钝化剂与有机肥配施对土壤有效态重金属及其在生菜中累积的影响

为降低农业土壤重金属污染风险,减少农产品重金属富集,通过温室盆栽生菜试验,开展生物质炭、磷矿粉、碳酸钙和凹凸棒4种钝化剂与有机肥配施对Cu、Cd污染土壤有效态重金属及生菜累积重金属影响的研究。结果表明:(1)尽管钝化剂能降低土壤有效态重金属含量,但由于有机肥的活化作用,钝化剂与有机肥配施处理时土壤有效态重金属含量与对照相比仍有所提高;(2)与对照相比,不同配施处理均能降低生菜地上部Cu和Cd含量,单施有机肥处理生菜地上部Cu和Cd含量分别降低13%和27%,4种钝化剂与有机肥配施处理则分别降低4%～28%和2%～35%,碳酸钙与有机肥配施处理下降效果最佳;(3)相关性分析表明单施有机肥以及钝化剂与有机肥配施处理能抑制植物对Cu和Cd的吸收转运,使生菜地上部对Cu和Cd的累积降低。     

藿香蓟(Ageratum conyzoides)对土壤铅胁迫的生理响应

为了解日益增加的城市土壤铅(Pb)胁迫对城市园林地被植物的影响,采用盆栽实验研究土壤Pb胁迫对藿香蓟(Ageratum conyzoides)叶片生理特性的影响.结果显示,Pb胁迫处理降低了藿香蓟叶片的叶绿素总量及叶绿素a和b含量,质膜透性增大,丙二醛(MDA)含量上升.随着Pb浓度增加,同一时期内藿香蓟叶片SOD、POD和CAT酶活性均上升,但土壤Pb浓度超过750 mg kg-1或1 000 mg kg-1后保护酶活性开始逐渐下降.随着胁迫处理时间的延长,SOD活性在d 20、d 40和d 60时都高于胁迫处理d 7时的活性,POD活性是在d 20时急剧下降,CAT活性则在胁迫处理d 60时急剧下降.研究表明,藿香蓟能在一定程度上适应土壤Pb胁迫,但Pb胁迫浓度超过750 mg kg-1后将影响其生理代谢过程.图4参20     

不同碳氮比有机肥对沙泥田烤烟根际土壤碳氮转化及酶活性的影响

针对华南沙泥田烟区因土壤碳氮比失调而导致烟叶香气质稍差、香气量不足的问题,通过比较不同w(C)/w(N)比有机肥配施对烤烟各生育期根际土壤碳、氮转化及酶活性的影响,阐明不同碳氮比有机肥介导的土壤酶催化反应对根际土壤养分转化的调控机理。在田间条件下,研究了不同碳氮比的花生饼肥和猪粪配施有机肥对沙泥田烤烟根际土壤Nmin、微生物C、N转化及酶活性的影响。结果表明:w(C)/w(N)=15-36的有机肥能显著提高烤烟生育前期对氮素吸收和累积,降低生育后期氮素吸收和累积;w(C)/w(N)=25处理时烤烟根际土壤NH4+-N含量在整个生育期内呈降低趋势,而硝态氮呈增加趋势,且在团棵期、旺长期时显著高于现蕾期和成熟期,而土壤Nmin随生育期呈降低趋势,这与烟株吸氮规律较吻合。与对照相比,施用有机肥显著增加大田烟株根际土壤微生物碳、氮含量。w(C)/w(N)=25、36处理在烟株旺长期-成熟期时根际土壤微生物量氮显著高于w(C)/w(N)=15、52处理,表明w(C)/w(N)=25~36处理显著提高后期氮固持,减少后期氮供应,抵御氮的奢侈吸收。w(C)/w(N)=25、36时烟株根际土壤转化酶活性随生育进程降低,但团棵期和旺长期时高于其他处理;w(C)/w(N)=25、36处理烟株根际土壤脲酶活性在团棵时较高,根际氮素转化较为活跃,而后逐渐降低;各处理过氧化氢酶活性在团棵-现蕾期随生育进程增强;w(C)/w(N)=25、36处理现蕾期和成熟期时过氧化氢酶活性显著高于其他处理。从整个生育期来看,在同等施氮量下,w(C)/w(N)=25~36的有机肥处理的烤烟根际土壤脲酶活性呈现先上升后下降,之后趋于稳定的变化趋势,有利于烟株前期的旺盛生长和后期氮代谢及时向碳代谢转化。该研究表明增施有机肥可不同程度提高烤烟团棵期-成熟期时根际Nmin含量,有机肥在w(C)/w(N)=25~36时能增加烤烟生育前期对氮素的吸收与累积,而降低生育后期N的过量吸收,从而有助于烟叶后期的品质建成。     

膨润土对镉胁迫下水稻幼苗生理生化特性的影响

为了探讨膨润土钝化修复镉(Cd)污染土壤对水稻幼苗生理生化特性的响应,通过盆栽试验研究了膨润土对Cd胁迫下水稻幼苗地上部生物量,叶片叶绿素含量,SOD、POD活性以及MDA含量的影响.结果表明,膨润土在不同程度上提高了水稻幼苗叶片叶绿素含量,促进了水稻幼苗的生长和发育,地上部生物量随膨润土投加量的增加而增大.单一Cd污染土壤中,水稻幼苗叶片SOD活性变化不明显,而幼苗根系SOD活性随Cd浓度的增加而显著降低(P＜0.05),投加膨润土后整体上提高了根系SOD活性.单一Cd污染土壤中,水稻幼苗叶片和根系POD活性随Cd浓度的增加而均呈现先应激性升高然后降低的变化趋势,投加膨润土后叶片POD活性有所降低,而5 ～50 g·kg-1膨润土处理显著提高根系POD活性(P＜0.05),比未投加膨润土处理分别增加13.2％ ～22.4％、4.9％ ～9.5％、44.8％～80.6％和6.9％～49.6％.单一Cd污染土壤中,水稻幼苗叶片和根系MDA含量随着Cd浓度的升高而升高,与无Cd胁迫对照相比,分别增加139.0％和158.1％;投加膨润土处理水稻幼苗MDA含量显著降低,膜脂过氧化作用明显减弱.因此,膨润土能有效缓解Cd胁迫对水稻幼苗的毒害作用,可用于Cd污染土壤的钝化修复.     

水合欢对重金属Cd、Pb的耐受性及吸收富集特性

土壤重金属污染一直以来备受关注,作物能够吸收重金属从而对人体健康产生威胁,利用植物修复土壤重金属污染是当前环境科学和生态学领域的研究热点。本研究以一种水生豆科作物水合欢(Neptunia olerace)为研究对象,采用盆栽实验,研究水合欢对不同浓度Cd (0、50、100、180 mg·kg~(-1))、Pb (0、500、1 000、1 800 mg·kg~(-1))的耐受能力及吸收与富集情况。结果表明,(1)在Cd胁迫下,水合欢表现出一定的耐受性,生物量和植株长度与对照相比均显著降低(P0.05),可溶性蛋白、叶绿素以及根和茎中的MDA含量与对照均无显著差异,叶片中CAT活性显著提高(P0.05),但根中CAT、茎中SOD和叶片中POD活性及叶中MDA含量均先降低后升高;(2)在Pb胁迫下,水合欢表现出很强的耐受性,水合欢生物量、植株长度、可溶性蛋白、叶绿素和MDA含量与对照均无显著差异,但叶片中CAT活性显著提高(P0.05),根和茎中SOD、茎中CAT和叶片中POD活性均先降低后升高(P0.05);(3) Cd浓度为50、100、180 mg·kg~(-1)时,水合欢的富集系数分别为0.28、0.32和0.29,转运系数分别为0.05、0.06和0.08; Pb浓度为500、1 000、1 800 mg·kg~(-1)时,水合欢的富集系数分别为0.02、0.04和0.02,转运系数分别为0.04、0.08和0.05。水合欢对土壤中Cd、Pb的吸收均未达到超富集植物的标准,但本研究发现水合欢地下部重金属含量远高于地上部重金属含量,且水合欢为直根系植物,根系较浅,容易回收,基于此,可考虑将其与水稻等水生作物进行间套作,这种生产方式既可固氮,又可利用其根系来原位缓解土壤重金属污染对粮食等农产品生产所造成的安全风险。     

麝香酮和镉单一与复合污染对金鱼藻的生态毒理效应研究

为从生物化学角度探讨一种新型污染物———麝香酮与镉(Cd)单一和复合污染的生态毒理效应,以金鱼藻(Ceratophyllum demersum L.)为研究对象,分析了不同浓度麝香酮和Cd在水中单一与复合污染对金鱼藻叶片中抗氧化系统酶,包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT),脂质过氧化最终产物丙二醛(MDA),可溶性蛋白(SP)和叶绿素含量的影响.结果表明:在单一麝香酮和Cd暴露下,SOD活性第1天均显著降低,而第7天在低浓度污染物的胁迫下呈升高趋势;金鱼藻受麝香酮和Cd胁迫的第1天,POD酶活性分别呈升高和降低趋势;麝香酮浓度为0.05mg·L-1或Cd浓度为0.01mg·L-1时,金鱼藻叶片中的CAT活性变化表现为显著的毒物兴奋作用;用两种污染物单一或复合处理第7天,金鱼藻叶片中的MDA和叶绿素含量可以作为评价麝香酮或/和Cd污染水体环境的敏感指标;SP在这两种污染物胁迫下处于能量及脂蛋白的补偿和应激蛋白的合成两方面的得失平衡过程中,故其含量与处理浓度之间无显著相关关系;复合污染中低浓度的麝香酮和Cd复合对金鱼藻表现为拮抗作用,高浓度的复合表现为相加或协同作用.     

盐胁迫下硅对黄瓜叶片抗氧化酶活性和膜脂过氧化物的影响

采用无土盆栽试验方法,研究了轻度和重度盐(NaCl)胁迫下,硅对黄瓜Cucumis sativus L.叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶活性(CAT)活性及丙二醛(MDA)的含量的影响.施硅量设置5个水平,分别为0.0、0.1、0.2、0.3、0.4 g SiO2·kg-1基质;钠盐(NaCl)胁迫设置轻度(每kg基质2.0 g)和重度(每kg基质5.0 g)胁迫两个水平.结果表明:硅显著提高了黄瓜叶片抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性,与不施硅的盐分胁迫处理相比,SOD活性提高了3.65%～130.1%,POD活性提高了11.7%～85.9%,CAT活性提高了44.6%～117.1%;MDA含量显著降低了1.0%～25.8%.施硅量相同,重度盐分胁迫处理SOD、POD、CAT活性低于轻度盐分胁迫,MDA含量高于轻度胁迫处理.相同盐分胁迫下,施硅量愈大,SOD、POD、CAT活性愈高,MDA含量愈低;轻度盐分胁迫条件下,硅对SOD、POD、CAT活性的提升作用大于重度盐分胁迫.以上结果说明硅对黄瓜叶片抗氧化酶活性和膜质过氧化物的影响与施硅量和盐分胁迫程度密切相关.     

改良剂对重金属复合污染土壤中菜用大豆品质及生理特性的影响

通过盆栽试验,研究了在重度Cu、Zn、Pb、Cd复合污染土壤上,分别施用凹凸棒土(25 g·kg-1)、硅藻土(25g·kg-1)、泥炭(25 g·kg-1)和腐植酸(4 g·kg-1)4种改良剂对菜用大豆(Glycine max)(以下简称大豆)植株生长、籽粒食用品质及叶片生理特性的影响.结果表明:有机物料能有效提高大豆籽粒产量和粗蛋白含量,改善大豆籽粒的食用品质,但黏土矿物对大豆籽粒产量及品质的影响不明显;有机物料、黏土矿物能缓解重金属对植物的毒害,腐植酸、泥炭、凹凸棒土处理大豆叶片苗期SOD活性显著高于对照(P＜0.05),而硅藻土处理大豆苗期SOD活性与对照之间差异不显著(P＞0.05),但成熟期SOD活性却显著高于对照(P＜0.05).除腐植酸处理外,添加其他改良剂处理苗期、成熟期大豆叶片叶绿素含量与对照之间差异均未达显著水平(P＞0.05);腐植酸降低大豆籽粒中重金属含量的效果最好,该处理大豆籽粒中Zn、Cu、Cd、Pb含量分别比对照降低28.8%、21.6 %、35.0%和12.5%,硅藻土次之,而添加泥炭、凹凸棒土对大豆籽粒中重金属含量的影响与对照相比未达显著水平(P＞0.05).     

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)。     

4种有机物料对铅胁迫下小麦生长及产量特征的修复效应

农田土壤铅(Pb)污染对作物的生长及光合的动态变化、产量特征以及品质安全都有影响,向污染土壤中施用有机物料能够改变重金属生物可利用性以及土壤结构和养分组成,对缓解作物生长发育所受胁迫具有现实意义。采用盆栽试验方法研究了4种有机物料即秸秆、鸡粪、菌渣和生物炭对600 mg·kg~(-1) Pb胁迫下小麦(Triticum aestivum L.)生长及产量特征的影响,并分析了小麦籽粒中Pb质量分数及富集系数的变化,为不同有机物料在农田Pb污染修复中的应用提供理论基础。结果表明,越冬期Pb处理对小麦生长有促进作用,而后期则显著降低了花后15 d的F_v/F_0,以及成熟期小麦干物质积累量、穗长、穗粒数、穗粒重、产量,同时提高了籽粒中Pb的质量分数,达到0.826 5 mg·kg~(-1);在污染土壤中添加6 g·kg~(-1)鸡粪显著提高了成熟期小麦的干物质积累量、穗长和产量;添加150 g·kg~(-1)菌渣显著促进了花期和成熟期小麦根伸长和干物质积累,提高了成熟期穗长、穗粒重和产量,该处理下单盆作物产量最大,达到23.22 g·pot~(-1),其成熟期土壤和籽粒中Pb质量分数也最低,分别为466.06 mg·kg~(-1)和0.493 1 mg·kg~(-1);添加50 g·kg~(-1)生物炭后小麦花后15 d和30 d的净光合速率(Pn)分别提高了26.30%和15.41%,花期株高和成熟期干物质积累量、穗长、穗粒数、穗粒重、产量也显著提高,同时籽粒中Pb质量分数显著降低;添加3 g·kg~(-1)秸秆的处理对小麦生长的影响不显著。     

土壤镉、铅及其复合污染胁迫对丁香蓼(Ludwigia prostrata)生长和光合荧光特性的影响

通过室内盆栽土培试验,研究铅(Pb)、镉(Cd)单因素及其复合污染对田间杂草丁香蓼(Ludwigia prostrata Roxb.)生长及光合荧光等生理特性的影响.结果表明:(1)随着Cd、Pb单因素及其复合污染浓度升高,丁香蓼的茎长、根长和鲜重等指标均显著下降(P0.05).(2)叶绿素a、b含量或叶绿素a/b值随胁迫浓度的增加而显著降低.(3)单因素Pb污染对丁香蓼的PSII反应中心(光系统II反应中心)的影响不显著;在单因素Cd的最高浓度T50(80 mg/kg)污染胁迫下,丁香蓼的PSII最大量子产率(QY_(max))、稳态下的有效量子产率(F_v/F_m_Lss)和稳态下的非光化学猝灭(NPQ_Lss)值仅为对照组(CK)的37%、51%、14%;且与对照组相比,Cd胁迫下丁香蓼的F_o、F_m、F_v、F_v/F_o的降幅也均显著高于单因素Pb胁迫下或Pb、Cd复合污染胁迫下的降幅;综合分析表明单因素Cd对PSII反应中心的影响最强,双因素Pb、Cd复合污染影响次之,单因素Pb胁迫下的影响最小.(4)丁香蓼各部位的重金属含量随胁迫浓度增加而上升,且在Pb、Cd复合污染胁迫下,Cd能促进丁香蓼对Pb的吸收.综上表明,丁香蓼对Pb、Cd及其复合污染物均具有较强的耐受性及富集能力,可尝试用于Pb、Cd重金属污染土壤的生态修复.     

Cd胁迫下丛枝菌根对花生生长、光合生理及Cd吸收的影响

为了解丛枝菌根(AM)真菌对花生抗Cd胁迫的作用及其机理,采用温室盆栽试验,研究了Cd胁迫下接种AM真菌对花生生长、根系形态、Cd吸收及光合生理的影响.结果显示,AM真菌能与花生形成良好的共生关系,施Cd对菌根侵染率无影响;Cd胁迫下接种AM真菌能够显著改善花生生长状况,植株体内P含量与吸收量分别提高1.16—1.52、1.22—1.79倍,叶片叶绿素相对含量平均增幅11.79%,地上部分和根系生物量分别增加7.55%—8.19%、10.86%—14.05%,同时接种处理显著增大了花生根系的根长、根表面积、根体积,降低了植株地上部分Cd含量;对于同一施Cd水平而言,菌根花生叶片的最大光化学效率(Fv/Fm)和潜在光化学效率(Fv/Fo)均显著高于非菌根植株,接种AM真菌使花生叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均显著增大,而胞间CO_2浓度(Ci)显著低于不接种处理.研究表明AM真菌可通过改变花生根系的形态结构来吸附固持重金属Cd,从而减少Cd向花生植株地上部分的转移,降低Cd胁迫对花生植株造成的伤害;另一方面,通过提高花生对矿质元素P的吸收来增加植株体内叶绿素含量及改善叶片叶绿素荧光和光合作用,增强花生抗Cd毒害的能力,进而促进花生生长,提高植株生物量.     

羧基化多壁碳纳米管与铅镉对蚕豆幼苗叶片的氧化损伤

蚕豆幼苗悬浮培养于含有羧基化多壁碳纳米管MWCNTs-COOH(0、2.5、5.0和10.0 mg·L~(-1))、20.0μmol·L~(-1)Pb+5.0μmol·L~(-1)Cd(简称Pb+Cd),以及MWCNTs-COOH与Pb+Cd的复合溶液中,15 d后检测叶片生理生化指标的变化,以期为MWCNTs与Pb、Cd复合污染的植物毒性和生态风险性评价提供科学依据。结果表明,随着MWCNTs-COOH浓度的增加,与对照组比较,MWCNTs-COOH单一或与Pb+Cd的复合溶液均诱导了叶片O_2~(·-)和H_2O_2产物的明显积累,并伴随着超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)及愈创木酚过氧化物酶(POD)同工酶及其酶活性的升高。2.5 mg·L~(-1)MWCNTs-COOH单一或与Pb+Cd的复合显著诱导CAT酶活性,10.0 mg·L~(-1)MWCNTs-COOH与Pb+Cd的复合导致CAT酶活性降低至对照组以下,CAT酶可作为早期诊断MWCNTs-COOH或MWCNTs-COOH复合重金属环境污染的敏感的生物标志物。MWCNTsCOOH还诱导了蛋白羰基化、热休克蛋白70(HSP70)、非蛋白巯基(NPT)产物和内肽酶(EP)同工酶活性的增加,与Pb+Cd复合后HSP70产物趋于降低,而蛋白羰基化和NPT产物以及EP酶活性显著升高。叶片抗氧化酶和EP酶活性的升高、HSP70和NPT产物的增加缓解了上述氧化胁迫与损伤,是蚕豆幼苗重要的防御机制。综上,MWCNTs-COOH诱导了蚕豆叶片的氧化胁迫和应激响应,与Pb+Cd复合后则加剧了叶片的氧化损伤与蛋白降解。     

类芦根系抗氧化酶和植物螯合肽对Cd、Pb胁迫的应答

类芦(Neyraudiarey naudiana)是中国南方金属矿区最为常见的耐性植物,且能大量富集重金属,是修复重金属污染的潜能植物。为研究其对重金属胁迫的应答机制,采用营养液培养的方法研究了不同浓度(0、25、50、100μmol·L~(-1))Cd、Pb处理24 h后,类芦根系氧化损伤、抗氧化酶活性和非蛋白巯基化合物含量的变化。结果表明,在Cd、Pb胁迫下,类芦根系H_2O_2和O_2~(·-)含量显著增加,且伴随有MDA含量的升高,当Cd、Pb浓度为100μmol·L~(-1)时,MDA分别达到6.72和16.12nmol·g~(-1),发生膜脂质过氧化,造成植物氧化损伤。Pb胁迫下,SOD,POD活性随着处理浓度的增加呈现先上升后下降的趋势;Cd胁迫下SOD活性变化趋势与Pb胁迫的相似,而POD活性呈下降趋势。根系非蛋白巯基化合物含量检测显示,Cd、Pb处理下,GSH和PCs均呈先增加后下降的趋势。综合分析得出,类芦根系对不同重金属的不同浓度胁迫响应不一,其能通过调节抗氧化酶活性和植物螯合肽等的合成水平,降低重金属的毒性及其对植物的伤害,从而维持自身的稳态。     

黔西南三叠统渗育型水稻土重金属污染特征及生态风险评价

选择黔西南水稻种植区为研究区,共布设111个点,采集土壤样品并对其Cd、Hg、As、Pb和Cr这5种重金属含量及pH值进行分析。基于多元统计分析和污染风险评价等方法,揭示研究区水稻土重金属污染的主要来源及其潜在风险。结果表明:(1)水稻土重金属平均含量从大到小依次为w(Cr)(201.68 mg·kg~(-1))w(Pb)(38.25 mg·kg~(-1))w(As)(30.70 mg·kg~(-1))w(Cd)(0.68 mg·kg~(-1))w(Hg)(0.22 mg·kg~(-1))。与GB 15618—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》中规定的风险筛选值相比,Cd和As含量高于相应的限定值(0.60和25.00 mg·kg~(-1)),Hg、Pb和Cr含量均低于筛选值,说明研究区水稻土主要存在Cd和As污染风险。(2)水稻土重金属来源分析结果表明,土壤中Cd与Pb以及Hg与As呈显著正相关关系,具有相同的来源,主要与当地燃煤、汽车尾气和金矿冶炼等污染点源排放有关。(3)单因子污染指数分析结果显示,水稻土重金属污染程度从大到小依次为CdAsCrHgPb,研究区内39.64%点位的内梅罗综合污染指数超过1。(4)潜在生态风险指数(RI)分析发现,5种重金属的潜在生态风险指数为63.78,小于轻微的生态危害下限,表明研究区水稻土潜在生态危害较轻。     

磷对铝胁迫下荞麦根际土壤铝形态和酶活性的影响

采用土培法,以耐铝性明显差异的两个荞麦Fagopyrum esculentum基因型“江西养麦”(耐性)和“内蒙荞麦”(敏感)为材料,研究铝胁迫下磷对荞麦生长和根际土壤铝形态、土壤酶活性的影响.结果表明,0.4 g·kg~(-1)铝配施0.2 g·kg~(-1)磷的内蒙和江西荞麦根系生物量分别比不施磷组增加了67.9%和21.2%,磷能显著缓解铝对荞麦根系生长的抑制,提高根系生物量和根冠比.磷铝互作下根际土壤的交换态铝含量显著降低,毒性较小的吸附态羟基铝和络合态铝含量显著增加.根际土壤酶活性变化复杂,过氧化氢酶活性与磷质量分数呈正相关,w_p=0.2 g·kg~(-1)对铝胁迫下荞麦根际土壤转化酶活性最有利.说明施磷降低铝胁迫根际土壤的交换态铝含量,提高土壤过氧化氢酶活性,减缓铝毒对植株生长的抑制作用.     

镉胁迫对龙葵生长、质膜ATP酶活性及氮磷钾吸收的影响北大核心CSCD

采用模拟镉(Cd)污染土壤培养法研究不同浓度Cd(0、10、20、40、80、160 mg kg–1)处理对Cd超积累植物龙葵(Solanum nigrum)幼苗营养元素氮(N)、磷(P)、钾(K)吸收及质膜ATP酶活性的影响.结果表明,Cd处理浓度≤40 mg kg–1时显著促进龙葵幼苗的生长(叶性状、主根长、株高度和基径粗度)以及生物量的积累与分配;而当Cd处理浓度>40 mg kg–1时则出现明显的抑制作用.而当Cd处理浓度为10 mg kg–1时,则提高显著幼苗叶片叶绿素(Chl.a、Chl.b、Chl.[a+b])含量,达到最高值;且叶绿素含量随胁迫程度的增强而先升后降.随胁迫程度的增强,幼苗根、茎、叶和果实中的N、P和K含量先升后降(除茎P降低外);而植株组织中的Cd积累量逐渐增大且分布为叶>茎>根>果实.同时,丙二醛(MDA)含量与过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性随Cd浓度增大而增大,但超氧化物歧化酶(POD)活性先升后降.随胁迫程度的增强,幼苗地上(茎与叶)和地下(根)部H+-ATP以及地下部Ca2+-ATP酶活性不断降低,而地上部Ca2+-ATP酶活性先升高后降低.因此,龙葵在高浓度Cd胁迫(≥40 mg kg–1)下,可能通过加快根对Cd离子的吸收和转运,提高抗氧化酶(CAT和SOD)活性,降低POD与质膜ATP酶活性,调节对N、P和K的需求,从而起到对Cd胁迫的解毒作用.     

硅对镉、锌、铅复合污染土壤中黑麦草生理生化性质的影响

采用正交试验设计L9(34)对黑麦草(Lolium perenne L.)进行温室盆栽试验,观测Cd、Zn、Pb复合污染条件下,硅(Si)对黑麦草生物量、叶绿素含量以及保护酶系统的影响.结果表明,Cd使黑麦草根系发育受阻导致生物量下降,中等水平的Zn和Pb有利于黑麦草生物量的积累;Cd、Zn、Pb复合污染造成黑麦草叶绿体结构的破坏,使叶绿素含量减少;低水平的Cd、Zn、Pb复合污染对黑麦草CAT和POD活性起到激发作用,但随着添加水平提高,两种酶活性受到抑制.Si可以促进黑麦草根系生物量的增加,有利于根系对水分和养分的吸收,保证地上部分的养分供给,使叶片生物量增加;硅化细胞的形成有利于黑麦草叶片对光能的吸收利用,Si也使叶绿素含量增加;Si对CAT和POD有显著激活作用,从而减轻重金属复合污染对黑麦草产生的伤害.     

不同施肥措施对双季稻田土壤和大麦植株镉累积的影响

施肥措施是影响稻田土壤和作物重金属镉(Cd)累积的关键因素之一,探讨长期定位施肥后稻田土壤和作物Cd累积的变化特征,为双季稻区科学施肥和土壤环境保护提供科学理论依据。以双季稻田长期定位施肥试验为研究平台(31年),分析了5种施肥措施[化肥(MF)、秸秆还田+化肥(RF)、30%有机肥+70%化肥(LOM)、60%有机肥+40%化肥(HOM)和无肥(CK)]对土壤和大麦植株Cd累积的影响。结果表明,与CK处理相比,HOM和LOM处理均显著提高了大麦成熟期稻田耕层(0~20cm)土壤Cd全量和有效态含量,分别提高了36.67%、80.91%和141.86%、79.07%。大麦植株Cd积累量和富集系数均以根系为最高,其次是叶和茎,籽粒为最低。LOM处理提高了大麦植株根系、叶和籽粒Cd含量,分别比CK处理增加0.270、0.235和0.039 mg·kg~(-1);RF处理提高了植株茎Cd含量,比CK处理增加0.076 mg·kg~(-1)。各施肥处理稻田土壤重金属Cd单项污染指数变幅在1.100~1.990之间,其PCd均大于1,表现为HOMLOMCKMFRF,其中LOM和HOM处理PCd均显著高于其他处理(P0.05);MF、RF和CK处理间PCd均无显著性差异。以上结果表明,长期施用化肥和秸秆还田条件下,稻田土壤未见明显的Cd积累,但有机肥施用条件下稻田土壤呈现显著Cd积累。     

生物炭与磷肥配施对棕壤中Cd形态及其有效性的影响

通过实验室模拟Cd污染棕壤,探讨单施不同量(20和40 g·kg~(-1))花生秸秆生物炭(PB)和棉花秸秆生物炭(CB)、20 g·kg~(-1)磷肥(P)以及两者配施对污染土壤p H值及5种形态Cd含量变化的影响,分析生物炭、磷肥及其联合作用对棕壤Cd生物有效性的影响机制。结果表明,单施磷肥可显著降低土壤p H值(较CK降低14.64%),单施生物炭以及两者配施均可提高土壤p H值(较CK增加0.99%~24.67%),以单施40 g·kg~(-1)花生生物炭处理土壤p H值增幅最显著。单施磷肥显著降低土壤可交换态、碳酸盐合态和铁锰氧化物结合态Cd含量,增加有机结合态和残渣态Cd含量;单施生物炭和配施处理均可使土壤可交换态Cd含量显著减少,碳酸盐结合态Cd含量显著增加(49.76%)。在相同施炭量(20 g·kg~(-1))下,配施处理土壤有效态Cd含量的降幅高于单施处理,且花生秸秆生物炭与磷肥配施处理效果优于棉花生物炭与磷肥配施,Cd活性系数分别为0.150和0.236,即20 g·kg~(-1)花生秸秆生物炭+20 g·kg~(-1)磷肥(P+PB_2)混合处理最有利于降低土壤Cd生物有效性。