不同粒径的聚乙烯微塑料对玉米和黄瓜种子发芽和幼苗生长的影响

近年来,微塑料（MPs）对土壤生态系统的污染和危害备受关注。聚乙烯（PE）微塑料对农作物生长发育的影响主要聚焦于粒径和浓度效应,但粒径和浓度的交互作用对植物的生长的影响知之甚少。该研究通过发芽试验和盆栽实验探究了3种粒径（13、58、178μm）PE微塑料在不同质量分数（0、0.1%、0.5%、1%、2%）下对玉米（Zea mays L.）和黄瓜（Cucumis sativusL.）种子发芽、幼苗生长及根系形态的影响。结果表明,3种粒径的PE微塑料均不同程度地降低了玉米和黄瓜种子的发芽势和芽长,种子活力指数下降;对于幼苗生长,除了0.1%的PE13显著增加了玉米株高,0.1%和0.5%的PE13显著增加了玉米根体积和根表面积外,3种粒径的PE均不同程度地抑制了玉米和黄瓜幼苗的生长。双因素方差分析结果显示PE粒径、质量分数和二者交互作用均显著影响玉米种子的发芽,且质量分数效应更显著,而PE对黄瓜种子发芽仅存在质量分数效应;PE对玉米幼苗的株高、黄瓜地下部鲜质量和干质量以及玉米的根尖数具有更显著的粒径效应。RDA分析结果也显示,PE对玉米和黄瓜种子的萌发、幼苗的生长和黄瓜的根系形态存在显著...     

不同温湿度条件下微塑料对小麦幼苗生长和生理的影响

微塑料污染作为全球性环境问题,仍有诸多具有挑战性的前沿科学问题有待解决。植物对微塑料的吸收和响应方面研究已有诸多报道,但关于影响植物吸收微塑料的环境因素研究仍非常有限。基于室内水培条件,研究了不同温湿度条件(高温低湿,30℃、相对湿度55%;低温高湿,10℃、相对湿度85%)下,小麦幼苗(Triticum aestivum)对亚微米级(0.2μm)聚苯乙烯(polystyrene, PS)微球吸收的量化特征。进一步基于形态学指标、光合作用指标和生化指标,分析小麦吸收微球后生长与生理状态的变化。结果表明,随着PS微球暴露浓度的增加,其在小麦体内的积累量成比例地显著增加。在高温低湿环境中,PS微球会抑制小麦根系生长和小麦茎叶中的过氧化氢酶活性,高浓度(200 mg·L^-1)PS微球可显著降低叶绿素b含量,并显著增加小麦茎叶中超氧化物歧化酶活性和小麦根中丙二醛含量;而在低温高湿环境中,高浓度PS微球可显著增加小麦茎叶丙二醛含量,但对小麦光合作用和抗氧化酶活性无显著影响。综上,研究结果证实小麦对微塑料的吸收及微塑料的植物毒性效应与小麦生长环境和PS微球暴露浓度密切相关。研...     

油菜根系分泌物对不同作物幼苗生长的化感效应

在实验室采用发芽试验的方法研究了油菜Brassicacampestris根系分泌物对小麦、油菜、蚕豆和玉米种子活力、幼苗生长发育及生理生化特性造成的化感效应。结果表明,油菜根系分泌物的化感累加作用对不同作物种子发芽率、幼苗芽长、芽质量、根长、根质量、根系活力以及幼芽过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量均具有显著影响,其化感效应对小麦的影响程度最弱,其中对小麦的种子发芽率、幼苗根长、芽干物质量、POD活性和根系活力以及各作物幼芽细胞膜的毒害程度均表现出促进作用,而对小麦幼苗其它生长特性以及油菜、蚕豆和玉米幼苗的所有生长特性均表现为抑制作用,表明油菜根系分泌物对不同作物及不同生长特性的化感效应具有不同的选择性。因此,合理搭配油菜作物的间、套、轮作是其夺取优质、高产栽培的关键技术。     

环丙沙星对3种作物的毒性

为了研究环丙沙星对作物的毒性效应,为其可能对农业生产带来的风险提供评价依据,采用急性毒性实验方法,研究了环丙沙星对3种作物(玉米、萝卜和小白菜)种子发芽、根伸长及芽伸长的影响。结果表明,在环丙沙星作用下,3种作物的根伸长抑制率和芽伸长抑制率与药物浓度显著相关(P<0.05),发芽抑制率与药物浓度不相关(P>0.05);药物对根伸长及芽伸长的抑制高于对种子发芽的抑制;环丙沙星对玉米、萝卜和小白菜的根伸长和芽伸长的ID50(抑制率为50%时污染物浓度)分别为7.97、2.51、1.48mg·kg-1和11.23、2.90、1.95mg·kg-1,3种作物在环丙沙星的胁迫下,其敏感性顺序为:小白菜>萝卜>玉米。     

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...     

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。     

聚苯乙烯微塑料和重金属镉对蚯蚓的联合毒性效应

微塑料污染已成为全球性环境问题,具有与环境中污染物相互作用的潜力。陆地环境中微塑料与重金属的复合污染日益受到关注,但二者对土壤生物的复合毒性效应研究仍较为缺乏。为探究微塑料和重金属对土壤生物蚯蚓的毒性效应,以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为受试生物,通过滤纸接触法(48 h)试验,探讨聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)存在下重金属镉(Cd)对蚯蚓的致死作用。随后采用人工土壤法(14 d)试验,研究PS-MPs与Cd复合污染土壤对蚯蚓生长和生理生化指标的影响。滤纸接触法结果表明,与0.008μg·cm^-2和0.160μg·cm^-2 PS-MPs复合作用时,Cd对赤子爱胜蚓的48 h半数致死剂量(48 h-LD₅₀)由13.55μg·cm^-2分别增至14.44μg·cm^-2和16.26μg·cm^-2,即PS-MPs在一定程度上缓解了Cd对蚯蚓的急性致死效应。人工土壤法结果显示,Cd和PS-MPs复合污染对蚯蚓生长具有一定抑制作用;过氧化氢酶活性降低,丙...     

不同pH与重金属Cd胁迫对紫穗槐萌发和幼苗生长的影响

为了探索紫穗槐修复酸性矸石山的机制,研究了含有0—20μmol.L-1CdCl2的不同pH(3.0—7.5)溶液对紫穗槐种子萌发和幼苗生长的影响.种子萌发结果表明,不同pH溶液处理对紫穗槐萌发率(约62%)和发芽势(约48%)无显著影响;当在不同pH(3.0—7.5)溶液中添加10—20μmol.L-1CdCl2时,10μmol.L-1Cd2+可促进种子萌发,20μmol.L-1Cd2+则抑制种子萌发.萌发露白的紫穗槐种子在不同pH溶液处理10 d时,幼苗的根长和株高在pH 4.5—5.0的酸性溶液最大,而在pH 3.0溶液中最小.添加CdCl2后,幼苗的根长变化趋势与单一pH结果一致,但均低于相应的pH.紫穗槐幼苗在单一pH与pH+10μmol.L-1CdCl2联合处理20 d时,株高和根长在pH 4.5—5.0溶液中最大,Cd可显著抑制幼苗根的生长.研究结果说明,pH 3.0—5.0酸性水不影响紫穗槐种子萌发,20μmol.L-1Cd显著抑制种子萌发;紫穗槐幼苗能耐pH 3.5—5.0酸性和10μmol.L-1Cd胁迫,为紫穗槐修复酸性矸石山提供了理论依据.     

薄荷化感物质的作用及其初步分离

以小麦(Triticum aestivum)、青菜(Brassica chinensis)和萝卜(Raphanus sativus)3种作物为受体，对薄荷(Mentha Haplocalyx)化感物质的作用进行了研究．结果表明：薄荷根分泌物显著促进小麦幼苗和幼根的生长，显著抑制青菜幼苗和幼根生长，显著促进萝卜幼苗而抑制其幼根生长．薄荷地上部分水浸液显著抑制青菜、萝卜的种子萌发和幼苗、幼根的生长；萝卜比青菜更敏感，幼根比幼苗更敏感；随着化感物质浓度的降低，抑制作用逐渐减弱、消失，甚至转变为促进作用．水浸液经氯仿、石油醚萃取后，剩余水相浓度变小、水势升高，但其抑制作用反而更加强烈．这说明，这种极其强烈的抑制作用不是低水势而是化感物质造成的；而且，剩余水相的抑制作用被同样具有抑制作用的石油醚相和氯仿相组分所削弱。即化感组分之间存在拮抗作用．剩余水相经大孔树脂进一步分离得到的3个组分都极显著地促进青菜幼苗的生长．这表明，水相强烈的抑制作用是由起极显著促进作用的3个组分的混合物产生的，且排除了水势降低的影响．但组分2显著抑制青菜、萝卜种子的萌发和幼根的生长．图2表4参26     

ZnO NPs对水培小麦(Triticum aestivum L)种子不同发育阶段的影响

氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)是目前应用最为广泛的纳米材料之一,已有研究表明其对生物体具有显著的毒性效应。为了研究ZnO NPs的毒性与种子发育阶段的关系,选择小麦(Triticum aestivum L)作为受试植物,将处于不同发育阶段的小麦种子置入ZnO NPs悬浮液中进行培养,研究了ZnO NPs对水培小麦种子不同发育阶段的影响。结果表明,虽然ZnO NPs对处于吸胀阶段、萌动阶段和发芽阶段的小麦都可以产生毒性,但是毒性的大小随小麦发育阶段的不同而表现出明显的差异(P0.05)。在60 mg·L-1暴露浓度下,用ZnO NPs对处于吸胀阶段、萌动阶段和发芽阶段的小麦种子进行处理,小麦根长的抑制率分别为37.8%、80.2%和95.7%;就萌动阶段和发芽阶段而言,ZnO NPs的毒性与其浓度有关,浓度越大毒性越大,即具有显著的浓度效应。上述研究结果对于全面准确地评价ZnO NPs毒性具有重要的意义。     

氯丹和灭蚁灵污染场地土壤对陆生生物的毒性效应

为向污染土壤的监测、生态毒理诊断及修复提供方法和数据,以氯丹、灭蚁灵污染场地土壤为供试土壤,测定了氯丹、灭蚁灵复合污染对蚯蚓的急性毒性效应以及对小麦、小白菜、玉米和水稻4种植物种子发芽率和根伸长抑制率的影响.结果表明,蚯蚓对本场地污染响应十分敏感,处理d 3高浓度组开始出现死亡,此后死亡率随污染物浓度增大而上升,d 14部分高浓度组死亡率达到100%;同一浓度下,氯丹和灭蚁灵对4种植物种子根伸长抑制率均显著大于对种子发芽的抑制率,植物的根生长比种子发芽对有机污染物的毒性更为敏感.4种植物种子对污染场地土壤的敏感性为小麦>小白菜>水稻>玉米.氯丹和灭蚁灵对蚯蚓的毒性要大于对这几种植物的毒性,蚯蚓对氯丹和灭蚁灵的响应更加敏感.因此,蚯蚓作为指示生物,其急性毒性试验可作为氯丹和灭蚁灵污染场地的诊断指标,诊断周期以14 d为宜.     

铜-磺胺嘧啶复合胁迫对蔬菜种子发芽的急性毒性效应

研究了黄潮土中常用兽药磺胺嘧啶(SD)与重金属铜(Cu)单一及复合污染对小白菜和西红柿种子发芽(发芽率、根伸长、芽伸长)的影响,分析了土壤中药物浓度与作物生长抑制的剂量-效应关系及复合污染的毒性效应。结果表明,无论是在Cu或SD单一污染物作用下,根伸长和芽伸长抑制率与污染物浓度显著相关(P0.01),发芽抑制率与污染物浓度不相关(P0.05);污染物对根伸长及芽伸长的抑制高于对种子发芽的抑制;SD对2种作物的毒性效应明显强于Cu,SD对小白菜和西红柿根伸长的ID50(抑制率为50%时污染物浓度)分别为1.7和33.6 mg·kg~(-1),而Cu为273.6和457.7 mg·kg~(-1)。Cu-SD复合污染,对西红柿的根和芽伸长的拮抗作用显著(P0.01);但对小白菜来说,在低浓度Cu(100 mg·kg~(-1))作用下,二者的联合拮抗作用不显著(P0.05),随Cu的增加,拮抗作用显著(P0.01)。     

氯代苯酚结构与农作物毒性关系的研究

卤代苯酚是一种环境污染物。本文通过水培发芽试验和幼苗土壤盆栽试验,研究了卤代苯酚系列污染物结构与冬小麦、萝卜、油菜等作物毒性的关系。结果表明,氯代苯酚系列污染物都可抑制他们的发芽和幼苗生长,其毒性都大于苯酚,并与浓度成显著性正相关。在浓度相同时,其毒性随苯环上氢原子被氯取代个数的增加而加大。在浓度和取代个数都相同时,不同取代部位的毒性不同,邻位取代毒性最大。不同农作物对它们的抗性不同;在取代个数、浓度和取代部位都相同时,小麦受害程度最轻,油菜最重。     

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。     

2.4 二氯酚对作物幼苗生长抑制及对氧化酶同工酶的影响

用不同浓度的2.4二氯酚溶液处理高梁、玉米、小麦、西红柿和芥菜种子后,对种子萌发除西红柿外基本无明显影响,对根系及幼苗生长不同作物中反应不同,芥菜对2.4二氯酚不敏感,而在其它四种作物中,根系及幼苗生长严重受抑.过氧化物酶同工酶的变化与根系及幼苗生长受抑存在一定的相关性,因此,这种酶似乎可以作为一种生化指标供检测作物受氯酚毒害用.40ppm的2.4二氯酚已可引起作物根系及幼苗生长受抑,因此用含氯酚污水灌溉作物时,其氯酚浓度应控制在40ppm以下.     

荧蒽对大豆种子发芽的影响

针对国内外有关荧蒽(FLT)对种子萌发影响研究极少的现状,本文设置5个质量浓度(2,5,15,25,50 mg·L-1)的染毒组、1个空白对照组(0 mg·L-1)和1个助溶剂对照组(丙酮体积分数为1%),以大豆种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和幼苗长度为测量指标,探索性地研究了FLT对大豆种子萌发的毒性效应。结果表明:在浓度小于15 mg·L-1的FLT胁迫下,大豆发芽率与对照相比无显著差异,大于等于15 mg·L-1的FLT胁迫则显著抑制了发芽率(p0.05)。发芽势、发芽指数、活力指数则对FLT的胁迫作用更加敏感,当FLT浓度大于等于5 mg·L-1时呈显著降低(p0.05)。FLT对幼苗长度起抑制作用,且随浓度越高和处理时间增长,抑制作用逐渐增强。     

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)     

连续两年紫外线-B辐射增强对玉米种子发芽及幼苗生长的影响

研究了在紫外线 (UV -B)辐射增强条件下与自然光下生长的玉米种子的发芽和幼苗生长特性以及对UV -B反应的变化。结果表明 :与自然光下生长的玉米种子相比 ,UV -B辐射增强条件下生长的玉米种子的发芽率和幼苗生长指标有不同程度的下降 ,但在连续两年UV -B强度增加条件下 ,其种子发芽和幼苗生长指标受高强度UV -B影响的程度显著下降。在连续两年UV -B辐射增强条件下生长的玉米种子萌发的幼苗叶片类黄酮含量显著高于在自然光下生长的玉米种子萌发的幼苗 ,这可能是在UV -B辐射增强条件下生长的玉米对UV -B辐射增强产生适应性的重要原因之一。     

赤霉素浸种对2种矿区修复先锋植物种子萌发和幼苗生长的影响

豆科植物是金属矿区生态修复中常用物种,由于种子种皮致密、透水性较差导致发芽受阻而影响植物修复效果,为解决豆科植物种子硬实的问题,以猪屎豆(Crotalaria pallida Ait.)、黄槐决明(Cassia surattensis Burm. F.)种子为试验材料,采用200 mg·L^-1的赤霉素和蒸馏水分别浸种12、24、36 h,以研究赤霉素浸种对供试种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,(1)200 mg·L^-1赤霉素浸种能够促进猪屎豆种子萌发,其发芽率、发芽势、发芽指数等数据均高于对照组。最佳的浸种时长为12 h,其发芽率指标显著高于对照组和蒸馏水浸种处理。但随着浸种时间延长,促进发芽的效果呈现先降后升的趋势,浸种36 h对猪屎豆种子活力有明显提升作用。(2)赤霉素和蒸馏水浸种均能促进黄槐决明种子萌发,赤霉素最佳的浸种时长为24 h,其发芽率指标显著高于对照组和蒸馏水浸种处理,随着浸种时间延长促进发芽的效果呈现降低趋势。(3)赤霉素浸种处理对猪屎豆幼苗生物量指标促进效果不明显,高浓度的赤霉素浸种对幼苗生长反而有抑制作用,选用赤霉素作...     

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。