统中所反映的类群亲缘关系契合,原始的杜鹃花属植物类群如常绿杜鹃亚属可能比较进化类群具有更广泛的可交配性。(3)坐果率、绿苗率、绿苗系数和单位可育种子数量及其等级频度能从不同的侧面反映杜鹃花属植物杂交可育性数量特征,但也分别存在某些局限性,建立综合评价方案和可育性等级频度指标十分重要。