塑料地膜对小麦种子萌发及幼苗抗氧化酶系统的影响

研究了中国北方地区常用的塑料地膜对小麦Triticum aestivum L.种子发芽率,芽长根长及幼苗抗氧化酶系的影响以探明塑料地膜的毒性。结果显示500~2 500 mg.kg-1两种质量分数的塑料地膜处理对小麦种子的发芽率几乎不产生影响,在高质量分数（≥5 000 mg.kg-1）处理下小麦的发芽率有所下降。500~5 000 mg.kg-1的塑料地膜能促进小麦叶和根的伸长,但在高质量分数情况下则显著抑制了根和芽的延伸,其中15 000 mg.kg-1添加量下,叶和根的抑制率分别达到了16.70%和15.07%。小麦根系抗氧化酶活性对两种塑料地膜的敏感程度大于叶片。在高质量分数条件下,根系中超氧化物歧化酶（SOD）活性随暴露时间的延长明显受到了抑制。在经地膜1和地膜2处理后,小麦叶片中过氧化物酶（POD）及过氧化氢酶（CAT）活性在不同暴露时间和不同质量分数下没有显著差异,但地膜1处理后的小麦根系中的POD随暴露时间的延长呈先降低后增加的趋势,而CAT活性变化不大。地膜2处理后的小麦根系中的POD和CAT活性随暴露时间的延长而降低。结果表明,高质量分数塑料地膜的处理会对小麦早期幼苗的抗氧化酶系统产生毒害作用。     

铯对油菜萌发代谢生物学效应初探

研究了油菜(Brassica napus)的萌发特性及幼苗生长对不同质量浓度(80、160、320、640、960 mg.L-1)氯化铯(CsCl)处理的效应。结果显示:ρ(CsCl)为80～960 mg.L-1时,其对油菜发芽率、发芽势、发芽指数的影响差异不显著,但对油菜幼苗根、芽生长具有低促高抑的双重作用,且根的生长比芽对CsCl更为敏感。随着ρ(CsCl)逐渐增加,油菜幼苗脯氨酸和蛋白质含量增加,脱氢酶(DH)活性和过氧化物酶(POD)活性则明显下降,表明较高ρ(CsCl)处理可能造成油菜幼苗一定程度的胁迫,其脯氨酸含量增加可能主要是由于脯氨酸合成加强所致。     

紫茉莉β-谷甾醇对镉处理的浓度响应及其化感效应

外来入侵植物紫茉莉(Mirabilis jalapa)对镉(Cd)具有一定的富集能力,但对其他植物也会产生化感效应,其植株体内已被检测到甾醇类物质,对其他植物的种子萌发和幼苗生长会产生不同程度的影响。虽然有关紫茉莉对作物化感效应方面已有一些研究,但大多是在非重金属污染条件下进行,有关Cd处理下紫茉莉化感效应的报道甚少。采用室内水培法研究不同Cd浓度处理下外来入侵植物紫茉莉根系分泌物对黄豆和玉米的化感效应,以及紫茉莉植株和根系分泌物中化感物质β-谷甾醇含量和Cd处理下外源添加不同浓度β-谷甾醇(0、0.125、0.5、1、2 mg·L^-1)对黄豆和玉米的化感效应。结果表明,不同Cd浓度处理下,紫茉莉根系分泌物会对2种作物产生化感抑制作用,但对黄豆的抑制作用高于玉米。紫茉莉根部β-谷甾醇含量显著高于茎、叶;根部β-谷甾醇含量在高浓度Cd处理下显著减少,其根分泌物中β-谷甾醇含量则显著增加。Cd处理下外源添加0.125 mg·L^-1β-谷甾醇时,黄豆和玉米种子发芽及幼苗生长均受到显著抑制,其他β-谷甾醇处理浓度对玉米幼苗生长则表现为促进作用,黄豆则...     

川中丘陵区柏木（Cupressus funebris）土壤浸提液对3种农作物种子萌发和幼苗生长的影响

某些植物和土壤浸提液的化感作用会影响种子萌发和幼苗生长.关于川中丘陵区的柏木(Cupressus funebris)土壤浸提液对作物种子萌发和幼苗生长是否有影响以及如何影响,推测柏木的土壤浸提液可能抑制作物的种子萌发和幼苗生长.采用室内种子萌发实验,研究土壤浸提液(0.00 g/mL、0.01 g/mL、0.02 g/mL、0.05 g/mL和0.10 g/mL)对番茄(Lycopersicon esculentum)、辣椒(Capsicum annuum)和茄子(Solanum melongena)种子萌发和幼苗生长的化感作用.结果表明,不同浓度土壤浸提液对作物种子萌发和幼苗生长有一定的影响,但与物种有关. 0.01 g/mL的土壤浸提液显著提高番茄的活力指数、降低根鲜重,0.05 g/mL的土壤浸提液显著增加番茄的根长,而0.10 g/mL的土壤浸提液显著降低番茄的发芽率. 4种浓度的土壤浸提液均显著降低辣椒的发芽势和苗鲜重,而辣椒的根长和根鲜重主要在0.01g/mL、0.02 g/mL和0.05 g/mL的土壤浸提液下降显著.对茄子而言,4种浓度的土壤浸提液均显著提高其活力指数、降低鲜根重.综合化感效应指数表明,柏木土壤浸提对番茄和茄子表现为抑制和促进作用,而辣椒仅表现为抑制作用,且3种作物的化感敏感性为辣椒茄子番茄.综上,柏木土壤浸提液能影响作物种子萌发和幼苗生长,且在川中丘陵区,辣椒可能不适合种植在以柏木为坡地防护林的坡耕地中.(图2表3参33)     

茄子(Solanum melomgena L.)根系糖苷生物碱对5种蔬菜作物的化感效应及相关分析

利用生物碱指示剂鉴定了茄子(Solanum melomgena L.)根系分泌物和腐解液中糖苷生物碱(glycoalkaloid)的存在,并采用超声波技术提取茄子根系糖苷生物碱,探讨了茄子根系糖苷生物碱对5种蔬菜作物的化感效应及其相关性.结果表明,糖苷生物碱抑制了3种茄科蔬菜种子的萌发和幼苗生长,且随着生物碱提取液浓度的升高,化感抑制作用显著增强,而不同浓度的生物碱提取液对大白菜(Beussica pekinensis)和菜豆(Phaseolus vulgaris)种子萌发和幼苗生长呈现"低促高抑"的双重浓度效应;随着生物碱浓度升高,茄科蔬菜萌发种子中丙二醛(MDA)含量和质膜透性逐渐上升,3种保护酶活性逐渐下降,大白菜和菜豆萌发种子中三种保护酶活性呈先升高后降低的趋势,高浓度的糖苷生物碱同样导致MDA含量和质膜透性的显著增加;对于不同种类的蔬菜,生物碱的化感效应主要通过不同抗性生理指标分别作用于种子萌发和幼苗生长,其中对种子萌发的作用要显著大于幼苗生长.     

大蒜鳞茎浸提液对金秋红二号菜苔化感作用的初步研究

为了解大蒜鳞茎浸提液对种子萌发和幼苗生长的化感作用,实验采用不同浓度大蒜鳞茎浸提液对金秋红二号菜苔的种子进行处理,观察对种子萌发、幼苗根长、茎长和幼苗根重、苗重的影响.实验结果表明,大蒜鳞茎浸提液对金秋红二号菜苔种子的发芽率和发芽指数的化感作用随着大蒜鳞茎浸提液浓度的升高而增强;大蒜鳞茎浸提液对金秋红二号菜苔幼苗的根和苗都有抑制作用,且对根的化感作用强于苗的化感作用.     

生物炭对小麦种子萌发与幼苗生长的植物毒理效应

为明确生物炭对植物的毒性效应,以石英砂+生物炭水浸提液培养方法研究不同剂量生物炭对小麦种子萌发与幼苗生长的影响。结果表明:在不同剂量(0.0、10.0、20.0、40.0、80.0、160.0 g·kg~(-1))生物炭水浸提液处理下,虽然小麦发芽率较对照组无显著性变化(P0.05),但根、芽生长表现出低剂量促进高剂量抑制,且在160.0 g·kg~(-1)时抑制率最大,分别为18.11%和22.22%。在幼苗的生长期(11 d),高剂量生物炭对幼苗根生长的抑制作用增强,160.0 g·kg~(-1)处理下抑制率显著增加至55.59%(P0.05)。此外,当生物炭剂量较低时,小麦幼苗根、叶中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活力增加;随生物炭剂量的增加,3种抗氧化酶活力降低,丙二醛(MDA)含量升高,幼苗生长出现生理损伤,表现出明显植物毒性效应。     

镉与除草剂草甘磷的交互作用对小麦的毒性

种子发芽试验、根伸长抑制试验及植物早期生长试验是目前所建立的3种高等植物毒性试验，这些试验通过研究植物在污染条件下根系发育状况、生物量减少程度或植物耐污特性等方面而对污染物的环境效应进行诊断。文章研究了镉与草甘磷交互作用对小麦发芽率以及发芽后小麦的根长和芽长的影响。结果发现，镉对小麦发芽率没有明显影响，而草甘磷对小麦发芽率、根长和芽长有明显抑制效应。镉在一定程度上降低了草甘磷对小麦发芽的毒性，但对小麦生长仍有明显毒害。当镉与草甘磷共同作用于小麦时，镉的存在增加了低浓度草甘磷的生物毒性，而降低了高浓度草甘磷的生物毒性或没有影响。但是，随着镉浓度增加它们的联合毒件又逐渐增加。     

3种硝化抑制剂对小麦幼苗生长毒性的比较

在土壤(山西土)中加入不同种类、不同浓度的硝化抑制剂(氢醌、硫脲、双氰胺),研究了其对小麦发芽势、发芽率和幼苗生长的影响.结果表明:双氰胺对小麦发芽势和发芽率的抑制作用不明显,硫脲对小麦发芽势和发芽率有一定的抑制作用,而氢醌对小麦发芽势和发芽率抑制明显;双氰胺和氢醌对小麦幼苗生长的影响不大,而硫脲能显著降低小麦幼苗的根长、茎长、根重和茎重;双氰胺对小麦种子和幼苗毒性相对较小,硫脲毒性相对较大,小麦的根重、茎重和根伸长可以作为硫脲对小麦危害的敏感指标.     

Zn2+对黄瓜发芽期生理特性的影响

锌是植物必需的营养元素,同时也是一种常见的环境有毒重金属元素.以黄瓜(Cucumis sativus L.)为试验材料,设置不同Zn2 处理(0、25、50、100、200、300 mg·L-1),利用发芽和出苗试验,研究了Zn2 对黄瓜发芽期生理特性的影响.结果显示,低处理(0～25 mg·L-1)对黄瓜种子萌发和幼苗生长有促进作用,当为25 mg·L-1时最有利于黄瓜种子萌发和幼苗生长,其种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、根长、下胚轴长、下胚轴粗度和相对含水量均高于对照及其他浓度处理;幼苗相对电导率、丙二醛含量、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、SOD活性及POD活性均在此浓度得到最低.但从50 mg·L-1开始,随着增加,黄瓜种子萌发的各项指标开始下降,幼苗生长的各项生理指标开始上升,对黄瓜种子发芽和幼苗生长产生抑制作用,并在300 mg·L-1时抑制作用得到最大.该研究为进一步研究农业生态整治与安全高效利用提供理论基础.     

诺氟沙星对芽期玉米的毒性和氧化损伤研究

畜禽养殖废弃物的农田处置,使大量抗生素进入环境,从而对环境生物产生潜在危害.为了研究诺氟沙星(norfloxacin,Nor)对玉米发芽和幼苗生长的影响,采用水培发芽实验,测定了不同浓度下,诺氟沙星对玉米种子的发芽率和玉米幼苗对诺氟沙星的吸收与传输的影响;另外还研究了诺氟沙星对玉米幼苗生物量、自由基水平、丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶活性的影响.结果显示,诺氟沙星能被玉米根吸收并传输到地上部分.0.5mg·L-1～50mg·L-1的诺氟沙星暴露均不影响玉米的发芽率.当诺氟沙星浓度大于1mg·L-1时,幼苗的生长受到抑制,其敏感指标依次为根重>根长>芽长>芽重.诺氟沙星暴露使玉米根、芽中MDA含量明显增加,玉米根中谷胱甘肽硫转移酶(GST),过氧化物酶(POD),超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶的活度有显著改变,这表明诺氟沙星暴露能够引起玉米体内的氧化损伤.用电子自旋共振结合二级自由基自旋捕获技术测定了玉米根中自由基水平,发现诺氟沙星能够引起玉米根中大量羟基自由基的产生,为诺氟沙星引起玉米幼苗的氧化损伤提供了直接的证据.     

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。     

五爪金龙凋落叶腐解物的化感潜力研究

采用莴苣种子为受体,测试了五爪金龙凋落叶早期腐解物的化感作用,并与其鲜叶及凋落叶的化感潜力进行了比较分析。结果如下:凋落叶40d的腐解物、鲜叶及凋落叶的水提取液均具有较强的化感潜力,并表现出低促高抑的浓度效应,在FW0.1g﹒mL-1高质量浓度下的综合化感抑制强度为凋落叶未能加土壤的腐解物>鲜叶>凋落叶加土壤的腐解物>凋落叶,而在FW0.005g﹒mL-1低质量浓度下的综合化感促进作用是凋落叶>鲜叶>凋落叶加土壤的腐解物>凋落叶未加土壤的腐解物。鲜叶的抑制强度较凋落叶的大,表明叶片在衰老过程中抑制作用减弱。凋落叶未加土壤仅在空气微生物作用下的腐解物抑制作用最强,促进作用最小,而加入土壤后在土壤微生物作用下的腐解物的抑制作用却有所减弱,抑制强度介于鲜叶和凋落叶的之间,促进作用却小于鲜叶和凋落叶,说明凋落叶腐解过程中微生物的参与对化感作用产生了复杂的影响。     

Stress response to nanoplastics with different charges in Brassica napus L. during seed germination and seedling growth stages

● Higher concentrations of PS, PS-NH₂ and PS-SO₃H inhibited seed germination. ● PS, PS-NH₂ and PS-SO₃H influenced seedling growth in a dose-dependent manner. ● PS, PS-NH₂ and PS-SO₃H reduced essential nutrients uptake and plant quality. ● PS, PS-NH₂ and PS-SO₃H increased antioxidant enzyme activities and MDA content. ● Nanoplastic toxicity was related to surface charges. Nanoplastic pollution has become a significant problem in farmland systems worldwide. However, research on the effects of nanoplastics (NPs) with different charges on field crops is still limited. In our study, NPs with different charges, including unmodified polystyrene nanoplastics (PS), positively charged polystyrene nanoplastics (PS-NH₂), and negatively charged polystyrene nanoplastics (PS-SO₃H), were investigated for their impacts on seed germination and seedling growth of rape. The results showed that seed water uptake (after 12 h), seed germination, seed vigour, and relative root elongation were all significantly reduced under exposure to NPs (200 mg/L). Similarly, remarkable decreases in plant biomass (root weight, shoot weight), growth (root length, plant height), photosynthesis ability (chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoids), essential nutrient uptake (Fe, Mn, Zn, Cu), and plant quality (soluble protein, soluble sugar, crude fibre content) of rape seedlings were also observed after exposure to NPs. Among the three kinds of NPs, PS-NH₂ showed stronger effects. Moreover, superoxide dismutase, peroxidase, and catalase activities of rape seedlings were changed, and the content of malondialdehyde was significantly increased under exposure to NPs. Furthermore, positively charged PS-NH₂ showed stronger effects on the phenotype, physiology, biochemistry, nutrient uptake, and plant quality of rape. Notably, a comprehensive toxicity evaluation revealed that PS-NH₂ had the strongest toxicity to rape. The present study provides important implications for the interaction and risk assessment of NPs and crops in soil-plant systems.     

几种菊科入侵植物和非入侵植物的化感作用比较

以萝卜为受体,采用培养皿法比较研究了几种菊科入侵种和非入侵种的化感潜力。结果表明：入侵种和非入侵种都具有化感作用,且入侵种在高浓度下的化感抑制作用强度不一定都大于非入侵种。在0.2 g.mL-1浓度时,艾蒿和黄鹌菜的综合化感作用强度分别是小飞蓬的2.5和3.1倍;而紫茎泽兰和银胶菊则是小飞蓬的3.8和3.5倍。而不同植物浸提液对萝卜的不同检测指标影响不同。其中,紫茎泽兰对萝卜种子发芽和幼苗生长的影响主要表现为化感抑制作用。银胶菊和除0.025 g.mL-1外的黄鹌菜各浸提液都使萝卜种子萌发受较强的抑制,且抑制强度随浸提液浓度的升高而增大,而对幼苗生长则表现为＂低促高抑＂的规律。小飞蓬和苦荬菜对萝卜种子萌发和幼苗根长为抑制作用,但对其苗高和鲜质量为促进作用。除0.025 g.mL-1外,艾蒿对萝卜种子萌发和幼苗根长有较强的抵制,对其苗高和鲜质量则呈＂低促高抑＂的规律。     

石墨烯对高等植物幼苗的毒性及机理探究

随着石墨烯产品的广泛应用和潜在的环境释放,其对生态环境的影响已引起广泛关注。为探讨石墨烯对高等植物生长的影响,探究了其对黄瓜幼苗和玉米幼苗生长的影响及其致毒机理。结果表明,水培条件下,不同浓度的石墨烯(10、50、100、500、1 000和2 000 mg·L~(-1))处理植物幼苗15 d后,对植物幼苗的生长具有抑制作用。且随着处理时间和石墨烯浓度的增加,植物幼苗生长的所有指标,包括根/地上部鲜重和干重、根长、根尖数、株高和叶面积均相应降低。另外,黄瓜幼苗比玉米幼苗对石墨烯更加的敏感。进一步研究发现,石墨烯与黄瓜幼苗根部直接接触导致的物理损伤、氧化损伤,以及营养耗竭是其致毒机理。而石墨烯对玉米幼苗的致毒机理包括物理损伤和营养耗竭。本研究为石墨烯的环境风险评价提供了基础数据。     

全氟辛烷磺酸短期暴露对不同作物苗期生长的影响

全氟辛烷磺酸(PFOS)作为一种新型持久性有机污染物,目前国内外对其生态毒性研究主要集中在水环境领域,而高等植物的生态毒性数据尚不完善。因此,本研究采用内培养方式,选取小麦、大麦、小白菜、三叶草、绿豆作为供试植物,利用根伸长、芽伸长、地上部分生物量等评价指标,研究了PFOS短期暴露对不同供试作物苗期生长的影响,建立了PFOS和作物苗期生长的剂量-效应关系,并对不同的评价指标进行相关性分析,筛选出表征PFOS生态毒性的敏感植物。结果表明,不同供试作物培育3 d后,PFOS对其于不同毒性终点的最小EC₅₀值为：小麦352 mg·kg^-1(根伸长)、大麦434 mg·kg^-1(根伸长)、三叶草794 mg·kg^-1(地上部分生物量鲜重)、小白菜829 mg·kg^-1(地上部分生物量鲜重)、绿豆>1 000 mg·kg^-1,因此敏感程度依次为：小麦>大麦>三叶草>小白菜>绿豆。须根系作物小麦、大麦较直根系作物三叶草、小白菜和绿豆敏感,而须根系作物各评价指标的敏感程度依次为：根伸长>地上部分生物量鲜重>芽伸长>地上部分生物量干重,可见小麦的根伸长对PFOS污染最为敏感。各评价指标间均呈正相关关系,表明PFOS对同种植物的不同评价指标影响趋势一致。     

硅促进水稻种子萌发及缓解幼苗砷毒性的效应研究

通过As~(Ⅲ)胁迫下水稻种子的发芽试验和幼苗毒性试验,研究了外源硅对水稻种子发芽率、幼苗生长的影响及其缓解幼苗砷毒性的效应。外源硅的2种处理方式为种子萌发时添加外源硅(Si1)和采用硅处理液浸种(Si2)。结果表明,发芽时介质中As浓度达到10 mg·L~(-1)时显著抑制水稻种子萌发(P0.05),发芽率仅为80%,但是Si1和Si2处理下发芽率则提高到97%和100%,这说明外源硅可促进砷胁迫下水稻种子萌发;砷浓度≥5 mg·L~(-1)时,Si1和Si2处理均可提高水稻的相对幼苗高度和根耐性指数,提高幅度分别为6.00%~16.8%和57.9%~77.0%、7.10%~23.5%和54.2%~61.2%,并且降低了水稻幼苗砷含量,降低幅度分别为17.8%~21.4%和31.0%~49.1%。这说明外源硅处理可促进砷胁迫下水稻幼苗的生长;不同砷浓度处理与水稻芽长、根长及幼苗干重之间存在"S"型的剂量-效应关系,且外源硅显著提高了相应的EC50,缓解了砷对水稻幼苗生长的毒性。综上所述,砷胁迫下水稻种子萌发时添加外源硅或采用硅处理液浸种均可促进水稻种子萌发和幼苗生长,并降低了幼苗砷累积和缓解砷对水稻幼苗的毒性。     

Studies on phytotoxic effect of aluminium on growth and some morphological parameters of Vigna radiata L. Wilczek

Aluminium toxicity is a major deterrent for plant growth in acid soils below pH 5.0. This study deals with effect of aluminium toxicity on growth of mungbean (Vigna radiata L. Wilczek) seedlings. Seed germination (in %) declined with increased content of Al2(SO4)3, while promotive effect was observed at very low dosage. Different concentrations of aluminum sulphate salt were applied to mungbean seeds. Measurement of aluminium content in mungbean leaves was done through atomic absorption spectrophotometer. Root length (root and hypocotyl length) and shoot length (shoot and epicotyl length) was measured at seven days old seedling stage. Different concentrations of Al2(SO4)3 were found to have significant effect both on shoot and root length. Leaf area, fresh and dry weight was significantly reduced. Increased stomatal frequency and trichome density with an increase in concentrations of Al2(S04)3 was observed through scanning electron microscope.