镉和乙草胺、苄嘧磺隆对水稻吸收能力的影响

为探讨镉和两种常用除草剂的复合污染对水稻吸收必需矿质元素影响,采用水培法研究了镉(Cd)、乙草胺(AC)和苄嘧磺隆(BSM)在单一及复合污染条件下处理水稻幼苗72h及解除污染并恢复培养96小时后,水稻基本营养元素含量的变化,并对水稻幼苗根系损伤情况也进行了研究。研究发现:Cd和AC、BSM单一和复合处理降低了水稻根系Mn、Cu、Zn的含量。AC单独处理增加了水稻根系Fe的含量,Cd与AC、BSM联合作用时则降低了水稻根系Fe的含量。AC单一及Cd与AC和BSM的复合作用能增加水稻地上部分Fe的含量,最高可达对照的4.5倍。Cd降低了水稻幼苗对Mg的吸收,而AC和BSM却能促进对Mg的吸收。水稻幼苗经96h的恢复培养后,其根和地上部分叶营养元素含量也发生了一些重要的变化,水稻幼苗地上和地下部分Cd的含量发生了显著性下降。Cd和乙草胺、苄嘧磺隆在单独和联合作用下根系和叶片相对电导率、MDA含量都较对照有所升高,而根系活力下降。     

镉和乙草胺复合污染对玉米生理特性的影响

采用盆栽试验,研究了镉与乙草胺复合污染对玉米幼苗MDA含量和抗氧化酶活性的影响。结果表明,镉单独处理,低浓度下MDA的含量变化不大,当镉浓度大于30 mg/kg时,MDA的含量急剧上升;超氧化物歧化酶SOD、CAT在浓度为30 mg/kg时活性达到最高,之后随浓度的增大,其活性逐渐降低;POD的活性随着镉浓度的增大逐渐升高,且100 mg/kg时达到最高。镉与乙草胺复合处理,低镉浓度下MDA的含量与对照组CK相比差异显著,处理浓度越大,MDA含量越高;SOD、CAT的活性变化趋势与单镉处理时相类似,但变化幅度更加明显;POD的活性则随着浓度的增大继续升高。镉与乙草胺复合处理对玉米幼苗的毒害程度要大于单镉处理,并且施加乙草胺的浓度越大,玉米受毒害程度越深。     

菲对湘江沉积物吸附镉的影响

制备了镉单独污染和镉-菲复合污染的模拟水样,研究了菲对湘江沉积物吸附模拟水样中镉的动力学和热力学特征的影响,并进一步研究了在不同水样pH和ρ(沉积物)下,菲存在与否及ρ(菲)对沉积物吸附镉的影响.结果表明,无论菲存在与否,湘江沉积物吸附镉的热力学数据均能够用Langmuir方程拟合,相关系数达到0.99以上,属单分子层吸附;动力学数据均可用拉格朗日二级动力学方程拟合,相关系数接近1;以化学吸附过程为主,且在湘江沉积物上的吸附均以快速吸附为主;但是菲的存在削弱了沉积物对镉的吸附能力,提高了镉的解吸率.在试验范围内随着水样pH逐渐增大,菲对沉积物吸附镉的影响越小;ρ(菲)越大,沉积物对镉的吸附量越小;菲对沉积物吸附镉的影响主要是由于菲与镉竞争沉积物颗粒矿物之间的孔隙以及甲醇化的菲分子与颗粒的结合掩蔽了颗粒物表面的部分极性基团两方面原因造成的.      

镉铅胁迫对鱼腥草叶绿素含量的影响

采用盆栽实验研究了经镉、铅单一及复合处理的土壤对鱼腥草叶绿素含量(SPAD)的影响。结果表明:镉单一污染抑制鱼腥草叶绿素的合成,但高浓度镉抑制作用更显著;铅单一污染抑制叶绿素合成;镉铅交互作用抑制叶绿素合成,但不同金属浓度范围内的主控因素不同。     

钾肥对镉的植物有效性的影响

采用室外盆栽模拟试验,研究了在镉单一污染及镉、铅复合污染的土壤中,钾肥（K₂SO₄）的施用及其施用水平对镉的植物有效性的影响.结果表明,施用钾肥可显著(p<0.05)促进小麦干重的增长,缓解重金属镉及镉、铅复合污染对小麦的毒害作用.不同施用水平的钾肥均减少了小麦对镉的吸收,降低了镉的植物有效性.随着钾肥施用水平的增加,小麦植株不同部位（根、茎叶和籽实）镉的浓度先逐渐降低而后上升,小麦植株不同部位的富集系数也呈现先降低而后上升的趋势,并且钾肥在K2水平时对镉的缓解效果最佳.施用钾肥降低了根际、非根际土壤交换态镉的含量,钾肥主要影响了小麦根际、非根际土壤中交换态、碳酸盐态镉的含量,而对铁锰氧化物结合态、有机质硫化物态和残渣态镉的影响较小.镉、铅复合处理与镉单一处理相比较,铅可促进小麦对镉的吸收,提高镉的植物有效性.     

镉、铅诱导的玉米(zea maysL．)幼苗细胞超微结构的变化*

用透射电镜观察镉、铅处理5天后的玉米幼苗根、叶细胞超微结构的变化。结果表明，锅5ppm，铅100ppm处理时，玉米根叶细胞核无明显伤害。但当镉，铅浓度增大时，细胞核变形，核膜皱折。当镉50ppm、铅1000ppm时，出现核空泡，核膜破裂。线粒体是对重金属较敏感的细胞器。较低浓度处理时，线粒体内腔嵴突减少或消失。当镉50ppm和铅1000ppm处理时，线粒体肿胀成巨大型线粒体，内腔空泡，有的线粒体溃解。镉、铅破坏了叶绿体膜系统，较低浓度处理时，使叶绿体基粒垛迭减少，当镉，铅浓度升高时，可见类囊体肿胀或缺失，基粒垛迭无规律，无基质片层，脂类小球增大增多。镉50ppm和铅1000ppm处理时，可观察到叶绿体膜系统溃解，叶绿体皱缩成球形。因此，高浓度镐、铅对玉米幼苗超微结构的伤害是不可逆转的，将造成细胞死亡。     

细胞分裂素类物质对镉胁迫下玉米幼苗生长和抗氧化酶活性及脯氨酸含量的影响

采用水培试验,研究了镉胁迫下喷施细胞分裂素类物质6-苄氨基嘌呤(6-BA)和激动素(KT)对玉米幼苗生长、叶片叶绿素含量、脯氨酸含量、植株镉含量和活性氧清除酶活性的影响.结果表明,与单纯镉胁迫相比,喷施6-BA和KT提高了玉米幼苗的生物量、根和地上部镉含量、叶绿素和脯氨酸含量,降低了叶片丙二醛(MDA)含量,促进了叶片过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的升高,但对超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响不明显.说明细胞分裂素类物质6-BA和KT可缓解镉胁迫对玉米幼苗的伤害,其机制可能与细胞分裂素物质能维持叶绿素稳定、刺激细胞内H2O2清除酶类活性及促进脯氨酸积累有关.当6-BA浓度在0～20mg·L-1之间时,其对玉米幼苗镉胁迫的缓解效应随喷施浓度的提高而增强,而KT的最适喷施浓度为70mg·L-1.     

土壤镉污染毒性效应的多指标综合评价

以草甸棕壤为供试土壤,以蚕豆幼苗根尖有丝分裂指数、染色体畸变率以及微核率,幼苗叶片内抗氧化酶活性、植物内源激素含量为指标,采用盆栽方法研究了0～10 mg·kg^-1镉胁迫对植物细胞的遗传和生态毒性效应.结果表明,在此浓度范围内,蚕豆根尖细胞有丝分裂指数、染色体畸变率以及微核率均随镉浓度增加呈显著的剂量-效应正相关关系,其中微核率变化最为明显,处理组微核率分别为对照组的1.43～3.22倍;蚕豆幼苗叶片内的SOD和POD活性变化呈先升高后下降的趋势;而CAT活性随镉浓度增加其变化规律与SOD、POD相反.此外,镉胁迫下植物激素脱落酸(ABA)、赤霉素(GA₃)与细胞分裂素类的玉米素和玉米素核苷总含量(Z&ZR)均表现出低浓度下诱导和较高浓度下诱导率降低的趋势,在镉浓度为2.5 mg·kg^-1时３种植物激素含量均达到最高值,分别比对照组增加了6.6%、 4.0%和12.6%.研究表明,各指标对污染物的毒性具有响应且响应的域值及其敏感度不同,将各指标综合使用可使土壤镉污染的遗传和生态毒性诊断更为有效.     

壳寡糖缓解小麦镉毒害的某些生理特性研究

利用不同浓度壳寡糖溶液对小麦种子浸种,种子萌发后,对小麦幼苗进行Cd胁迫,研究了不同浓度的壳寡糖对小麦幼苗生长、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活性的影响。结果表明:不同浓度壳寡糖浸种,对镉胁迫下小麦幼苗生长有促进作用,幼苗高度、根长、生物量均有增加;幼苗叶片中叶绿素含量增高;SOD、POD和CAT活性增加。随着镉胁迫时间的延长,SOD和CAT活性降低,但降低幅度小于对照;POD活性却表现增加,增加的幅度大于对照。壳寡糖不同浓度之间比较,低浓度壳寡糖对镉毒害的缓解效果优于高浓度。说明壳寡糖预处理对镉胁迫有缓解作用。     

根茬连续还田对镉污染农田土壤中镉赋存形态和生物有效性的影响

通过盆栽试验研究不同镉污染土壤上分别连作3茬玉米和菜豆,根茬连续还田后对后茬作物生长、镉吸收及土壤中镉赋存形态的影响.结果表明,两种镉污染土壤上分别连作3茬菜豆和玉米,根茬累计还田量占土壤质量的0.4%～1.1%,通过根茬累计还田的镉占土壤全镉的1.3%～3.5%.玉米和菜豆根茬连续还田对后茬大白菜和冬小麦生长均无显著影响,但在镉污染土壤上根茬连续还田后显著增加了后茬大白菜地上部镉含量.根茬连续还田对后茬小麦吸收镉无影响.根茬连续还田增加了土壤轻组有机质含量和模拟镉污染土壤中轻组有机质中镉占土壤全镉的比例.镉污染土壤连续还田玉米根茬后土壤碳酸盐结合态镉含量显著降低,在模拟镉污染土壤上菜豆根茬连续还田显著降低了土壤交换态镉含量,根茬连续还田增加了土壤中氧化物结合态镉含量.     

重金属Zn和Cd对翅碱蓬生长及抗氧化酶系统的影响

通过测定翅碱蓬生长和生理指标,研究了不同含量Zn和Cd对翅碱蓬的发芽率、苗高、苗重、体内超氧阴离子自由基(O-2)、过氧化氢(H2O2)的产生及对抗氧化酶(超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、过氧化物酶POD)活性的影响,以探讨盐生植物翅碱蓬对重金属胁迫的反应.结果表明,两种重金属均不同程度地加快了超氧阴离子自由基的产生速率;翅碱蓬对Zn胁迫的耐受阈值为100 mg·kg-1,Zn含量低于100 mg·kg-1时,发芽率和苗高、苗重保持良好;含量高于100 mg·kg-1实验组,翅碱蓬生长及体内酶活性机制受到不同程度抑制,SOD 、POD反应迅速,CAT相对缓慢.翅碱蓬对Cd污染抵御能力差,含量高于0.4 mg·kg-l即可造成严重伤害,阻碍翅碱蓬生长,降低抗氧化酶活性.Zn和Cd共同作用(200 mg·kg-1 +0.2 mg·kg-1)时,表现为协同作用,发芽率仅为对照组的50.5％、苗重仅为49.2％,实验50 d后,SOD、CAT均失活,影响极显著.     

Cd胁迫下超富集植物圆锥南芥抗氧化机理

采用土培的方法研究了不同Cd2+添加量(0、10、20、40、80、160、240mg.kg-1)对多金属超富集植物圆锥南芥(Arabis paniculata Franch)抗氧化酶(超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶POD、抗坏血酸过氧化物酶CAT、过氧化物酶APX)活性、非酶物质(巯基SH、谷胱甘肽GSH、植物络合素PCs)含量以及生物量、叶绿素、丙二醛(MDA)、半胱氨酸(Cysteine)、脯氨酸(Proline)含量的影响.结果表明,随着Cd添加量的增加,圆锥南芥的生物量、Cd含量、富集系数、转运系数呈增加趋势,SOD活性、叶绿素含量呈下降趋势.POD、CAT、APX活性以及MDA含量均呈先升高后降低的变化趋势.圆锥南芥叶片中SH、GSH、PCs含量随Cd添加量的增加而增加,当Cd添加量为240mg.kg-1时,SH、GSH、PCs含量分别比对照提高了92.7%、70.2%、143.4%,表明SH、GSH、PCs在解毒Cd毒害中起着重要作用.     

外源亚精胺缓解荇菜(Nymphoides peltatum)Cr6+毒害的生理研究

研究了不同浓度的Cr^6 胁迫下，荇菜叶中叶绿素含量、可溶性蛋白含量、O2^-产生速率、保护酶——超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的动态变化及外施亚精胺后对上述各指标的影响．结果表明：(1)单一Cr^6 处理下，叶绿素和可溶性蛋白含量在Cr^6 浓度为1mg／L时达到最大值，而后迅速下降；外施亚精胺(Spd)可显著提高二者的含量，延缓它们的下降速度．(2)单一Cr^6 处理下，SOD、POD、CAT活性分别在2、4、2mg／L Cr^6 处理下达到最大值．而后下降；外施亚精胺可提高这三种保护酶的活性，使其上升或稳定时期变长，从而降低O2^-等活性氧的产生速率．由此可见外源亚精胺可缓解Cr^6 对荇菜的胁迫效应．     

五溴联苯醚-镉胁迫下蚯蚓抗氧化防御反应

文章采用自然土壤染毒法,研究了Cd2+和DE-71对蚯蚓体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性的影响。结果表明,两种污染物对蚯蚓的三种酶活性均产生一定的影响,DE-71主要表现为诱导效应,而高浓度的Cd2+则会产生抑制作用,SOD和CAT较POD敏感,对环境污染有很好的指示作用。Cd2+和DE-71复合染毒对抗氧化防御系统产生一定的联合毒性效应,SOD主要由协同转变为拮抗作用;以CAT指示的联合效应则受DE-71染毒浓度的影响,当Cd2+与10和100mg/kg(干重)DE-71复合时,联合毒性作用由协同转变为拮抗,而与400mg/kg(干重)DE-71复合时则呈现协同作用;POD指标下两种污染物间则表现为拮抗作用。总体来说Cd2+与DE-71对蚯蚓的抗氧化防御反应主要表现为拮抗效应。     

Cd胁迫对大豆各发育阶段生长及生理指标的影响

采用土壤盆栽试验方法,研究了不同浓度Cd胁迫下,大豆幼苗期、花荚期和成熟期植株的生长及叶片叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量的变化.结果表明,大豆植株的生长在3个生长期均表现为低浓度Cd(￡0.50mg/kg)下的刺激效应和高浓度Cd(31.00mg/kg)下的抑制效应;随着Cd胁迫浓度的累积,大豆生长整体上受到抑制.在幼苗期,大豆植株的叶绿素含量下降、SOD活性受到抑制、POD活性迅速激活,共同缓解Cd毒性;在花荚期,大豆植株的防御系统得到有效激发,保护性酶POD、SOD的活性急剧升高,叶绿素含量呈上升趋势;在成熟期,因为长时间的Cd毒害,尤其是Cd浓度较高的情况下,大豆植株的SOD、POD活性和叶绿素含量急剧下降.在Cd胁迫下,大豆植株的生长发育以及生理生化指标在大豆的3个生长期的变化模式差异显著,且大豆植株的生物量和株高与SOD活性在整个生长期均表现出显著的相关性.     

两种咪唑氯盐类离子液体对水稻幼苗根部的毒性效应

按照毒性试验标准方法研究了1-癸基-3-甲基咪唑氯盐([DMIM]Cl)、1-十二烷基-3-甲基咪唑氯盐([C12MIM]Cl)对水稻幼苗生长的影响,测定了水稻根的半数抑制浓度(IC50-5d)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性、水稻根部丙二醛(MDA)含量及对水稻根系的生理影响.结果表明:两种离子液体(ILs)对水稻幼苗根部生长均具有抑制作用,随着浓度的增大抑制率增加,[DMIM]Cl和[C12MIM]Cl的根长IC50-5d分别为0.10 mg·L-1和0.054 mg·L-1,水稻幼苗根部对两种ILs均有氧化应激反应,在[DMIM]Cl和[C12MIM]Cl处理下,3种抗氧化酶活性均受到严重抑制,丙二醛(MDA)含量升高,加剧了水稻幼苗根部细胞膜脂质过氧化作用.[DMIM]Cl和[C12MIM]Cl处理导致根系活力降低,根系质膜透性增大.     

黄河口滨岸潮滩湿地泥沙沉积及外源镉Cd输入对碱蓬物质量分配及抗氧化酶活性的影响

近年来黄河三角洲面临退化等的生态问题,调水调沙为湿地补充淡水恢复退化湿地的同时,也改变了沉积环境,并带来大量外源重金属,从而对植被生长产生影响.为此本文选择黄河口滨岸潮滩湿地先锋植被碱蓬(Suaeda salsa)为研究对象,基于微区试验研究了不同泥沙沉积深度(0、3、6、12 cm)及不同Cd输入量(0、0.5、1.0、1.5 mg·kg~(-1))对碱蓬物质量分配及抗氧化酶活性的影响.结果表明:适当的浅层埋深叶绿素含量高,利于碱蓬生长,而过量的埋深叶绿素含量低,并对碱蓬生长产生抑制作用;随着Cd输入量的增加,碱蓬叶绿素含量和生物量呈现出减小的趋势.泥沙沉积为0 cm、3 cm及Cd输入为0 mg·kg~(-1)、0.5 mg·kg~(-1)时,CAT和SOD活性增强,但随着胁迫的增加,SOD活性减弱,且在最大埋深处理(12 cm)时,大量的Cd输入(1.0 mg·kg~(-1)、1.5 mg·kg~(-1))时CAT活性分别比对照高62.66%和58.56%,CAT活性在最大埋深(12 cm)和最大Cd输入(1.5 mg·kg~(-1))时取得最大值(15.76 U·mg-1).方差分析结果表明Cd输入对碱蓬蛋白含量、CAT和SOD活性具有显著的影响,泥沙埋深对蛋白含量及SOD活性具有显著影响,两者的交互作用对CAT和SOD的影响达到显著水平(P0.05).以上结果表明调水调沙带来的泥沙沉积和外源重金属输入对黄河口滨岸潮滩湿地先锋植被碱蓬生长带来一定的影响,在一定范围内碱蓬也能够通过改变生物量分配及调节体内抗氧化酶活性来适应不同的生存环境.     

基于综合生物标志物响应指数评价0~#柴油和平湖原油胁迫下的缢蛏(Sinonovacula constricta)毒性效应

选择0#柴油和平湖原油乳化液对缢蛏(Sinonovacula constricta)进行氧化胁迫实验,选取典型的抗氧化酶-超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷光甘肽硫转移酶(GST)及过氧化物酶(POD)用于衡量油类污染物对生物体造成的氧化压力大小.此外,结合综合生物标志物响应(Integrated Biomarker Responses,IBR)指标,对2种石油污染物对缢蛏的毒性响应进行定量化评价.结果表明,不同浓度的0#柴油和平湖原油对缢蛏消化腺中的4种酶表现出不同程度的诱导效应,各试验组在暴露前期均表现出诱导或抑制,但对4种酶的影响存在时间顺序性,SOD、CAT和GST的酶活性表现为升高-降低的过程,POD表现为降低-升高的过程,活性达到峰值的时间SOD和CAT要早于GST和POD.结合计算出的IBR数值来看,高浓度0#柴油能够引起最为显著的生物效应变化,显示该石油污染物高毒性的特征,0#柴油生物毒性大于平湖原油生物毒性.