向日葵对锶的富集特征与耐受机制研究

为探明向日葵(Helianthus annuus L.)对金属锶的富集特征和耐受机制,本试验施加不同浓度锶(25、150、750和1500 mg·kg-1)土培处理30 d,研究了向日葵幼苗体内锶的富集和分配特征及对植物生长和膜脂过氧化产物MDA(丙二醛)含量、SOD(超氧化物歧化酶)、POD(过氧化物酶)、CAT(过氧化氢酶)活性的影响.结果显示:(1)向日葵幼苗的根长、株高、根生物量和地上生物量随着土壤中金属锶浓度的升高呈先增加后降低的趋势;(2)向日葵的根、茎、叶均能富集金属锶,不同器官表现为根叶茎.向日葵的生物富集系数与不同器官金属锶富集浓度呈显著负相关,且根部金属锶浓度与富集系数的相关性最强;(3)MDA含量随着锶浓度升高呈先减少后增加的趋势,而抗氧化酶SOD、POD和CAT活性均随着锶浓度升高呈先增加后减少的趋势.SOD和POD活性在高浓度金属锶处理中受到了抑制,而高水平的CAT活性表明向日葵清除活性氧的能力增强.以上结果表明,向日葵的根、茎、叶均能积累锶,根部的富集能力最强,且根部的抗氧化酶系统对金属锶胁迫更为敏感,其中较高的CAT活性表明在向日葵耐受锶胁迫机制中起到关键作用.此研究为金属锶污染土壤的植物修复以及向日葵对锶的耐受机制提供理论依据.     

Zn胁迫下菖蒲的耐受机制及富集能力的研究

采用盆栽的方式,研究了菖蒲在ZnSO4·7H2O(分析纯)浓度分别为0.1,0.2,0.5,1.0,2.0,3.0,4.0 g/kg(土壤)胁迫下的耐受机制及其富集作用。结果表明:较低浓度的Zn处理(ZnSO4·7H2O<0.5 g/kg(土壤))提高了菖蒲的光合作用能力,降低了膜脂质过氧化程度。当菖蒲受到重金属Zn胁迫时,超氧化物歧化酶、过氧化物酶首先被激发,过氧化氢酶是生物氧化过程一系列抗氧化酶的终端,其激活有一定的滞后。高浓度的Zn胁迫会超过菖蒲防御反应的阀值(ZnSO4·7H2O=1 g/kg(土壤)),对植株产生毒害作用。菖蒲在低浓度Zn处理条件下(ZnSO4·7H2O<0.2 g/kg(土壤))对Zn的富集能力明显高于高浓度Zn,但转运系数均小于1。菖蒲在较低浓度Zn污染的植物修复中可发挥更大作用。     

锶胁迫对垂柳光合生理的影响

该文主要探讨水培条件下,不同浓度锶胁迫(~(88)Sr~(2+),0、1、3、5、8 mmol/L)对垂柳(Salix babylonica)光合作用能力的影响,进而为利用木本植物生态治理锶污染奠定研究基础。试验结果表明:随着~(88)Sr~(2+)浓度的升高,荧光参数PSII的实际光能转换效率(Y(Ⅱ))、最大光能转换效率(F_v/F_m)、光化学淬灭系数(qP)、均随着浓度的升高而呈现出先升高后而下降,在1 mmol/L时达到最大;非光化学猝灭系数(NPQ)在8 mmol/L处理时显著升高,表明高浓度~(88)Sr~(2+)处理,叶片PSII光能转换效率虽然显著下降,但通过增加热耗散对光合器官进行一定程度保护;气体交换参数蒸腾速率(E)、气孔导度(Gs)和光合速率(A)均随着~(88)Sr~(2+)的升高也呈现出先升后降的趋势,均在1 mmol/L达到最大;而胞间CO_2(Ci)浓度则逐渐升高,说明影响光合速率的主要因素是非气孔因素占主导;此外,叶片叶绿素a、b和a/b也呈现出先升后降的趋势,且在1 mmol/L时叶片叶绿素含量最高。研究结果揭示低浓度~(88)Sr~(2+)胁迫处理能够通过增强垂柳叶片光能利用、气体交换能力和叶绿素合成来促进其光合作用能力,但高浓度的胁迫会对植物的光合能力带来明显的损伤进而影响其正常的生长发育。     

6种植物对锌的耐性和富集能力

土壤重金属污染成为中国严重的环境问题。以刺槐、臭椿、法桐、红花景天、木槿、构树6种常见绿化植物为试验材料,采用盆栽试验,通过栽培基质中填加不同浓度的氯化锌,研究了6种植物对氯化锌的耐性和对锌的富集能力。结果表明,红花景天对土壤中氯化锌很强的耐性和富集能力,可用于土壤Zn2+浓度达到3 000 mg/kg的绿化,是锌污染土壤适宜的绿化和修复植物;刺槐、构树、木槿对氯化锌有较强耐性和富集能力,可作为土壤Zn2+浓度达到2 000 mg/kg时的绿化植物,臭椿可用于1 000 mg/kg Zn2+浓度背景下的绿化;法桐对氯化锌的耐性最弱,不适用于锌污染土壤的绿化。土壤中低浓度的氯化锌可对植物生长起到促进作用,高浓度氯化锌会对植物的成活和生长起到抑制作用,氯化锌对植物生长的抑制作用表现为株高强于地径(冠幅),临界浓度较集中地出现在土壤中Zn2+浓度500~1 000mg/kg。     

丁香蓼对Cu富集效应的研究

通过盆栽实验研究不同浓度的Cu胁迫对丁香蓼响应和富集效应的影响,结果表明,随着Cu的浓度增加,丁香蓼的株高和生物量降低,长势减弱,但在低浓度(ω(Cu)为125 mg/kg)时降低不明显,与对照组差异性不显著,高浓度与对照组差异性显著。根茎叶中Cu含量随着添加的Cu浓度增加而增加,Cu的含量和富集系数都表现为根叶茎,对Cu的积累量表现为根、茎叶,丁香蓼不是Cu的超富集植物,但对Cu具有较好富集作用和忍耐能力。     

毕节煤矸石污染地优势木本植物土壤修复能力研究

采用Nemerow污染指数法对毕节市煤矿区植物根系土壤进行质量评价,并使用富集系数和转移系数分析矿区优势木本植物对土壤中重金属元素的修复潜力。结果表明:研究区土壤已经受到Cd、V、Cu、Co、Cr的污染,其中Cd污染尤为严重。单个元素修复能力上,亮叶桦对Cd的修复能力最强,其次为白杨,对Cu吸收富集能力最强的是白杨,对Co有吸收累积能力只有白杨,所有植物对V和Cr的富集系数均1,达不到富集修复的要求;当生长年限相接近时,研究区优势木本植物对Cd、V、Cu、Co、Cr的综合修复能力从大到小排序为白杨、亮叶桦、青冈、柳杉。白杨和亮叶桦可作为研究区土壤修复木本植物。     

4种草本植物对氯代有机磷酸酯阻燃剂污染土壤的修复能力研究

以4种常用的有机污染土壤修复植物高羊茅(Festuca arundinacea)、黑麦草(Lolium perenne L.)、苕子(Vicia villosa Roth var)和紫花苜蓿(Medicago sativa L.)为研究材料,通过盆栽试验考察了4种草本植物在磷酸三(1-氯-2-丙基)酯[tris-(1-chloro-2-propyl) phosphate, TCIPP]污染土壤胁迫下的耐受和富集特征,以期筛选出具有一定TCIPP污染土壤修复能力的植物。结果表明：TCIPP具有一定的植物毒性效应,能够抑制4种植物的生长发育,但仅黑麦草的生物量显著降低,其他3种植物的生物量减少不显著。TCIPP易于从植物根部向地上部迁移,其在4种植物组织中的浓度分布均表现为叶>根>茎。4种植物中,苕子叶组织中TCIPP的浓度为15.0 mg/kg,每盆土壤可积累TCIPP 34.9 mg。苕子和紫花苜蓿对土壤中TCIPP的吸收、积累和转运效率较高,其地上部富集系数分别为1.39和1.50,转运系数分别为2.61和3.24。4种植物对TCIPP污染土壤均有较好的修复能力,对土壤中...     

水培条件下秋华柳对重金属Cd的富集特性及光合响应

采用水培试验的方法,研究了不同Cd胁迫浓度〔ρ(Cd2+)分别为0、1、5、10和20 mg/L〕下秋华柳的生长、光合耐性及其对Cd的富集特性和转移能力.结果表明:①随着Cd胁迫浓度的升高,秋华柳生长所受到的抑制程度有所增加.除20 mg/L处理组外,其余各处理组的耐性指数(TI)均大于70,表现出较高的耐性.②低Cd胁迫浓度(1 mg/L)下秋华柳具有较好的光合耐性,当Cd胁迫浓度达到20 mg/L时,秋华柳的光合系统才受到明显影响.③秋华柳对外源Cd的富集能力较强,随着Cd胁迫浓度的升高,秋华柳所积累的Cd显著增加且主要积累于根部,表现为叶<茎<根.当Cd胁迫浓度小于5 mg/L时,秋华柳根部吸收的Cd向地上部分转移的效果较好.试验显示,秋华柳对于较低Cd胁迫浓度(≤10 mg/L)具有较好的耐受性和富集能力,可用于三峡库区消落带表层土壤Cd污染严重区域进行植物修复.      

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.     

肥料配方对向日葵提取修复U、Cd效率的影响

为研究肥料对U、Cd复合污染土壤中植物生长及对U、Cd吸收、转运和富集能力的影响,找出促进向日葵富集铀及伴生重金属镉的适宜肥料配方,该试验以向日葵为材料,研究了在U和Cd处理浓度分别为5U+10Cd和10U+15Cd(mg/kg)的模拟污染土壤中N、P、K肥不同比例及其施用量的9个肥料配方对向日葵生长、铀、镉吸收、转运和富集能力的影响。试验结果表明:3号配方肥料处理(其配方为:0.046N+0.172P+0.136K((g/kg),使N∶P∶K的比例为13∶49∶38)是低浓度U、Cd污染土壤中(5U+10Cd,mg/kg)有利于向日葵提取U、Cd的最适宜配方处理;9号配方处理(其配方为0.184N+0.172P+0.068K(g/kg),N∶P∶K的比例为43∶41∶16)是较高浓度U、Cd污染土壤(10U+15Cd,mg/kg)中有利于向日葵提取U、Cd的适宜配方处理。在U、Cd复合污染土壤中向日葵Cd的主要积累部位是茎,U的主要积累部位在低浓度下是花,在高浓度下是根。在U、Cd复合污染土壤中植物同时吸收、提取U和Cd及U+Cd的含量及其吸收量应作为主要的考核指标。土壤中较高浓度U、Cd含量能刺激向日葵生物量的增长。