早熟禾对4种重金属胁迫生长响应特征

采用砂培法研究了早熟禾对不同浓度Cu2 、Zn2 、Cd2 和Pb2 胁迫的生长响应特征.结果表明,当Cu2 、Zn2 、Cd2 的浓度达100 m g/L时,早熟禾的种子萌发率、幼苗株高均有所下降,并随着胁迫浓度的增加,下降幅度增大;Pb2 对两指标的影响不太明显.Cu2 对根系及地上生物量具有抑制作用,尤其对根系生长抑制效应极为明显,当浓度增加到600 m g/L时,与对照相比,根长最高下降了96.67%.Zn2 、Cd2 和Pb2 在浓度超过200 m g/L时对早熟禾根系及地上生物量表现出抑制效应,并随着浓度的增加抑制效应增加.4种重金属对叶绿素的影响表现出一致的规律,即当浓度小于200 m g/L时对叶绿素的合成起促进作用,当浓度超过200 m g/L时,叶绿素的含量又随着处理浓度的增加而下降.     

谷子幼苗对土壤铅、铬的生长响应及吸收积累的差异性

采用盆栽土培试验,研究了谷子幼苗对土壤中不同含量铅（Pb）、铬（Cr）的生长响应和吸收积累的差异性。结果表明,在所试浓度（50～800 mg·kg^-1）范围内,Pb、Cr在谷子幼苗地上部和地下部的积累量存在较大差异,幼苗重金属的吸收富集和转运系数均为Pb大于Cr、Pb、Cr胁迫对幼苗生物量的影响表现为低浓度的促进和高浓度的抑制作用,但Cr对生物量的影响比Pb更强。相同处理条件下,幼苗茎叶中可溶性蛋白质、DNA含量和增色效应对Pb、Cr的响应也有明显差别,Cr对幼苗的生理毒性和DNA损伤效应的作用强度大于Pb。     

重金属污染对土壤有机质积累的影响

采用田间采样分析与室内培养试验相结合的方法,研究了不同重金属污染土壤中有机质积累的差异及重金属污染强度对土壤有机质矿化动态变化的影响.结果表明：污染土壤中重金属的大量积累可减弱有机物质的矿化速率,增加土壤有机质的积累.土壤中颗粒态有机质及其占总有机碳的比例随重金属积累的增加而增加;而微生物生物量碳占总碳的比例却随土壤重金属污染水平的提高而下降.污染土壤中颗粒态有机质对重金属有显著的富集,这可能是影响土壤有机物质进一步矿化的原因之一.重金属污染可改变土壤有机质的矿化速率,影响土壤有机质的积累与分配.     

不同灌溉模式对稻田土壤及糙米重金属积累的影响

为探讨降低土壤和糙米重金属的灌溉模式, 选取江西省萍乡地区的中度重金属污染稻田, 研究了灌浆期习惯性灌溉(间歇性灌溉)和长期淹水灌溉2种灌溉模式对水稻产量、糙米重金属及土壤理化性质的影响。结果表明: 与习惯性灌溉相比, 长期淹水灌溉条件下的水稻产量降低1.25%; 糙米Cd和Pb含量分别降低42.79%和3.70%, 其中糙米Cr含量显著降低44.81%, 但糙米Hg含量显著增加200%, 糙米无机As含量增加3.29%; 土壤Cd含量降低38.77%, 其中土壤有效态Cd含量和阳离子交换量显著降低72.08%和36.71%, 但土壤pH和有机质增加0.97%和6.32%; 同时相关性分析发现糙米Cr含量与土壤有机质呈显著负相关, 与阳离子交换量呈显著正相关, 糙米Hg含量与土壤有效态Cd含量和阳离子交换量呈极显著负相关。长期淹水灌溉可有效降低污染稻田土壤Cd进入水稻, 实现水稻安全生产, 但会增加糙米Hg积累和减产。     

微囊藻生长及光合系统Ⅱ对重金属镉的响应

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外源微生物对木麻黄幼苗生长和土壤微生物群落的影响

将解淀粉芽孢杆菌(YB706)和伯克氏菌(BK8)外源添加至木麻黄盆栽苗中,运用Biolog生态板和磷脂脂肪酸(PLFA)技术,探究外施细菌能否改善连栽木麻黄土壤养分和微生物群落及植株生长.结果 表明:与空白处理(CK)相比,YB706和BK8处理的木麻黄盆栽苗土壤碱解氮、速效磷显著增加,土壤全氮、全磷、全钾和速效钾无...     

利用重金属超量积累植物净化被重金属污染的土壤

随着人口的增长和工业的发展,废物废水的排放和矿山废弃地不断增加,加之各种化学物质在人类活动中的广泛使用,重金属污染已成为人们日益关注的环境问题之一。土壤被重金属污染以后,一方面直接影响作物生产并通过食物链危害人类;另一方面由于大多数重金属元素进入土壤以后很难移动,使治理重金属污染的土壤变得十分困难。自然净化过程极其漫长,一般需要成千上万年的时间。采用客土法和淋溶法治理,不仅成本昂贵,需要特殊仪器和经过培训的专业人员,还不能从根本上解决问题。随着人OJ对环境保护的日益重视,一些科学家开始探索在不破…     

接种菌根菌短枝木麻黄对低温胁迫的响应特征

通过对接种不同菌根菌短枝木麻黄幼枝进行系列低温胁迫处理,分析抗寒性相关生理指标与接种菌根菌短枝木麻黄抗寒性关系,探讨短枝木麻黄接种菌根菌对低温胁迫的响应特征,为科学评价和改良短枝木麻黄的抗寒能力提供依据。结果表明:(1)接种菌根菌有助于短枝木麻黄形成菌根,可显著促进其苗期生长。(2)随着胁迫温度的降低,接种菌根菌短枝木麻黄嫩枝SOD、POD、CAT活性均呈先上升后下降的趋势,MDA含量逐渐增加,且细胞膜透性均升高。(3)与相同温度处理下未接种对照相比,7个接种处理短枝木麻黄的嫩枝SOD、POD、CAT活性显著提高,并在0～4℃达到最高值,其MDA含量和细胞膜透性显著降低,而且各菌株处理的升降幅度存在显著差异。研究发现,在一定低温胁迫下,接种菌根菌可以显著提高短枝木麻黄嫩枝主要保护酶活性,有效降低其细胞膜透性和MDA含量,从而提高自身抗寒能力;接种内生菌根菌苏格兰球囊霉和外生菌根菌多根硬皮马勃对短枝木麻黄耐寒性的促进效果最佳。     

土壤自然干旱处理对钩藤生长与生理特征及主要药用成分积累的影响

以一年生钩藤实生苗为试材,通过连续土壤控水12 d盆栽试验,研究持续性土壤自然干旱对钩藤幼苗生长、抗逆生理指标及其主要药用成分含量的影响。结果表明:(1)随着干旱胁迫时间的延长,钩藤根和茎叶生物量以及叶片相对含水量(RWC)显著持续下降(P0.05),而根冠比、叶片丙二醛(MDA)含量及相对电导率(REC)逐渐升高。(2)随着干旱胁迫时间的延长,钩藤叶片叶绿素a、b含量先增高后下降,叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性先上升后下降,且POD活性最先达到峰值,CAT活性增幅最大;叶片中脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)和可溶性蛋白(SP)含量逐渐升高,且Pro表现出更强的渗透调节能力。(3)钩藤幼苗叶片、主茎和带钩茎枝中钩藤碱与异钩藤碱含量随着干旱胁迫时间的延长而呈先增高后下降的趋势,响应时间先后顺序依次为叶片、主茎、带钩茎枝,生物碱含量由高到低依次为带钩茎枝、叶片、主茎。研究发现,在土壤持续自然干旱条件下,钩藤幼苗生长受到一定影响,但植株能通过提高其抗氧化酶活性和积累渗透调节物质来提高吸水和保水能力,有效抵御干旱逆境;且土壤自然干旱胁迫4～8 d有利于主要药效成分钩藤碱与异钩藤碱的积累;土壤相对含水量在42%～53%时,钩藤幼苗耐旱性较强且钩藤碱与异钩藤碱含量较高。     

外生菌根真菌对重金属铜镉污染土壤中油松生长和元素积累分布的影响

该实验选取处于生长期的油松(Pinus tabulaeformis)幼苗,研究土壤Cu、Cd胁迫条件下,美味牛肝菌(Boletus edulis)单独接种、红绒盖牛肝菌(Xerocomus chrysenteron)与美味牛肝菌混合接种处理,对油松幼苗的生长和重金属积累分布状况的影响,探讨不同接种对油松抗性的影响。研究发现,菌根接种不仅促进寄主油松的生长发育和生物量积累,而且显著降低油松体内的重金属积累浓度,减少重金属由根部向植物茎叶部分的转运。与单一接种相比,混合接种可以更加有效地缓解重金属对寄主的生物毒性,减少土壤中重金属元素向油松体内的转运。这种优势在高浓度的重金属胁迫环境下尤为明显。该实验中,在3 mg·kg^-1 Cd胁迫下,混合菌根油松的茎叶和根部Cd浓度仅为未接种对照的59.1%和70.7%,比单一菌根降低了11.3%和18.1%,而混合菌根植物的茎叶和根部生物量干重则分别为未接种对照的1.14和1.20倍,单一菌根为未接种对照的1.18和1.17倍。在400 mg·kg^-1Cu胁迫下,混合菌根植物茎叶和根部的干重分别是未接种植株的1.01和1.09倍,而混合菌根植物茎叶和根部的Cu浓度仅为未接种植株的61.8%和79.6%,比Boletus edulis菌根植物的Cu积累浓度下降了0.7%和3.8%。     

污泥与园林废弃物混合堆肥对波斯菊生长及重金属积累的影响

随着城镇人口增加和城市化的快速发展,每天产生大量的污泥和园林废弃物,而厌氧消化的污泥与园林废弃物的混合堆肥产品应用于林地土壤改良,是城市废弃物循环利用的一种经济有效的方式。本研究在北京平原造林区开展试验,探讨混合堆肥对波斯菊的生长及对重金属元素吸收的影响。结果表明:施用堆肥对土壤全氮和有机质含量无显著影响; Cu、Zn、Cd三种重金属元素在土壤中主要以残渣态的形态存在;施用堆肥提高了土壤Cu、Zn含量,但Zn总量未超过土壤环境质量标准(GB 15618—2018)中的土壤污染风险筛选值300 mg·kg-1,Cu在施肥量较高时超过土壤污染风险筛选值100 mg·kg-1;土壤背景值中Cd含量已经高于土壤污染风险管制值4.0 mg·kg-1,施用堆肥对Cd含量的影响无明显规律;波斯菊株高、生物量和花数均随着堆肥施用量的增加而增加;波斯菊对重金属元素的富集性表现为CuCdZn。本研究表明,北京平原造林区的人工林生态系统可以忍受一定浓度的污泥和园林废弃物混合堆肥,并利用其中的营养物质,提高土壤肥力,促进植物生长。     

海马齿对重金属Pb、Zn胁迫的生长及生理生化响应

重金属污染是当前生态环境保护话题的一个热点,当环境污染后,重金属容易被植物体吸收、富集,阻碍植物的生长发育。海马齿(Sesuvium portulacastrum)是一种生长在海边沙地及河流入海口两岸滩涂地带的多年生肉质草本植物,拥有一套有别于淡土植物的遗传背景和耐盐碱生理机制。为了讨论其抗重金属逆境能力,用1/10的Hoagland营养液配制不同浓度的Zn2+、Pb2+溶液,浓度梯度为0、5、10、25、50μmol·L-1(0μmol·L-1为对照组),在Pb、Zn单因子处理下对海马齿的生物量指标节间长度、鲜重、干重和海马齿生理生化指标叶绿素、丙二醛、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白和根系活力进行测定,研究其生理活动和生长动态。结果表明:叶片叶绿素含量下降,根系活力降低;同时,高浓度的Pb、Zn离子对海马齿的相对生长率和节间长度存在明显的抑制作用;蛋白质含量显著下降;脯氨酸、可溶性糖、丙二醛能够被诱导且显著升高;但同时,海马齿鲜重和干重并没有显著的变化。说明海马齿对重金属Pb、Zn具有一定的耐受性,为研究海马齿是否可以作为一种净化水源的植物提供理论参考依据。     

雪松和圆柏对城乡大气环境中重金属的积累特征

雪松和圆柏是华北地区广泛种植的行道树种。本文在大气环境质量存在明显差异的天津城区、郊区和山区选取了5个采样点,用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP)测定了雪松和圆柏的枝条、未清洗针叶、清洗针叶及冠下表层土的重金属(Cu、Mn、Zn和Pb)含量,对数据进行了回归和Pearson相关系数分析。结果表明:城区雪松和圆柏的针叶、枝条及冠下表层土中重金属的含量显著高于山区;雪松针叶对重金属的积累能力显著高于圆柏,城区雪松针叶中Mn、Zn的含量分别高达2024、2397 mg·kg~(-1),是山区雪松针叶的297、479倍,而雪松和圆柏枝条对重金属的积累能力差别不显著;城区和郊区雪松及圆柏未清洗针叶的重金属含量显著高于清洗针叶,说明针叶表层附着物中含有较多重金属;植物组织中高浓度的Cu、Mn、Zn和Pb受城乡环境中多重因素的影响,其中大气沉降是影响植物对城乡环境中重金属积累的重要因素。     

湘江藻类水华结构特征及对重金属的积累

2010年9月下旬,湘江中下游发生藻类水华,严重影响了沿线居民的生活.采集湘江上游永州、中游衡阳与下游株洲、湘潭、长沙段水样,对此次水华期间浮游植物群落结构、优势种类进行了调查分析,并测定其对湘江金属离子的积累,进行小鼠生物毒性实验,旨在评价此类水华是否将对湘江水生生态系统及人体健康构成威胁.结果表明：（1）光学显微镜与扫描电子显微镜分析,此次水华为硅藻门颗粒浮生直链藻（Aulacoseira granulata）水华.湘潭和长沙段水华最为严重,藻细胞数均达到1.3×105丝状体/L,长沙段叶绿素a含量达0.04mg/L;（2）湘江颗粒浮生直链藻对金属离子Al,Fe和Mn富集量分别达到4.4×103,768.4和138.7mg/kg干重,富集系数分别为4.0×105,7.7×105和3.2×103;其对高毒重金属Pb富集量为19.2mg/kg干重,富集系数为9.6×103;（3）小鼠生物毒性实验证实,湘江重金属污染条件下颗粒浮生直链藻水华存在一定生物毒性,全组份组LD50为384mg/kg,95%可信限介于228.5~646.3mg/kg之间,对湘江水生生态系统及沿线居民健康造成了威胁.     

两种一年生草本对喀斯特土壤厚度及供水的生长响应

以一年生草本苍耳(Xanthium sibiricum Patrin ex Widder)和鬼针草(Bidens pilosa L.)为材料,模拟喀斯特地区不同土壤厚度以及不同水分处理,研究了两者的形态及生物量积累与分配特征.结果显示:资源减少(供水、土壤厚度及供水+土壤厚度)3种处理均抑制了植物的生长,植物生物量积累...     

灰木莲生长对土壤养分和气候因子的响应

对原产地越南以及我国多个引种地的灰木莲的树高和胸径生长特征进行研究,分析了灰木莲生长对土壤养分和气候因子的响应.结果表明: 不同种植地灰木莲的树高和胸径年均生长量差异显著.灰木莲胸径和树高的年均生长量与土壤全N、全P、速效N、速效P含量呈显著正相关,而与土壤有机质、全K、速效K含量相关性不显著,表明土壤N、P含量是影响灰木莲生长的主要养分因子.不同海拔灰木莲树高年均生长量差异显著,而胸径无显著差异.海拔为150～550 m,树高年均生长量随海拔升高而增大,在海拔550 m处达到最大,随后降低,表明海拔550 m为灰木莲引种的最适海拔.灰木莲树高和胸径的年均生长量与年均温、≥10 ℃积温呈显著负相关,与年降雨量呈显著正相关,表明年均温、≥10 ℃积温和降雨量是影响灰木莲生长的主要气候因子.     

土壤碳库积累与分配对热带森林恢复的响应

为探明土壤有机碳沉积对热带森林恢复的响应过程与机理,选取西双版纳处于不同恢复阶段的热带森林类型(前期的白背桐群落、中期的崖豆藤群落、后期的高檐蒲桃群落)为研究对象,探讨土壤有机碳库各组分积累与分配(微生物量碳储量/总有机碳储量、易氧化有机碳储量/总有机碳储量、惰性有机碳储量/总有机碳储量)的时空变化规律,分析乔木与林下物种的丰富度和多样性、土壤温湿度、容重、pH及氮库(全氮、水解氮、铵氮、硝氮)对土壤有机碳库组分积累与分配的影响。结果表明:(1)热带森林恢复显著促进土壤碳库各组分的蓄积(P<0.05),相较于恢复前期,恢复中后期土壤总有机碳、微生物量碳、易氧化有机碳、惰性有机碳储量增幅达9.25%-50.84%;恢复促进了土壤微生物量碳和易氧化有机碳的分配(8.98%-25.36%)(P<0.05),但对惰性有机碳分配无显著影响;(2)不同恢复阶段热带森林土壤碳组分积累与分配的时空变化存在一定的差异。其中上述4种碳组分积累最大值均出现在6月、垂直变化均沿土层递减;土壤易氧化有机碳和微生物量碳分配最大值出现在6月、惰性有机碳分配则在12月最大,易氧化有机碳和微生物量碳分配沿土层递减、惰性有机碳分配无显著垂直变化;(3)土壤微生物量碳、易氧化有机碳、惰性有机碳的储量在土壤碳库储量的分配占比分别维持在2.40%-5.00%、18.22%-39.34%、18.50%-26.55%,土壤有机碳组分对总有机碳储量变化的解释率表现为:微生物量碳(83.71%)>惰性有机碳(82.17%)>易氧化有机碳(78.54%);(4)相较于恢复初期,恢复后期乔木与林下物种丰富度和Shannon多样性提升了42.78%-490.82%,氮库(全氮、水解氮、铵氮、硝氮)含量仅提升了12.73%-25.51%;(5)冗余分析表明,林下物种丰富度、温湿度、水解氮是影响土壤有机碳组分积累的主要驱动因子,而乔木香农多样性、湿度、容重则是影响土壤有机碳库组分分配的主控因子。因此,西双版纳热带森林恢复进程显著促进了土壤有机碳库组分积累与分配,影响程度取决于样地林下物种丰富度、乔木香农多样性、土壤温湿度、容重与水解氮的状况。     

三江平原湿地开垦对土壤氨基糖积累特征的影响

微生物残体在土壤有机质的形成和稳定过程中发挥着重要作用,但湿地开垦对土壤微生物残体积累特征的影响尚不清楚.本研究以三江平原小叶章湿地为对象,采集原始自然湿地和开垦改种豆科作物后不同耕作年限(5年、10年和25年)的土壤,以氨基糖为微生物残体的标识物,探讨湿地开垦对土壤微生物残体积累特征的影响.结果 表明:自然湿地开垦为...     

燕麦植株生长及叶片生理活性对土壤镉胁迫的响应

该研究以燕麦品种‘燕科2号’(籽粒镉积累量高,Yh)和‘200919 7 1’(籽粒镉积累量低,Yl)为材料,采用盆栽试验,在土壤Cd胁迫条件下测定两种类型燕麦植株生长、叶片光合生理参数及抗氧化酶活性的变化,探讨两品种对Cd胁迫的响应差异。结果表明：(1)Cd胁迫条件下,燕麦品种Yh和Yl植株生长、气体交换参数及叶绿素荧光参数均受到抑制,并以单株干重、叶片净光合速率(P_n)、光化学淬灭系数(qP)表现最为突出,Yh的降幅分别为38.2%、35.0%、14.7%,Yl降幅分别为40.8%、57.1%、27.3%。(2)镉胁迫均诱导增强了两个类型燕麦品种叶片抗氧化酶活性,尤其是SOD活性得到显著增强,Yh和Yl的增幅分别为41.9%和44.9%; Cd胁迫也显著提高了MDA含量,Yh和Yl的增幅分别达到22.2%和18.1%。研究发现,在Cd胁迫条件下,与低Cd积累燕麦品种相比,高Cd积累燕麦品种具有较高的生物量和抗氧化酶活性,以及较强的净光合速率和优异的叶绿素荧光特性,从而表现出较强的耐Cd性。     

重金属污染土壤超积累植物修复关键技术的发展

我国土壤重金属污染问题日益突出,严重影响食品安全和人类健康,同时也制约了社会经济的可持续发展。在众多土壤重金属修复技术中,超富集植物修复技术以廉价高效、操作简单、安全可靠、环境友好等优点,被认为是最具发展潜力的绿色修复技术之一。本文回顾了该技术在国内外的发展历程,并对超积累植物的筛选鉴定、对重金属的吸收转运机制、强化修复措施及植物安全处置与利用等几个关键技术进行了阐述,对该技术今后的发展方向和突破点进行了展望。