水分条件对灰化苔草根茎萌发及幼苗生长的影响

以灰化苔草(Carex cinerascens)根状茎为试验材料,采用室内盆栽培养方式,测定不同土壤水分条件下灰化苔草根状茎萌发、幼苗生长形态和生理参数。试验设置8个土壤体积含水量梯度:C1(2%,重度干旱)、C2(10%)、C3(15%)、C4(20%)、C5(25%)、C6(30%)、C7(40%,水分饱和)和C8(51%,淹水水深为2 cm)。结果表明:(1)在重度干旱和淹水条件下灰化苔草根状茎萌发率较低;轻度干旱(C2处理)条件下萌发率虽达100%,但C2处理幼苗平均株高仅为最大值(C6处理)的2/3。灰化苔草幼苗平均株高、地上生物量均呈随土壤含水量增加而先增大后减小的趋势,幼苗株高与地上生物量之间存在指数函数关系;(2)灰化苔草叶长、叶宽、叶片数和叶面积总体也呈先增大后减小趋势;灰化苔草幼苗通过个体变小、叶片数和叶面积减少、生长速率减缓等调节自身组织结构特点以利用有限的水分维持生命活动。(3)灰化苔草幼苗叶片叶绿素(Chl a、Chl b)含量、相对叶绿素含量(SPAD)、类胡萝卜素(Car)含量具有相同的变化规律,即随土壤含水量的增加而呈先增大后减小的变化趋势;叶绿素a/b比值随土壤含水量的增加而呈先减小后增大趋势;各处理间灰化苔草叶片含水量、Car/Chl比值无明显差异;灰化苔草幼苗叶片在水分缺乏或过多时通过使Chl a/b比值升高、Car/Chl比值保持稳定、合理分配Chl a和Chl b来确保植物能正常地进行光合作用;(4)利用高斯模型定量分析得出灰化苔草根状茎萌发及幼苗生长的水分生态幅在4.15%~51.35%范围内,最适含水量在16.22%~39.55%之间。     

草甘膦与镉复合胁迫对玉米幼苗抗氧化酶活性及光合作用的影响

为了探讨草甘膦(PMG)与重金属镉(Cd)复合胁迫对作物(玉米幼苗)生长的影响作用机制。通过温室盆栽试验,分别进行了不同浓度的PMG单一处理(浓度分别设计为0、1.25、2.5、5、10、20 mg·kg~(-1))和不同浓度的PMG(浓度分别为0、1.25、2.5、5、10、20 mg·kg~(-1))与浓度5 mg·kg~(-1)Cd2+的复合处理。采用分光光度法和连续激发式荧光仪分别对玉米幼苗抗氧化酶(过氧化物酶POD、过氧化氢酶CAT、超氧化物歧化酶SOD)、丙二醛(MDA)、叶绿素含量、荧光动力学曲线及相关参数进行了测定。结果表明,单一和复合胁迫分别在PMG浓度为1.25~5 mg·kg~(-1)、1.25~2.5 mg·kg~(-1)时,玉米幼苗通过增大抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性,清除积累过多的活性氧自由基,提高叶绿素含量的合成,加大光合作用速率,促进玉米幼苗的生长;单一和复合胁迫分别在PMG浓度为5~20 mg·kg~(-1)、2.5~20 mg·kg~(-1)时,由于玉米幼苗积累了过多的膜脂过氧化物,导致抗氧化系统损坏,阻碍叶绿素含量的合成,同时也损害了PSII的功能(MO、φPO、ΨO、φEO、φDO、ABS/RC、TRO/RC、ETO/RC、DIO/RC、PIABS),导致玉米幼苗光合作用受到抑制,阻碍幼苗的生长。研究表明,草甘膦单一胁迫和与重金属镉复合胁迫,对玉米幼苗酶活性及光合作用的影响,均随处理浓度的升高表现为双阶段性,低浓度促进,高浓度抑制;与同浓度的PMG单一处理相比,Cd2+的存在,加大了PMG单独存在时的损害作用,使得玉米幼苗对PMG胁迫的敏感浓度点从5 mg·kg~(-1)降低到2.5 mg·kg~(-1)。     

NaCl胁迫对油莎豆块茎萌发与幼苗生长的影响

采用沙培法,研究不同浓度的NaCl胁迫对三种油莎豆品系块茎萌发和幼苗生长的影响,以探讨油莎豆的抗盐性。结果表明:油莎豆块茎发芽率随着NaCl胁迫浓度升高呈逐渐降低趋势,500mmol/L时发芽率为0;油莎豆幼苗叶片中叶绿素含量随着NaCl胁迫浓度的升高而降低,而蛋白质和脯氨酸含量随着NaCl胁迫浓度的增加而升高,说明NaCl胁迫对油莎豆块茎萌发和幼苗生长具有严重的抑制作用。该研究结果为油莎豆在盐碱地的种植、栽培提供了重要的参考资料。     

LED单色光质对黄瓜幼苗叶片和下胚轴中内源激素含量的影响

为了解光质及内源激素对黄瓜幼苗形态建成的影响,并向设施栽培育苗过程中光源的合理配置提供理论依据,采用发光二极管(Light-emitting diode,LED)精确调制光谱能量分布,以白光为对照(CK),研究红、蓝、黄、绿4种单色光质下黄瓜幼苗叶片和下胚轴中赤霉素(GA3)、生长素(IAA)和脱落酸(ABA)含量的变化.结果表明:不同光质可能通过调节内源激素的分布来影响黄瓜幼苗的光形态建成.红光和蓝光通过影响IAA的极性运输,影响真叶的生长进程,其中红光显著促进了IAA的极性运输,叶片中IAA含量仅20μg g-1,而下胚轴中IAA含量却高达120μg g-1;黄光处理下叶片中GA3含量高(约为对照的2倍),抑制叶片脱黄化,并引起叶片卷曲.各单色光质下黄瓜幼苗下胚轴与对照相比均有不同程度伸长,说明光对幼苗下胚轴的抑制作用可能是各种光质共同作用的结果.黄、绿光处理下胚轴中GA3含量显著升高,ABA含量显著降低,下胚轴显著伸长;红光引起下胚轴中GA3和ABA含量显著升高,但下胚轴长度增加不明显,黄瓜幼苗下胚轴的伸长可能与光质调节GA3和ABA的相对水平密切相关.综上所述,不同光质对黄瓜幼苗中内源激素含量的变化影响显著,从而引起了幼苗形态特征的显著变化.     

钒胁迫对水稻幼苗生理生化和富集特性的影响

水稻（Oryza.sativa L.）是我国最重要的粮食作物之一，水稻产量占粮食总产量的一半以上，一旦水稻受到重金属污染，将会影响水稻植株的正常生长和生理特性。目前关于钒胁迫对水稻植株生理特性指标的影响方面报道较少。通过水培实验，研究了不同钒（V）质量浓度（0、4、8、12、16、20 mg·L-1）对水稻幼苗（Oryza.sativa L）生理生化和富集特性的影响。结果表明：随着V胁迫浓度的增加，叶绿素含量、可溶性蛋白含量、过氧化氢酶（CAT）活性、过氧化物酶（POD）活性、超氧化物歧化酶（SOD）等均呈现先上升、后下降的变化趋势。当ρ（V）≤12 mg·L-1，与对照相比较，叶绿素含量、可溶性蛋白含量和酶活性增大了135.3%、104.2%、77.8%（CAT）、84.5%（POD）和273.2%（SOD）；当ρ（V）〉12 mg·L-1，则分别降低37.2%、39.4%、41.1%、24.1%和24.5%。随着 V 胁迫浓度的增加，丙二醛（MDA）含量和细胞膜透性逐渐增大，与对照相比，分别增加了38.5%~289.3%、21.2%~303.2%，根系活力下降了10.9%~82.2%。可见，低ρ（V）（≤12 mg·L-1）对水稻幼苗的生长有一定的刺激作用，水稻幼苗自身保护酶表现出较强的自我调节能力；高ρ（V）（〉12 mg·L-1）明显抑制叶绿素和蛋白合成、抗氧化酶活性和根系活力，伤害了细胞质膜系统，影响水稻幼苗的生长发育。不同V浓度胁迫下，水稻幼苗累积的V含量为：根〉茎叶。随着V胁迫浓度增加，水稻幼苗各器官V含量增大，其中根部增幅远大于茎叶，当ρ（V）从5 mg·L-1增加到40 mg·L-1，与对照相比较，根部增加了0.98~25.3倍，茎叶部增加了0.26~4.74倍。生物富集系数（BF）先增加后降低，最大值为2.8408；迁移系数（TF）下降，最低值为0.1170，说明水稻对V有较强的富集能力，但迁移能力较低，积累的V主要富集在根部，可减轻V对地上部植物的危害。     

不同老化时间的TiO_2纳米颗粒对玉米生长的影响

为探讨老化时间对TiO_2纳米颗粒(nanoparticles,NPs)生物有效性的影响,研究了不同老化时间的Ti O_2NPs(0~120 d)对玉米幼苗生长的影响、在玉米体内的吸收及其在植株不同部位的存在位点等。研究发现,不同浓度的TiO_2NPs(1 000 mg·kg~(-1)和2 000 mg·kg~(-1))加入到土壤中,对玉米幼苗干鲜重没有明显的影响,但老化时间小于60 d时,对玉米幼苗株高有一定的抑制效应,老化60 d之后,随着老化时间的继续延长,毒性逐渐降低,最后趋于稳定。老化60 d时,TiO_2NPs处理的玉米幼苗根冠增大,玉米幼苗体内产生H2O_2的累积。在Ti O_2老化土壤中生长的玉米幼苗根系和地上部均有Ti的累积,1 000 mg·kg~(-1)的TiO_2NPs在玉米幼苗根部的生物累积系数达到35.4%,在地上部为13.6%,在玉米植株体内的转运系数为0.38;通过TEM观察,TiO_2NPs可以进入到玉米幼苗体内,并存在于根细胞的细胞质和叶绿体膜上,在叶片细胞的液泡和细胞核中也发现有TiO_2NPs的存在。上述研究结果为客观评价TiO_2NPs的生态风险提供了有用信息。     

Effects of of V,Cr single and combined stress on the growth and physiological characteristics of wheat seedling

采用水培法研究了V（Ⅴ）、Cr（Ⅵ）单一及复合胁迫对小麦幼苗生长和生理特性的影响.结果表明,无论单一或复合胁迫,随着V、Cr浓度的增加,小麦幼苗鲜重、株高、叶绿素含量均呈先上升后下降的趋势.当V≤5 mg.L-1、Cr≤10 mg.L-1,小麦的鲜重、株高、叶绿素含量均高于对照,当V〉5 mg.L-1、Cr〉10 mg.L-1,则分别比对照降低0.2%—46.8%、0.8%—40.7%和2.5%—76.9%.丙二醛含量随着V、Cr胁迫浓度的增加而增大,与对照相比,含量增加了7.5%—251.6%.在V、Cr单一胁迫下,随着金属浓度增加细胞膜透性增大,比对照增加17.8%—59.8%,根系活力则下降8.1%—53.0%;复合胁迫时细胞膜透性先下降后上升,但始终高于对照,比对照增加了0.6%—126.2%;根系活力呈先升高后下降的趋势,降低6.1%—97.3%.研究表明在低浓度范围,复合胁迫在一定程度上可以缓解单一金属对小麦的毒害,对小麦幼苗生长具有拮抗作用;在高浓度范围两种金属复合胁迫对小麦幼苗的损伤和毒害作用比单一金属伤害更为严重,表现为协同作用.单一胁迫中Cr对小麦幼苗的毒性比V大.     

铜胁迫下镧对水稻幼苗生长及抗氧化酶活性的影响

通过液培实验,研究水稻幼苗在铜胁迫下,稀土元素镧对地上部及根系的生长、抗氧化酶(SOD和CAT)活性、脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量及质膜透性的影响.结果表明:水稻幼苗在铜胁迫(100 mg.l-1和200 mg.l-1CuSO4溶液)初期(0—3d),10 mg.l-1La(NO3)3能显著提高幼苗植株SOD的活性(p0.05),提高CAT的活性,降低幼苗植株MDA的含量.随着铜胁迫时间的延长(3—9d),抗氧化酶活性逐渐下降、MDA含量逐渐升高,表明了镧的保护作用开始减弱,在后期(第9天)甚至与铜发生协同作用,加剧了铜对水稻幼苗的毒害;其中,200 mg.l-1CuSO4溶液的协同作用更为明显,幼苗植株质膜透性明显增大(p0.05),生长受到抑制.分析表明,适量的稀土元素镧对铜胁迫下水稻生长具有一定的保护效应,但是这种效应与铜胁迫的浓度大小、胁迫的时间长短有着密切的关系.     

施用城市污泥对杨树土壤化学特性及金属含量的影响

采用温室盆栽方法,研究城市污泥对杨树土壤化学特性、金属含量的影响。实验设置6个处理：4个不同用量的污泥处理：30（S1）、60（S2）、90（S3）和120 t.hm-2（S4）,以及对照（Control：不施加污泥和肥料）和无机复合肥处理（F：1.5 t.hm-2）。结果表明,施用污泥后,土壤有机质、全氮及全磷均提高,且随污泥施用量的增加而增加。S1~S4处理的土壤有机质、全氮及全磷较Control处理分别提高了32.50%~52.05%、32.00%~95.30%及75.43%~236.25%;较F处理分别提高了47.60%~69.37%、35.04%~99.70%及77.10%~239.46%。但污泥施用降低土壤pH和全钾质量分数,土壤pH较Control和F处理分别下降了0.11~0.42和0.01~0.32,但仍呈弱碱性;土壤全钾质量分数较Control和F处理分别降低了1.65%~21.51%和1.19%~21.14%。随污泥施用量的增加,土壤Cu、Zn、Ca和Na质量分数呈增加趋势,而Mn、Fe、Al、Mg质量分数呈降低趋势,其中Cu和Zn增加明显,并较Control处理分别增加了31.89%~104.36%和38.93%~358.02%,较F处理分别增加了23.10%~90.75%和37.88%~354.55%。总体而言,污泥施用于杨树后,可明显改善土壤的化学特性,但污泥施用量越大,土壤重金属Cu和Zn的质量分数残留越多。     

不同硝/铵比值对小麦幼苗根系释放氢氧根的影响

为研发酸化土壤的生物修复技术,采用水培试验和自动电位滴定装置研究酸性条件下氮素形态对小麦幼苗根系释放氢氧根及培养液pH变化的影响。结果表明,小麦幼苗在初始pH值为4.0,n(NO3-)∶n(NH4+)比值(以下简称硝/铵比)分别为15∶1、3∶1和1∶1的营养液中培养6 d后营养液pH升高,且增幅随硝/铵比的增加而增大,小麦对硝态氮的吸收量和氢氧根释放量呈相同的变化趋势,说明小麦对硝态氮的吸收偏好导致根系释放氢氧根,进而使得培养液pH升高。小麦幼苗在硝/铵比为3∶1,初始pH值分别为4.0、4.5和5.0的营养液中培养6d后,培养液pH和氢氧根释放量的增幅随初始pH的升高而降低,说明低pH条件有利于小麦幼苗对硝态氮的吸收,可促进小麦根系释放更多的氢氧根。10 h的恒定pH试验结果表明,恒定pH条件下小麦根系释放的氢氧根数量大于非恒定pH条件,且硝态氮比例越大,差值越大。因此,可以根据小麦在酸性条件下对硝态氮的吸收偏好建立酸化土壤的生物修复方法,即调节硝态氮含量以加大小麦根系的氢氧根释放量,进而提高土壤pH。