丛枝菌根真菌对海州香薷生长及其Cu吸收的影响

在温室盆栽条件下研究了接种丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌对灭菌土壤中海州香薷生长及其Cu吸收的影响.试验设0,50,100,200,400mg·kg^-1等5个外施Cu水平,Glomus caledonium90036(36)、Acaulospora mellea ZZ(ZZ)2种菌剂处理和1个不接AM真菌的对照处理(CK).苗后60d收获植株.结果表明,尽管菌根侵染率随Cu水平的升高而降低,但都高达50%以上,说明AM真菌易于侵染海州香薷.36和ZZ处理在各Cu水平下都显著提高了海州香薷地上和根系干重.在200mg.kg^-1及以下各Cu水平时,2种菌剂处理提高海州香薷地上部分Cu浓度,在400mg·kg^-1Cu水平时,地上部分Cu浓度在36、ZZ和CK之间没有显著差异.在施Cu水平为0mg·kg^-1时,海州香薷根系Cu浓度在36、ZZ和CK之间差异不显著,在50mg·kg^-1及以上各Cu水平时,36和ZZ降低海州香薷根系Cu浓度.36和ZZ处理在各Cu水平提高地上部分Cu吸收量,在100mg·kg^-1Cu水平时提高根系Cu吸收量.总之,接种AM真菌可以促进海州香薷向地上部转运Cu,提高其地上部分Cu吸收量.     

海州香薷对铜的蓄积及铜的毒性效应

研究了不同浓度铜对海州香薷的毒性及海州香薷对铜的蓄积结果表明0.5 mmol/kg的铜能促进海州香薷的生长,使其生物量增大.低浓度的Cu²⁺使叶绿素a含量上升,而高浓度Cu²⁺则使叶绿素a下降,但Cu²⁺对叶绿素b的影响并不明显.反映到a/b上则表现为低浓度下Cu²⁺处理会提高a/b值.海州香薷的蓄铜浓度随土壤中铜浓度的增加而升高,可达1500mg/kg,达到了超量积累植物的标准.铜对SOD、POD活性的影响也表现为低浓度的刺激效应和高浓度的抑制效应,最高值出现在0.5 mol/kg.     

海州香薷根细胞壁对铜的吸附固定机制研究

海州香薷是铜耐性植物,细胞壁是其吸收积累铜的重要场所.本文利用细胞壁化学改性结合吸附动力学试验和红外光谱学研究了海州香薷根细胞壁及其组分对Cu2+的吸附动力学特征,以及它们吸附固定Cu2+的功能基团.吸附动力学试验表明,海州香薷根细胞壁对Cu2+吸附300 min后,吸附量已接近饱和水平,达到最大吸附量的90%左右;500 min时达到吸附饱和,饱和吸附量为5.85 mg·g-1.当细胞壁进行化学改性后,如氨水处理细胞壁使果胶变成低酯化的酰胺类果胶或者去除细胞壁中的纤维素,根细胞壁对铜的吸附量会显著降低.果胶和纤维素分别吸附了19.85%和25.48%的Cu2+,是细胞壁吸附固定Cu2+的两大主要组分.红外光谱研究也表明,在海州香薷根细胞壁吸附Cu2+的过程中,羟基、羧基和氨基是Cu2+的主要结合位点.其中,果胶为Cu2+的结合提供了羟基官能团,纤维素和半纤维素为Cu2+的结合提供了羧基官能团,而细胞壁蛋白提供了氨基官能团等结合位点.由此可见,根细胞壁及其各个组分对Cu2+具有较高的吸附固定能力,是海州香薷根系Cu耐性的重要机制.     

铜对污染区和非污染区海州香薷光合作用差异

在铜胁迫下,以水培的方法,对污染区、非污染区海州香薷的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔限制值(Ls)、叶绿素(Chl)等进行比较研究。结果表明,15μmol/L和45μmol/L铜处理下,污染区、非污染区海州香薷Pn均显著下降,但是污染区Pn下降了16%~27%,非污染区Pn下降了56%~62%。此外,非污染区海州香薷Gs、Ci均明显下降,Ls明显上升,Chla、Chlb含量没有明显变化(15μmol/L铜的Chla含量除外),表明其净光合速率下降的主要原因是气孔限制;但是,污染区海州香薷Gs、Ci、Ls上升或轻微变化,Chla、Chlb含量均明显下降,表明其光合作用可能不存在气孔限制,同时Chl含量明显下降可能是其净光合速率下降的原因之一。此研究揭示了金属型植物光合作用差异及其气孔和非气孔限制,可为进一步查明其生长限制因子提供科学依据。     

木霉制剂对海州香薷生长和铜吸收的影响

将里氏木霉FS10-C用苜蓿粉发酵制成固体木霉制剂.采用温室盆栽试验,研究在外源铜浓度为0,100,200,400mg/kg的土壤上,施加木霉制剂对海州香薷生长和铜吸收的影响.结果表明:施加木霉制剂后,除400mg/kg外源铜浓度土壤上地上部干重外,海州香薷生物量在各外源铜浓度土壤上均呈增加趋势.施加木霉制剂的各外源铜浓度土壤NH4OAc提取态铜含量均显著高于空白组(P<0.05),且除100mg/kg外源铜土壤上地上部外,海州香薷铜积累量均呈增加趋势.其中地上部积累量在200和400mg/kg外源铜土壤上均差异显著(P<0.05),根积累量在100mg/kg外源铜土壤上差异显著(P<0.05),总积累量在100和400mg/kg外源铜土壤上均差异显著(P<0.05).可见,里氏木霉FS10-C制剂可通过促进植物生长和提高土壤铜的植物有效性而提高海州香薷对铜的吸收能力,是一种颇具研发潜力的生物修复剂.     

根分泌物与微生物对污染土壤重金属活性的影响

研究了铜富集植物海州香薷(Elsholtziasplendens)和鸭跖草(Commelinacommunis)根分泌物,以及假单胞菌(P.aeruginosaZD4-3)和白腐真菌(P.Chrysosprim)对污染土壤重金属活性的影响.结果表明,海州香薷和鸭跖草根分泌物对污染土壤中Cu有一定的活化能力,不同处理间差异不大,鸭跖草根分泌物对Cu的活化能力大于海州香薷.不同处理根分泌物中有机酸种类或含量有所差异,但主要以草酸和出峰时间为6.5min左右的未知有机酸为主.假单胞菌对污染土壤Cu、Pb和Zn有很强的活化作用;白腐真菌对Cu、Zn有活化作用,对Pb则表现为固定作用,海州香薷根分泌物降低了供试假单胞菌对重金属的活化效果,但增加了白腐真菌对重金属的活化效果.     

Cu、Cd污染对土壤脲酶活性的影响研究

随着重金属污染的越来越重,重金属对土壤环境的危害引起人们广泛的关注,土壤酶作为土壤生态系统中生化反应的催化剂,对各种土壤代谢过程起驱动作用.为研究单因素重金属Cu、Cd对于土壤脲酶活性的影响,以至于对环境保护和环境评价工作提供意见.本文采用靛酚蓝比色法测定脲酶活性,以氨氮浓度表征土壤脲酶活性.实验结果表明,随着Cu2＋、Cd2＋浓度的增加,土壤脲酶活性显著降低,即重金属对土壤脲酶具有抑制作用.     

芦荟对土壤中重金属的吸收及EDTA影响

采用芦荟(Aloe vera L.)盆栽实验,考察了土壤中重金属在芦荟中的分布及施加EDTA对重金属在芦荟中积累影响。由实验结果,芦荟中重金属随土壤中重金属含量的增加而增加,Cd、Cu和Zn的增加量主要积累在叶部,而Pb的增加量主要积累在茎和根部。土壤中Pb的加入促进了芦荟对Cd和Cu的吸收,表明Pb与Cd、Cu在芦荟吸收时具有协同效应。随着土壤中EDTA用量的增加(0～4 mmol/kg),芦荟对重金属的吸收积累增加,其中Cu和Pb的增加较大。在EDTA作用下,芦荟叶部对重金属的迁移增大,其迁移系数Zn>Cd>Cu>Pb。EDTA螯合作用促使芦荟对重金属的吸收。芦荟叶部重金属对Fe的积累有明显抑制作用,而芦荟各部位中重金属对Ca的积累皆有明显抑制作用。     

铜胁迫对蓖麻根系有机酸分泌及Cu吸收的影响

通过盆栽试验并结合原子分光光度法和高效液相色谱法,研究了土壤Cu浓度对蓖麻根系有机酸分泌及Cu吸收的影响。结果表明,蓖麻对Cu表现出较强的转运、富集能力,根部是积累Cu的主要器官。蓖麻根分泌物中含有草酸、苹果酸、乳酸、柠檬酸和酒石酸,其中草酸、苹果酸含量分别占39.93%和31.53%。各种有机酸对Cu的响应不同,草酸含量随土壤Cu浓度升高逐渐减少。土壤Cu浓度300 mg/kg时,酒石酸、苹果酸、乳酸和柠檬酸含量随着Cu浓度升高而上升,土壤Cu浓度为300 mg/kg时达到最大,分别为对照的6.887、1.497、2.058和2.346倍;土壤Cu浓度300 mg/kg时,苹果酸、乳酸、柠檬酸含和酒石酸含量随着Cu浓度升高而逐渐减少。苹果酸含量与蓖麻的Cu含量的相关系数最大,其次是乳酸、草酸和柠檬酸。因此,蓖麻对Cu的转移和富集中苹果酸可能发挥主导作用,乳酸、草酸和柠檬酸次之。     

Cu2+对两种生态型鸭跖草Cu积累和抗氧化酶的影响

在Hoagland培养基中加入CuSO4模拟Cu2 污染环境,比较了不同Cu2 浓度([Cu2 ])对鸭跖草(Commelina communis L.)耐性生态型和敏感生态型的耐性、Cu积累和抗氧化酶[过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)]的影响.结果表明,两种生态型鸭跖草的Cu2 中毒临界浓度和中毒症状有明显的差异,[Cu2 ]≥40祄ol/L时,耐性生态型鸭跖草的耐性明显高于敏感生态型.耐性生态型鸭跖草叶和根中的Cu2 含量都明显高于敏感生态型,根中更为明显.不同生态型甚至同一生态型不同器官的POD、CAT、SOD活性对Cu2 的敏感性不同.一般来说,根对Cu2 的敏感性高于叶;POD活性对Cu2 的敏感性高于CAT和SOD.根比叶在清除丙二醛(MDA)的过程中起更重要作用.耐性生态型鸭跖草叶和根中CAT、POD和SOD活性、叶中MDA的变化并没有与根中MDA含量的变化趋势(大幅增加)保持一致,表明除了抗氧化酶外,可能还存在其他机制影响耐性生态型与敏感生态型鸭跖草在Cu2 耐性上的差异.     

鸭跖草(Commelina communis)对铜的耐性和积累研究

采用溶液培养法 ,研究了生长于铜矿山上的鸭跖草 (Commelinacommunis)和生长于正常土壤中的鸭跖草对Cu的耐性和吸收积累的差异 .实验显示 ,随着溶液中Cu浓度的增加 ,生长于矿山的鸭跖草的干重、生长速率均增加 ,而生长于非矿山的鸭跖草的干重、生长速率降低 ,2种鸭跖草体内含Cu总量和根、茎、叶Cu含量均随着培养液Cu浓度的增加而增加 ,两者呈明显正相关 .在相同Cu处理浓度下 ,矿山的鸭跖草体内Cu的含量高于非矿山的鸭跖草体内Cu含量 ;Cu在 2种鸭跖草体内各器官的分布一致 ,均为根 >茎 >叶 .在高Cu浓度处理下 ,矿山的鸭跖草地上部Cu含量 根Cu含量的比值不超过 1,但随着溶液中Cu浓度的增加而增加 ;而非矿山的鸭跖草除去对照处理 ( 0 2 5μmol L)外 ,地上部Cu 根Cu比值为 40— 2 40 μmol L ,随着溶液中Cu浓度的增加而增加 ,其比值超过了 1,但到了 3 2 0 μmol L时开始急剧下降 .结果表明矿山的鸭跖草已形成对Cu的耐性     

Uptake and accumulation of copper by roots and shoots of maize (Zea mays L.)

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆＣｕｉｎｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｓｕｓｕａｌｌｙ20ｔｏ30ｐｐｍｉｎｎｏｎｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｓｏｉｌ(Ｎｒｉａｇｕ,1979;Ｓａｌｏｍｏｎｓ,1984),ｂｕｔｉｓｍｏｒｅｔｈａｎ2000ｐｐｍｉｎｍｉｎｉｎｇａｒｅａｓａｎｄｉｎｔｈｅｖｉｃｉｎｉｔｙｏｆｓｍｅｌｔｅｒｓ(Ｆｒｅｅｄｍａｎ,1980;Ｈｕｍｐｈｒｅｙｓ,1984).ＩｔｈａｓｂｅｅｎｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｔｈａｔｃｏｐｐｅｒｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙｄｅｐｅｎｄｓｏｎｐＨｉｎｓｏｉｌｓ,ａｎｄｉｔｉｓｏｂ…     

模拟秋茄湿地系统中镍、铜的分布积累与迁移

温室中建立模拟湿地系统。对照组用１５‰的人工海水，污水处理组分别用正常、５倍和１０倍浓度的人工污水定时、定量对模拟系统污灌一年，用于研究Ｎｉ、Ｃｕ在系统中的分配与迁移。结果表明：污水中的Ｎｉ、Ｃｕ主要存留于土壤中，占８８．１３％－９４．１２％；留存于植物体中的占０．１０％－０．３４％；凋落物占０．０２％－０．０９％。由植物吸收的Ｎｉ、Ｃｕ主要分布于根部，分别占总量的３１．０８％－５６．１９％和７．     

Accumulation of Pb, Cu, and Zn in native plants growing on contaminated sites and their potential accumulation capacity in Heqing, Yunnan

Phytoremediation is one of the cost-effective and environmental friendly technologies used to remove contaminants from contaminated soils,which has been intensively studied during the last decade.Presently,few economical and effective remediation methods are available for the remediation of Pb contaminated sites.This study was conducted to assess the potential of 19 plants growing on contaminated sites in Pb mine area.Plants and associated soil samples were collected and analyzed for total metal concentrati...     

幼刺参不同部位对Zn^2＋、Cu^2＋的蓄积动力学研究

以幼刺参为实验材料,在10℃、15℃、20℃条件下测定其体壁、消化道及呼吸树中Zn2 、Cu2 的蓄积量、蓄积速率及浓缩系数.研究发现,10℃时,Zn2 于第8 d在刺参体壁、消化道达到蓄积顶点,最大蓄积量分别为245.48×10-6和973.35×10-6;Cu2 于15℃,第8 d在幼刺参体壁和消化道达到最大蓄积量,分别为9.34×10-6和 59.65×10-6;20℃时,Cu2 于第8 d在呼吸树达到最大蓄积量,为622.37×10-6.研究表明,刺参消化道对Zn2 的蓄积大于体壁的蓄积,刺参呼吸树对Cu2 的蓄积大于消化道和体壁的蓄积.同时,温度显著影响Zn2 、Cu2 的蓄积.为了更好地理解Zn2 、Cu2 不同温度下在幼参体内的蓄积过程,本研究采用经典的非线性最小二乘估计原理构建数学模型,很好地模拟了重金属在不同的组织中随时间变化的动力学过程.     

Contribution of additives Cu to its accumulation in pig feces： study in Beijing and Fuxin of China

Massive amounts of pig manure are produced by intensive pig farm in China, and the composition of pig manure has changed much due to the use of feed additives. However, little is known about the exact Cu （copper） feed as additives or present as contaminants in pig feed and the residues in feces. One hundred and thirty-seven feeds and one hundred and forty-two fecal samples from 48 pig farms were collected in Beijing and Fuxin cities in 1999 and 2005, respectively. The concentrations of Cu were in the range of 6.86-395.19 mg/kg in the feed samples, and the mean values were in the order of weaner〉 grower-finisher〉 sow＇s feeds. The high concentrations over EU recommendations implied that excessive levels of Cu are fed on many pig farms in Beijing and Fuxin. Cu was also present in high concentrations in feces, and concentrations were highly variable. Cu concentrations in the feces from grower-finisher and weaner pigs were significantly greater than feces of sows. The super-intensive and small-scale farms had higher levels of Cu in feces than the middle farms. Cu concentrations in pig feces were approximately 5-times greater than in pig feeds. Feed management in grower-finisher pigs on super-intensive and small-scale pig farms is needed to reduce high Cu concentrations in feces and risks to soil contamination while feces are land-applied.     

不同水稻品种籽粒Cd、Cu和Se的含量差异及其人类膳食摄取风险

采用田间试验法,研究了江苏省57个水稻品种籽粒对太湖地区乌栅土中Cd、Cu、Se的吸收积累.结果表明水稻籽粒的Cd、Cu、Se含量的变化范围分别为0.099±0.039、4.86±2.595、0.035±0.007mg/kg,指示不同水稻品种对同一土壤中Cd、Cu、Se的吸收及其在籽粒中的积累存在有显著的差异.不同品种籽粒对Cu和Cd的吸收积累有同步的趋势,而高Se品种显示出抑制重金属Cu和Cd积累的倾向.不同品种籽粒中重金属含量的差异可能影响到人类重金属食物摄取的健康风险,57个品种中92%的样品的Cd含量超出USEPA推荐的人类摄取的籽粒临界含量.因此,在土壤重金属污染地区,必须密切注意高Cd、Cu吸收积累品种的大规模栽培.而筛选高Se低Cu、Cd的水稻品种进行品质育种是可能的.