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.     

污灌与镉胁迫对菠菜几种抗氧化酶活性的影响（Effects of Sewage Irrigation and Cadmium Stresses on the Activities of Several Antioxidant Enzymes of Spinach）

为了探讨污水灌溉与镉胁迫对菠菜抗氧化酶活性的影响,采用盆栽试验的方法,分别用清水和生活污水配制不同浓度(0、1、5、10、50mg·L-1)的Cd2+溶液,对菠菜进行受试处理,每5d灌喷1次,共处理5次.分别采用邻苯二酚比色法、L-苯丙氨酸比色法、水杨酸比色法和高锰酸钾滴定法,对菠菜叶片多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、β-1,3葡聚糖酶(β-1,3glucanase)和过氧化氢酶(CAT)活性进行了测定.结果表明:1)清水处理系列:随着镉处理浓度的增大,与清水对照相比,PPO、PAL活性呈先升高后降低的趋势,CAT活性略有升高,β-1,3葡聚糖酶活性略有降低,各暴露组与清水对照组相比,均呈现显著差异(p<0.05).2)污水处理系列:随着镉处理浓度的增大,与污水对照相比,PPO、PAL活性呈先升高后降低的趋势,CAT和β-1,3葡聚糖酶活性呈逐渐降低趋势;各暴露组与污水对照相比,均呈现显著差异(p<0.05).3)相同Cd2+浓度下,与清水处理相比,各浓度污水处理PAL和PPO活性均明显降低(p<0.05);而β-1,3葡聚糖酶明显升高(p<0.05).以上结果显示:单一镉污染和生活污水与镉复合污染对菠菜不同抗氧化系统酶具有不同影响,这可能与污水中各成分与镉的相互作用有关.     

生物净化集成系统改善精养池塘水质的效果

2008年7月-9月,将3个精养池塘分隔为鱼类养殖区和水质净化区,除了对照池外,在另外两个试验池净化区构建了由水蕹菜、滤食性贝类和生物刷组成的集成生物净化系统来净化精养池塘的水质,并在8月初引进高分子纳米增氧管来改善池塘溶氧水平。2个阶段的试验结果表明,该集成生物净化系统在净化池塘养殖水中氮、磷营养盐和有机污染物方面具有明显的功能优势互补,对水中TSS、TN、TAN、NO2--N、NO3--N、PO43--P和TP都有较好地去除效果。而高分子纳米增氧管使得池塘溶氧始终保持在5 mg.L-1以上。3个池塘两阶段的内梅罗水质综合营养指数表明,2号池第二阶段生物净化材料密度配置稍高。     

菠菜对土壤中毒死蜱残留的吸收研究

农田土壤中农药污染是农产品质量全程控制的重要环节。采用盆栽法研究菠菜(Spinacia oleracea L.spinach)对土壤中毒死蜱的吸收情况。结果表明土壤中的毒死蜱能够被菠菜吸收,吸收量与土壤中的残留量呈一定的线性关系,r2=0.9538。土壤中毒死蜱残留量为3.74～67.7mg·kg-1时,菠菜中毒死蜱残留量为0.006～1.098mg·kg-1。毒死蜱在土壤中的残留量不同,其降解速率也不同,半衰期从15.4d到44.4d不等。土壤中高毒死蜱残留时能够影响菠菜产量,造成单株重量下降;但不影响菠菜的出苗率,处理间没有显著差异。试验结果表明即使土壤中含有毒死蜱残留,在正常情况不会对菠菜中毒死蜱残留造成很大影响,产品符合我国食品中规定毒死蜱在叶菜类为0.1mg·kg-1的标准要求,但是蔬菜加工出口企业要关注土壤中毒死蜱残留问题,以免生产出不符合进口国要求的菠菜产品。该试验研究为农产品全程质量控制和农田农药污染指标的设定提供一些理论依据。     

接种功能内生细菌对蔬菜亚细胞菲积累的削减作用

蔬菜多环芳烃（PAHs）污染威胁人群健康.通过水培试验,研究了接种具有菲降解功能的植物内生细菌Diaphorobacter sp. Phe15对空心菜及其亚细胞组分中菲积累的影响,揭示了空心菜体内多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）的响应及其与PAHs积累的相关关系.Phe15可定殖在空心菜体内,不同部位菌株Phe15细胞数量表现为根表>根内>茎叶.接种菌株Phe15有效地降低空心菜及其亚细胞组分中菲含量,根部最高降低93.69%,叶部最高降50.26%,亚细胞水平上细胞液中降低最多.接种菌株Phe15提高了空心菜不同部位及其亚细胞组分中POD和PPO活性,且酶活性与菲含量之间呈负相关关系,表明这两种酶活性的提高可降低空心菜体内菲积累.研究结果从亚细胞层面揭示了功能内生细菌削减植物体内PAHs积累的作用规律及机制,为利用功能内生细菌削减作物PAHs污染风险、保障污染区农产品安全等提供了理论依据.     

污灌区镉污染土壤钝化修复及其生态效应研究

采用盆栽试验,研究了海泡石对Cd污染污灌区土壤的钝化修复效应及其对土壤环境质量的影响.结果表明,施用海泡石显著地降低了土壤有效态Cd含量(P<0.05),可交换态Cd比例下降了0.8%~3.8%,而残渣态Cd比例增加了0.5%~9.8%.投加海泡石明显地促进菠菜生长,与对照相比,地上部和根部干重分别增加了0.94~2.11倍和1.63~5.21倍.添加海泡石后,土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶的活性分别增加了5.1%~15.4%、14.2%~28.8%和23.5%~34.0%,细菌和真菌的数量分别增加了15.5%~91.7%和45.6%~96.5%.菠菜体内Cd含量、富集系数和转移系数随土壤中海泡石添加量的增加而降低,与对照相比,地上部和根部Cd含量分别降低了19.9%~45.6%和51.2%~70.2%,且在海泡石投加浓度达到5%时,菠菜可食部Cd含量达到国家食品卫生标准的要求.     

Lead toxicity, defense strategies and associated indicative biomarkers in Talinum triangulare grown hydroponically

Talinum species have been used to investigate a variety of environmental problems for e.g. determination of metal pollution index and total petroleum hydrocarbons in roadside soils, stabilization and reclamation of heavy metals (HMs) in dump sites, removal of HMs from storm water-runoff and green roof leachates. Species of Talinum are popular leaf vegetables having nutrient antinutrient properties. In this study, Talinum triangulare (Jacq.) Willd (Ceylon spinach) grown hydroponically were exposed to different concentrations of lead (Pb) (0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0 and 1.25 mM) to investigate the biomarkers of toxicity and tolerance mechanisms. Relative water content, cell death, photosynthetic pigments, sulphoquinovosyldiacylglycerol (SQDG), anthocyanins, α-tocopherol, malondialdehyde (MDA), reactive oxygen species (ROS) glutathione (GSH and GSSG) and elemental analysis have been investigated. The results showed that Pb in roots and shoots gradually increased as the function of Pb exposure; however Pb concentration in leaves was below detectable level. Chlorophylls and SQDG contents increased at 0.25 mM of Pb treatment in comparison to control at all treated durations, thereafter decreased. Levels of carotenoid, anthocyanins, α-tocopherol, and lipid peroxidation increased in Pb treated plants compared to control. Water content, cells death and elemental analysis suggested the damage of transport system interfering with nutrient transport causing cell death. The present study also explained that Pb imposed indirect oxidative stress in leaves is characterized by decreases in GSH/GSSG ratio with increased doses of Pb treatment. Lead-induced oxidative stress was alleviated by carotenoids, anthocyanins, α-tocopherol and glutathione suggesting that these defense responses as potential biomarkers for detecting Pb toxicity.     

硫脲用量对菠菜生理指标及土壤氮素转化的影响

采用盆栽法,研究了硫脲不同用量(0%、1%、3%、5%、7%)对菠菜生长、硝酸盐累积、土壤氮含量及叶绿体色素含量的影响.结果表明,不同硫脲用量对菠菜的单盆重、株高均有提高.随硫脲用量的增加,菠菜叶绿体色素含量均有提高;硫脲能显著降低菠菜硝酸盐含量,随着硫脲用量的增加,降低效果提高,其中硫脲用量为7%时,降低效果达极显著水平.硫脲对土壤硝态氮累积的抑制作用随硫脲用量的增加而增强,硫脲用量达7%时,抑制作用表现为极显著.     

光合细菌促菠菜生长机理初探

对光合细菌（ Ｐ Ｓ Ｂ） 菌液经稀释后喷施叶面可促进菠菜生长的机理进行了初步研究,发现施用 Ｐ Ｓ Ｂ 菌液后,可使菠菜叶中叶绿素含量增加１０ ．５５ ％ ,使 Ｃ Ｏ２ 的吸收率和光合强度分别提高６１ ．９９ ％ 、１３ ．８ ％ ,使二磷酸核酮糖羧化酶（ Ｒ Ｕ Ｂ Ｐ） 活力增强３４ 倍． Ｐ Ｓ Ｂ菌液还可改变地壤中微生物菌群的组成：细菌、固氮菌、放线菌数量增多,真菌量减少．提示：光合细菌是通过提高菠菜自身的光合效率及增加土壤肥力来起到促生长作用的．     

土壤中重金属镉锌铅复合污染的研究

采用吸附与解吸实验及盆栽试验，研究了在重金属镉、锌、铅复合污染条件下，棕壤对重金属的吸附、解吸规律，以及菠菜吸收重金属的特点。结果表明：棕壤对铅、锌的吸附分别符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ、Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ方程，对镉的吸附用Ｌａｎｇｍｕｉｒ、Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ及Ｔｅｍｋｉｎ方程回归都不显。重金属被吸附后的解吸率顺序为：Ｚｎ〉Ｃｄ〉Ｐｂ。Ｐｂ＾２＋与吸附位结合的牢固程度较单一污染时大，而Ｃｄ＾２＋和Ｚ