秸秆还田对水稻镉积累及其亚细胞分布的影响

镉(Cd)是人类一级致癌物,大米食用是以大米为主食人群摄入Cd的主要途径.秸秆还田是秸秆处理中主要方式,在Cd污染稻田被广泛应用,其对水稻Cd吸收及水稻体内Cd的分布产生的影响不可忽视.本研究选用Cd水稻土,通过盆栽和大田试验分析了不同的秸秆还田用量(0.0%、1.0%、2.5%和5.0%)对Cd的亚细胞分布以及在水稻籽粒中积累的影响.结果表明水稻根细胞中的Cd主要分布在细胞壁中,占总Cd的86%~95%,茎叶细胞的细胞壁与可溶部分中的Cd含量相当,分别占总Cd的30%~51%和35%~61%.秸秆按1%和2.5%比例还田能显著提高根中Cd含量,以及细胞壁中Cd含量及其分配比例,并降低水稻体内Cd由根向茎叶转运;但5%的秸秆还田,分蘖期根中Cd含量和细胞壁中Cd含量显著降低,Cd由根向茎叶转运系数提高,灌浆期的根中Cd含量和细胞壁中Cd含量均显著提高,转运系数没有显著变化.大田试验前茬的水稻秸秆和油菜秸秆中Cd含量均较高,分别是0.49 mg·kg~(-1)和0.67 mg·kg~(-1);油菜秸秆单独还田或与石灰一起还田均没有显著影响水稻糙米或秸秆中Cd的积累;水稻秸秆单独还田也没有显著改变水稻糙米或秸秆中Cd的积累,但与石灰一起还田时能显著降低糙米和秸秆中的Cd积累;生物炭添加能显著降低水稻体内的Cd积累,且与石灰一起添加降Cd效果更显著.因此,当用Cd污染稻田前茬所产水稻秸秆还田时,建议与石灰一起添加可达到显著降Cd的效果.该研究将为Cd污染稻田的水稻安全生产与秸秆循环利用提供理论与实践指导.     

镉在三色堇中的积累及亚细胞与化学形态分布

通过营养液培养实验,研究了在不同Cd浓度(0、0.01、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4 mmol·L-1)处理下,三色堇地下部和地上部中Cd的含量与积累特征,进一步分析了Cd在三色堇体内的亚细胞分布特征和化学形态分布特征.结果表明,三色堇体内Cd积累量随着Cd浓度的增加而不断增加,对Cd具有很高的积累能力,是一种潜在的Cd超富集植物.三色堇地下部和地上部大部分的Cd分布在可溶组分和细胞壁中,而在细胞器中的分布较少.随着Cd处理浓度的增加,地下部细胞壁中镉的分配比例呈增加趋势.植株中大部分的Cd以乙醇提取态和水取提态存在,随着Cd处理浓度的增加,地上部中活性强、毒性较高的乙醇提取态和水提取态Cd分配比例总和减少,而活性较弱、毒性较低的氯化钠提取态和醋酸提取态Cd分配比例增加,这有利于降低总镉的相对毒性.因此,液泡区隔化、细胞壁固持和化学形态转化可能是三色堇应对Cd胁迫的重要耐性机制.     

铬胁迫对3种草本植物生长及铬积累的影响

为了阐明铬胁迫对白花三叶草（Trifolium repens）、高羊茅（Festuca arundinacea）、紫花苜蓿（Medicago sativa）3种草本植物的毒害机制,为铬污染土壤植物修复提供理论依据,采用盆栽试验,在土壤中添加不同浓度的铬[Cr（Ⅵ）]（K2Cr2O7为0、100、200、300和400 mg.kg-1）,研究重金属铬对3种草本植物生长、生理特性、重金属铬累积与分布的影响.结果表明,白花三叶草、高羊茅和紫花苜蓿的平均耐性指数分别为62.5、48.3和36.33.在铬浓度为400 mg.kg-1处理条件下,白花三叶草和高羊茅叶绿素含量、SOD和POD活性分别为对照的57.14%、51.51%、35.76%和63.27%、52.96%、41.36%,而紫花苜蓿无法生存.在铬胁迫下,3种草本植物的株高、根长、地上（下）部干重均表现降低,其降低大小顺序为紫花苜蓿〉高羊茅〉白花三叶草,但MDA含量增加,并且紫花苜蓿增加幅度最大,高羊茅次之,白花三叶草最小.三者对铬的耐受性表现为白花三叶草〉高羊茅〉紫花苜蓿.3种草本植物叶片积累的铬主要贮存于细胞壁,其次是细胞质,而在叶绿体和线粒体中含量较低.叶绿体和线粒体中铬含量与叶绿素、MDA含量、SOD和POD活性存在明显的相关性.随着铬浓度增加,3种草本植物叶片亚细胞组分中铬含量增加,并且总是紫花苜蓿〉高羊茅〉白花三叶草.当铬处理浓度为300 mg.kg-1时,与白花三叶草、高羊茅相比,紫花苜蓿叶片富集铬浓度最高,达51.44 mg.kg-1,其中分配于叶绿体（19.09%）和线粒体（18.04%）中铬的比例也明显较高.白花三叶草、高羊茅和紫花苜蓿地上部和地下部富集系数平均值分别为1.22、1.54;1.16、1.44和1.26、1.62,转运系数平均值分别为0.78、0.78和0.74.在重金属铬污染土壤治理中,白花三叶草和高羊茅有一定的潜在应用价值.     

镉在3种乔木中的积累及其亚细胞分布和化学形态研究

研究不同镉(Cd)浓度(0、25、50、100、200 mg·kg-1)处理下,栾树(Koelreuteria paniculata)、臭椿(Ailanthus altissima)、银杏(Ginkgo biloba)3种乔木叶、枝、根中Cd的含量与积累特征,并分析Cd对其叶片超微结构的影响,探讨Cd在3种乔木叶片与根...     

蓖麻对镉的耐性、积累及与镉亚细胞分布的关系

本研究以淄蓖麻3号为供试材料,通过营养液栽培实验,研究了不同Cd浓度(0、10、25、50、100、200、400μmol·L-1)对蓖麻生理特性、镉积累和亚细胞分布特征的影响,揭示镉细胞分布特征对镉耐性与积累的影响.结果表明,镉处理对蓖麻叶片丙二醛含量影响不显著,叶绿素含量则对镉具有较强的敏感性,可作为蓖麻镉耐性的评价指标.随着营养液镉含量的增加,蓖麻根、茎、叶镉含量均呈上升趋势,各器官镉含量呈现出根茎叶的分配特征,根系对镉具有较强的积累能力和滞留作用.镉在蓖麻根系和叶片各亚细胞组分的含量均为可溶组分细胞壁细胞器,随着镉胁迫的增加,蓖麻根系细胞壁中镉的相对含量呈增加趋势,可见液泡区隔化和细胞壁固持是蓖麻应对镉胁迫的重要耐性机制.镉在蓖麻体内的茎-叶转移系数为0.35~0.62,而根-茎转移系数仅为0.02~0.11,可见镉从根系向茎的转移能力较弱是降低蓖麻地上部镉富集的重要原因.统计分析表明,蓖麻根系镉的亚细胞分布特征对镉从根向茎的迁移转化能力有显著影响.根-茎转移系数随着根系细胞壁和细胞器镉分配比例的增加而递减,随可溶组分镉分配比例的增加而递增.     

NTA对玉米体内Cu、Zn的积累及亚细胞分布的影响

通过向多金属复合污染土壤中加入螯合剂氨三乙酸(NTA)并运用差速离心法研究了NTA对玉米根、茎和叶中Cu、Zn亚细胞分布的影响.结果表明:Cu和Zn在玉米细胞内的分布特征与其吸收和富集重金属能力密切相关,NTA能显著促进Cu和Zn在玉米体内的吸收和积累并且影响重金属在细胞壁和液泡内的分布.在玉米细胞内,细胞壁是Cu的主要结合位点,其次为含液泡的细胞质部分,只有少量的Cu分布在叶绿体、线粒体、细胞核等细胞器组分中;Zn更趋向于分布在以液泡为主的细胞质中,并且在细胞器中也有较高的分布.在NTA诱导下,Cu和Zn在液泡内的分布呈强化趋势,有从细胞壁向细胞质转移的趋势,叶片中细胞器的重金属也部分向细胞质转移.     

棓花青褪色光度法测定电镀废水中的铬(Ⅵ)

在硫磷混酸介质 ,10 0℃恒温水浴中 ,铬 (Ⅵ )能氧化花青显著褪色 ,据此建立了测定铬 (Ⅵ )的新方法。铬(Ⅵ )的浓度在 0～ 1 0 4μg mL范围内符合比耳定律 ,表观摩尔吸光系数为 1 90× 10 4L mol·cm。此法用于测定电镀废水中铬 (Ⅵ )的含量 ,结果令人满意     

Cd胁迫下复合叶面肥对水稻幼苗生长及Cd积累特征的影响

为探究叶面喷施肥料是否可有效缓解重金属对水稻的毒害作用,以湘晚籼17和五优369基因型水稻品种为材料,通过盆栽试验法测定复合叶面肥对土壤不同浓度Cd胁迫下水稻幼苗的生长情况和地上、地下部Cd积累效应。结果表明:喷施自制复合叶面肥不仅能促进2种水稻幼苗株高和干重的增长,且能有效地抑制水稻地上部Cd积累,对湘晚籼17的抑制效果优于五优369。这说明多养分复合叶面肥对水稻Cd积累的调控效果可能与水稻自身品种差异和土壤Cd的浓度有关。     

镉胁迫对不同品种白菜生长生理及亚细胞分布的影响

为了解镉胁迫对不同品种白菜生长生理、亚细胞分布的影响,采用盆栽试验的方法,设置不同镉浓度处理,研究贵州常栽的三个品种白菜生长、生理及亚细胞分布差异。结果显示：镉胁迫下,春信火锅王生长状态较好,且总体表现为低浓度促进,高浓度抑制的规律(地上部干重在迟白二号上的表现除外)。白菜叶绿素含量(SPAD)总体呈先增加后降低的趋势,叶绿素的最大值体现在春信火锅王上,迟白二号各部位镉含量与叶绿素含量呈显著负相关关系;植物络合素(PCs)浓度总体呈升高-降低-升高的趋势,春信火锅王地上部镉含量和可溶性组分镉含量与PCs呈显著负相关关系。三个品种白菜各部位的镉含量均随外源镉增加显著增加(P<0.05),表现为地上部>根部。不同品种白菜富集转运能力有较大差异,表现为青脆迟白菜>迟白二号>春信火锅王。三个品种白菜地上部鲜质量与有效态镉均具有显著负相关关系。不同浓度镉处理下白菜叶片镉的亚细胞分布规律总体上为细胞壁>可溶性组分>细胞器,但随镉处理浓度增大,细胞壁组分镉的占比降低,可溶性部分镉占比增大甚至超过细胞壁镉含量占比。综上,本研究三个品种白菜中,春信火锅王有较强的耐镉能...     

辣椒果实高中低镉积型对镉的富集、转运特性及在亚细胞分布特点比较

基于前期试验对91 个辣椒品种资源筛选并开展了 26 个辣椒品种全生育期土培试验基础上,挑选出1 个辣椒果实高积Cd品种(X15)、1个果实中积Cd品种(X39)和2个果实低积Cd品种(X45和X55),采用盆栽试验结合室内分析研究了在0、5 和10 mg·kg-1 Cd胁迫下辣椒果实不同积Cd 型对Cd 的富集、转运...     

几种植物根亚细胞中菲的分配

以菲为多环芳烃(PAHs)代表物,采用温室水培试验方法,研究了黑麦草、苏丹草、墨西哥玉米、高羊茅、三叶草等5种植物根亚细胞中菲的分配作用.结果表明,经144h培养,随着培养液中菲平衡浓度由0.056mg·L-1增至0.39mg·L-1,黑麦草根、细胞壁、细胞器中菲的含量分别从26.85、20.01和36.19mg·kg-1增大到56.91、49.54和59.77mg·kg-1,富集系数则分别由357.14、479.49和649.25L·kg-1降低到145.92、127.04和153.26L·kg-1.黑麦草根及亚细胞组分中菲的含量大小为细胞器根细胞壁,其中细胞器中菲含量要比细胞壁高21%～163%.水中菲的起始浓度均为1mg·L-1时,144h后,供试5种植物根细胞器中菲的含量(48.64～145.2mg·kg-1)均大于细胞壁(15.86～74.49mg·L-1).5种植物根亚细胞中菲分配的比例大小顺序为细胞器细胞壁可溶部分;其中,根内46%～53%和31%～40%的菲分别分布在细胞器和细胞壁中.     

复合重金属胁迫对灯心草生长及其积累特性的影响

盆栽试验结果表明：Cd、Pb、Cu、Zn、As5种重金属复合胁迫对灯心草地上部生长有一定程度的抑制作用,在土壤环境质量二级标准上限值处灯心草地上部生物量减产9．15％,小于10％,生长在矿毒水和铅锌尾矿污染土壤中的灯心草地上部生物量分别减产28．23％和37．1％,但地下部生物量减产趋势不明显。以地上部生物量为参考指标,可初步将土壤环境质量二级标准上限值拟设定为土壤中各重金属的临界毒性效应值。在Cd、Pb、Cu、Zn、As复合胁迫条件下,各重金属在灯心草茎叶和根系中的积累和分布存在明显差异,且与土壤中各重金属含量间存在一定的相关性。     

镉超富集植物球果蔊菜对镉-砷复合污染的反应及其吸收积累特征

采用室外盆栽模拟方法,比较和分析了镉(Cd)-砷(As)复合污染处理对球果蔊菜(Rorippa globosa,十字花科焊菜属,1种从农田杂草中新发现的镉超富集植物)的生长及其对Cd、As吸收和积累特征的影响.结果表明,在低浓度Cd-As复合污染条件下,由于Cd、As的拮抗作用,从而促进植物的生长发育,同时也促进地上部对Cd的吸收和积累.在Cd-As复合污染处理浓度为10 mg/kg和50 mg/kg时,株高和地上部干重达到最大(分别为35.9 cm和2.2 g,盆),叶片中Cd积累量高于同浓度单一Cd处理.Cd-As复合污染高浓度处理表现出对球果蔊菜生长以及Cd的吸收和积累有协同的抑制作用.同时,球果薄菜根部对As的吸收能力大于其地上部,相应的富集系数≤0.3,转移系数≤0.6,说明球果萍菜对As有一定的排斥作用.这些结果表明,球果蔊菜有很强的忍耐Cd-As复合污染的能力,对修复Cd-As复合污染土壤具有一定的潜力.     

铅镉胁迫下接种根际细菌和真菌对圆叶无心菜生长和铅镉累积的影响

铅镉胁迫条件下,采用盆栽试验．研究接种云南会泽铅锌矿区Cd超累积植物-圆叶无心菜的根际细菌和真菌,对圆叶无心菜的生长和铅镉累积的影响,结果表明：2株根际真菌（YQ2F-5和YG2F-6）显著增加盆栽圆叶无心菜地上部分的生长,1株根际真菌（YQ2F-5）显著增加盆栽圆叶无心菜的生物量。根际细菌对盆栽圆叶无心莱的生长和生物量没有影响。接种根际细菌和真菌对盆栽圆叶无心菜Pb和Cd的吸收累积没有影响。     

崇明岛滨岸滩地植物系统中重金属元素的分布累积与相互关系

以滩地几种常见大型植物为研究对象,系统地分析了Cd及Ni在芦苇、海三棱草和互花米草系统中的分布与累积,以及Cd,Ni,K及Ca 4种重金属元素在芦苇中的相互关系.结果表明:Cd及Ni在芦苇、海三棱草和互花米草根部的累积程度较高,约占总量的50%以上.w(Cd)在3种植物不同器官中均为根>茎>叶. 3种植物等量的地下部分中互花米草的阳离子交换量(CEC)可能最高; 互花米草各器官对Cd及Ni的累积能力均强于芦苇和海三棱草. 芦苇地下部分对K及Ca的吸收可以促进Ni的吸收与累积,但同时对Cd的吸收与累积却有一定的阻碍作用;茎中K及Ca与Ni及Cd均表现为一定的拮抗作用;在芦苇体中营养元素K及Ca呈一定的协同作用. 以w(Cd)及w(Ni)在上海市土壤分级标准中的相关背景值为参考,崇明岛滨岸滩地植物系统根际土壤中的w(Cd)及w(Ni)整体上处于清洁水平.      

铅镉胁迫下接种根际细菌和真菌对圆叶无心菜生长和铅镉累积的影响

铅镉胁迫条件下,采用盆栽试验,研究接种云南会泽铅锌矿区Cd超累积植物-圆叶无心菜的根际细菌和真菌,对圆叶无心菜的生长和铅镉累积的影响,结果表明：2株根际真菌（YQ2F-5和YG2F-6）显著增加盆栽圆叶无心菜地上部分的生长,1株根际真菌（YQF-5）显著增加盆栽圆叶无心菜的生物量.根际细菌对盆栽圆叶无心菜的生长和生物量没有影响.接种根际细菌和真菌对盆栽圆叶无心菜Pb和Cd的吸收累积没有影响.     

施用制革污泥土壤中铬的积累、化学形态及其植物有效性

通过对施用制革污泥土壤中铬的含量和形态、作物中铬积累量的测定,结合小麦幼苗培养试验,对Cr的化学形态与植物有效性的关系进行了研究.结果表明,施用污染后2mol/L HCl浸提态Cr的大幅度增长可能是造成作物Cr含量增加的主要原因,当土壤中Cr含量为220mg/kg时,小麦植株达到最大吸收量23.5mg/kg.高浓度Cr投入2种不同土壤时,小麦与水稻茎叶中Cr含量基本一致,而籽粒中含量则随作物种类有较大变化.     

铜在拔节期小麦中的亚细胞分布

为了解小麦对Cu的解毒及耐性机制,通过盆栽试验并采用差速离心法研究了Cu在拔节期小麦根和叶片中的亚细胞分布。研究表明,在Cu胁迫下根和叶亚细胞组分中Cu含量随胁迫浓度的升高呈上升趋势,Cu主要富集在小麦根部,向地上叶片中输送较少,小麦根部Cu含量是叶片中的1.7~4.1倍。细胞质可溶性部分和细胞壁是Cu在小麦细胞内分布的主要位点,分别占总量的36%~81%和14%~48%,细胞器中分布较少,提高Cu胁迫浓度增强了细胞质可溶性部分对Cu的区隔化作用,减弱了细胞壁对Cu的固持作用,同时减少了Cu在细胞器中的分布;叶片细胞壁对Cu的固定作用较强,根部细胞质可溶性部分对Cu的区隔化作用较强。分析表明,细胞壁的沉淀和细胞质的区隔化作用对小麦对Cu的耐性起着重要的作用。