钾肥对延胡索植株铜污染的缓解作用

缓解重金属污染对植物伤害的方法是目前研究的热点之一。铜(Cu)是植物生长发育所必需的微量营养元素。过量的Cu则对植物的生长发育有抑制作用。钾(K)是植物生长所必需的营养元素,施用钾肥(K2SO4)能明显增加植物的抗逆性。为了探讨外源K对Cu胁迫下延胡索植株生理生化响应的调节作用,为延胡索高效经济,优质高产的栽培模式提供理论与实践指导,以小叶型延胡索(Cf)和大叶型延胡索(C)为研究材料,采用土培的方法,研究外源K对Cu胁迫下2个延胡索叶型植株生长、抗氧化酶系统和Cu积累等的影响。结果表明:各浓度Cu胁迫下外源K的最适缓解浓度均为200 mg/kg。200 mg/kg K能明显缓解Cu胁迫对2种叶型(C和Cf)植株生长的抑制作用,增加植株的耐Cu性;尽管存在一定的叶型差异,但外源K能使2种叶型叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)及过氧化氢酶(CAT)的活性降低,降低了叶片中的可溶性糖含量和丙二醛(MDA)含量,从而缓解Cu对延胡索植株的毒害。另外,外源K影响Cu对延胡索植株地上部分和地下部分Cu的积累,其影响程度与延胡索叶型有关,其中能显著降低大叶型延胡索植株地下部分Cu含量(p0.05)。机制较复杂。     

肥料对延胡索品质和重金属积累的影响

为了探讨肥料中氮磷和有机质对延胡索(Corydalis yanhusuo)品质和重金属积累的影响,文章以延胡索为试验材料,采用盆栽试验,研究了氮磷和有机质对延胡索块茎药性品质、产量及积累重金属Cd、Cr、Pb、Cu、Zn的影响。结果表明:施用适宜浓度的氮肥,能促使延胡索块茎生长旺盛,与对照CK(不施用氮磷和有机质)相比可显著增加延胡索产量和(药性)品质(显著增加块茎中延胡索乙素含量46.34%),显著增加延胡索块茎的产量50.64%。而磷和有机质对延胡索药性品质和产量与CK相比无显著差异;施用适宜浓度氮磷和有机质时,随着延胡索块茎生长,重金属Cd、Cr、Pb、Cu和Zn含量呈下降趋势,到了收获期重金属含量达到最低,均低于国家食品卫生标准;在收获期,与对照CK相比,施用适宜浓度的氮肥显著增加延胡索块茎中Cd、Pb含量23.40%和30.43%,施用适宜浓度有机肥显著降低延胡索块茎Cd、Cr和Zn含量41.67%、54.17%和10.36%。因此,在生产实践中应权衡药用植物经济产量和药性品质与药用植物重金属积累之间的平衡,并通过减量施氮和施用适宜浓度有机质的施肥措施既增产和提高其品质,又能减少药用植物对重金属的吸收,从而保障中药材的安全。     

黄丝草镉污染毒害及硒的缓解作用

研究了黄丝草(Potamogeton maackianus)培养过程中的Cd毒害及其Se的缓解作用.Se能缓解Cd胁迫导致的黄丝草叶绿素含量的降低、细胞膜透性增加和丙二醛(MDA)的积累.与单一的Cd处理相比,加入10mg/L Se后,过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性有不同程度的增强,过氧化物酶(POD)活性有所减弱,表明它增强了对活性氧的清除能力,缓解了Cd对膜的伤害.可溶性蛋白含量则保持较高的水平,脯氨酸含量刚好相反,说明Se增强了黄丝草对Cd胁迫的抗性.然而,Se缓解Cd对黄丝草的毒害是有一定限度的,在富Se黄丝草的繁殖过程中,需及时检查重金属污染情况,防止重金属在饵料中的富集,以免造成对渔业的危害.     

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。     

城市功能对贵阳市城区土壤重金属分布的影响

将贵阳市城区土壤按照不同功能区取样分析,研究贵阳市城区多种土地利用功能下土壤重金属累积(污染)程度及分异特征。结果表明:贵阳市城区校园土壤As(21.8mg/kg)、Ni(47.1mg/kg)和Pb(139mg/kg)含量最高,工业区土壤Cd(1.48mg/kg)和Zn(314mg/kg)含量最高,垃圾中转站土壤Cu(115mg/kg)含量最高,工业区、学校、垃圾中转站和交通十字路口土壤重金属累积较重,并已达到轻度污染,住宅、公园和广场土壤重金属累积程度较轻,处于清洁水平。工业区土壤主要污染金属为Cd、Zn和Pb,学校、交通路口土壤主要污染元素是Pb和Cd,垃圾中转站土壤主要污染元素是Cd和Zn。贵阳市城区土壤Cd、Zn和Pb受人类活动影响较大,其中土地利用功能导致贵阳市城区土壤Pb的分异程度最大。     

硒对镉胁迫下菠菜生理特性、元素含量及镉吸收转运的影响

为了探讨硒(Se)对菠菜中的镉(Cd)胁迫造成毒害的缓解作用,采用盆栽试验,研究了不同浓度Se(0、0.5、2.0、4.0 mg·L-1)对不同浓度Cd(0.5和2.0 mg·kg-1)胁迫下菠菜生理特性、元素含量及Cd吸收转运的影响.结果表明:不同浓度的Se可使丙二醛(MDA)积累量显著降低,最佳作用下分别为两种浓度Cd单一胁迫下的53.93%和41.79%;不同浓度的Se可以缓解Cd胁迫对菠菜地上部和根部的抑制作用,最佳缓解条件下,菠菜地上部和根部的鲜重分别为两种浓度Cd单一胁迫时的1.13倍、1.29倍和1.31倍、1.37倍,干重分别为1.78倍、2.09倍和3.03倍、4.36倍;叶绿素含量显著提高,在最佳缓解浓度下分别是两种浓度Cd单一胁迫时的1.51倍和1.35倍;与两种浓度Cd单一胁迫相比,最佳缓解浓度下超氧化物歧化酶(SOD)活性分别提高了36.0%和42.8%;外源Se可以使地上部和根部的K、Na、Ca和Mg等元素的含量不同程度的增加;施Se可以有效的抑制菠菜根部对Cd的吸收、富集和向地上部的转运,使菠菜地上部和根部Cd含量显著降低,分别为两种浓度Cd单一胁迫下的65.77%、75.92%和46.11%、70.01%,表明外源Se能有效的减轻Cd胁迫对菠菜的毒害作用.对本研究所用的两种浓度Cd来说,最佳的缓解浓度为2.0 mg·L-1和4.0 mg·L-1.     

衡阳松江工业园土壤重金属的污染研究

为了研究衡阳松江工业园土壤重金属的污染特征,采集了该园区及其周边土壤23个样品,测定了土壤中重金属Cu、Pb、Cd、Zn、As、Hg的含量,并采用地累积指数法和潜在生态危害指数法对土壤重金属污染程度进行了评价。结果表明:松江工业园土壤中Cu、Pb、Cd、Zn、As、Hg的平均含量分别为63.0 mg/kg、323 mg/kg、9.21mg/kg、373mg/kg、19.7mg/kg、0.287mg/kg,均高于全国土壤元素背景值和湖南省土壤元素背景值;Cd、Pb、Zn分别处于严重、中度、偏中度污染,土壤重金属污染程度的排序为Cd>Pb>Zn>Hg>Cu>As,表明衡阳松江工业园土壤重金属具有很强的潜在生态危害。     

Zn、Cd单一及复合污染对黑麦草根分泌物及根际Zn、Cd形态的影响

采用根袋土培试验,研究了锌、镉单一及复合污染对重金属富集植物黑麦草生长、锌镉积累、根分泌物及根际Zn、Cd形态的影响.结果表明,锌镉共存下(8 mmol/kg Zn+2 mmol/kg Cd),黑麦草对锌、镉的吸收为协同效应;仅镉污染时(2 mmol/kg Cd),镉对植株吸收锌为抑制效应.黑麦草吸收的锌、镉主要集中在地上部,以锌、镉复合污染时植株地上部对锌、镉的富集量最大,分别达到3 108.72、73.97 mg/kg,具有作为土壤重金属锌、镉污染植物修复材料的潜力.根际的松结合态锌、镉（交换态、碳酸盐结合态和铁锰结合态）含量大于其非根际的松结合态锌、镉含量.Cd污染和Zn、Cd复合污染的根际和非根际土壤镉形态均以交换态>碳酸盐结合态>铁锰结合态>残渣态>有机结合态.Zn污染及Zn、Cd复合污染根际和非根际土壤各锌形态以铁锰结合态>碳酸盐结合态>残渣态>有机结合态>交换态,而Cd污染的根际和非根际的锌形态则以残渣态>铁锰结合态>有机结合态>碳酸盐结合态>交换态.Zn、Cd污染促进了黑麦草根系氨基酸的分泌,降低了根际土壤的pH值,以Zn、Cd复合污染根际土壤氨基酸总量最大,分别为对照、Zn和Cd污染的1.95、1.54和1.40倍,根际土壤的pH值最低(5.18).根际氨基酸含量在重金属胁迫下明显增加,可能与黑麦草适应重金属胁迫有关.根际pH值高于非根际是根际Zn、Cd有效性大于非根际的重要原因.     

北京市城市发展中土壤重金属的空间分布

通过系统收集和梳理近10年来(2005—2014年)北京市城市土壤重金属浓度特征和分布,探讨了城市扩张带来的土壤环境质量变化及城市发展中土壤环境质量的时空变迁。结果表明,北京市城市土壤中重金属Cu、Pb、Zn和Cr平均浓度分别为31.39、31.76、87.88和57.90 mgkg,显著高于相应的土壤重金属背景浓度(18.7、24.6、57.5和29.8 mgkg,P=0.00);土壤重金属Cd平均浓度为0.26 mgkg,与背景浓度(0.119 mgkg)无显著性差异(P=0.464)。从环线分布规律而言,城市土壤重金属由内环到外环逐渐降低,二环土壤主要为Cu、Zn和Pb污染,三、四和五环土壤主要为Cu、Zn和Cr污染。从功能区分析,北京市公园土壤重金属综合污染指数最大(2.27),其次是居民区(1.96)、交通区(1.90)和文教区(1.87);公园土壤Cu和Pb污染较重,居民区土壤Zn和Pb污染较重,交通区和文教区土壤污染主要为Zn和Cu。总体来看,重金属Cu、Zn、Pb和Cr是今后北京市土壤环境质量控制的重点,同时应重点关注北京市公园土壤重金属的积累。     

土壤铜硒复合污染中金属形态转化及其对生物有效性的影响

采用土培盆栽试验和室内分析相结合的方法,研究了Cu、Se复合污染土壤中2种金属的形态转化及其对生物有效性的影响.结果表明,在未污染土壤中,Cu主要以残渣态存在,Se主要以有机结合态和残渣态存在.在外源Cu、Se污染土壤中,平衡后(14 d),外源Cu主要以铁锰氧化物结合态存在,Se主要以可交换态及碳酸盐结合态存在;小白菜收获后,土壤中的Cu向有机结合态转化,而Se向铁锰氧化物结合态转化.外源Cu与土壤结合程度(IR值)均随外源Cu和Se浓度升高而逐渐降低;而Se与土壤结合程度(IR值)与外源Cu浓度无关,随外源Se浓度升高而下降.S型曲线拟合方程表明,适量的Se(≤10mg.kg-1)可以促进小白菜对Cu的吸收,同样适量的Cu(≤400 mg.kg-1)能促进小白菜对Se的吸收.土壤的Cu、Se的IR值与小白菜体内Cu、Se含量呈显著负相关(P<0.05),小白菜种植前后土壤中可交换态和有机结合态铜和硒的变化量与小白菜地上、地下含量也呈显著相关(P<0.05).因此,土壤元素的IR值和作物种植前后该元素形态的变化量均可作为评价重金属生物有效性的指标.