3种抗生素对黑麦草种子萌发的生态毒性效应

为探明四环素、环丙沙星和磺胺嘧啶3种抗生素对黑麦草种子萌发的影响,为评价抗生素污染的生态影响提供科学依据,采用保湿培养法研究了它们对黑麦草种子萌发的影响,比较分析了抗生素的生态毒性差异和相对敏感的指标。结果表明,在种子萌发期,一定浓度范围的抗生素胁迫会引发植物种子抵抗逆境的应激反应,因此,3种抗生素在1 mg·L~(-1)处理水平下均能促进种子发芽。超过该浓度,四环素对黑麦草种子发芽仍有一定的促进作用,而环丙沙星和磺胺嘧啶则表现为抑制作用。四环素对种子发芽率的最大无作用浓度(NOEC)为5 mg·L~(-1),而环丙沙星和磺胺嘧啶对种子发芽率的NOEC为1 mg·L~(-1)。实验结束时,3种抗生素在1 mg·L~(-1)处理水平下的种子发芽率最高。3种抗生素浓度超过0.1 mg·L~(-1)时,种子根长和芽长即受到抑制,因此,它们对种子根长和芽长的NOEC均为0～0.1 mg·L~(-1)。其中,磺胺嘧啶的抑制作用最为显著。根长受到抑制的程度强于芽长。黑麦草种子萌发受3种抗生素影响程度依次为磺胺嘧啶环丙沙星四环素。     

外源褪黑素对As3+胁迫下水稻种子萌发的影响

研究添加外源褪黑素对As³⁺胁迫下水稻种子萌发及生理指标的影响。结果表明添加外源褪黑素能促进As³⁺下水稻种子的萌发,提高水稻的发芽势和发芽率,促进水稻幼苗的生长。当As³⁺浓度为100 μmol L^-1时,添加100 μmol L^-1褪黑素使水稻种子发芽率和总根长比对照分别提高57.1%和50.0%。添加褪黑素能显著提高As³⁺胁迫下水稻幼苗中抗氧化酶系统过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性和超氧化物歧化酶(SOD)的活性,并降低水稻幼芽中丙二醛(MDA)的含量。当As³⁺浓度为100 μmol L^-1时,添加50 μmol L^-1和100 μmol L^-1褪黑素导致水稻幼芽中POD活性比对照处理分别提高57.5%和114.8%,CAT活性提高29.4%和53.8%,SOD活性提高31.5%和56.0%,丙二醛含量比对照处理降低16.5%和31.9%。添加褪黑素也能显著提高As³⁺胁迫下水稻的根系活力,当As³⁺浓度为100 μmol L^-1时,50、100 μmol L^-1褪黑素处理后根系活力比对照分别提高42.4%和124.1%。说明添加外源褪黑素可缓解As³⁺胁迫对水稻的脂质过氧化损害,有效降低As对水稻内膜的破坏,显著缓解As污染对水稻的毒害作用。     

铜对夏腊梅种子萌发及抗氧化酶活性的影响

采用室内水培试验,研究不同浓度的外源铜处理对夏腊梅(Sinocalycanthus chinensis)种子萌发、根伸长抑制率、呼吸强度、丙二醛及抗氧化酶系统的影响.结果表明,(1)铜浓度与夏腊梅根伸长抑制率呈显著正相关(P＜0.01),但与萌发率相关性不显著.(2)铜处理对夏腊梅种子的过氧化物酶(POD EC1.11.1.7)具有激活效应,且随着铜浓度的增加激活效应逐渐增强.丙二醛(MDA)含量随铜浓度的增大先略降而后逐渐升高.对超氧化物歧化酶(SOD EC 1.15.1.1)和过氧化氢酶(CAT EC 1.11.1.6)存在胁迫初期低浓度下的激活效应,随着铜浓度的增加及胁迫时间的延长,表现为抑制效应,且随着铜浓度的增加抑制效应逐渐增强.     

部分菊科入侵种种子(瘦果)的萌发能力和幼苗建群特性

对入侵种种子生物学各方面的了解有助于更好地预测入侵趋势和评估可持续管理的策略.研究通过对部分菊科入侵种种子(瘦果)进行的室内萌发实验和土壤埋藏实验,通过与相关研究的对比和分析,对这些入侵种的萌发能力和幼苗建群特性进行了研究.10个入侵种种子室内萌发实验的结果表明,在25℃、12h光照的情况下,除钻形紫菀和一年蓬以外,被研究的其它8个种的终萌发率超过了50%,而且都显示出早期快速萌发的特点.用SPSS的曲线拟合工具对10个种的累积萌发趋势进行了曲线回归分析,对应的最佳模型均为三次曲线方程.不同土壤埋藏深度下幼苗出苗实验的结果表明,菊科8个入侵种的种子在表土的出苗率均最高,随着覆土厚度的增加,种子的出苗率逐渐降低,当覆土厚度超过3 cm以上时,所有种子均不能出苗.种子在不同的埋藏深度的出苗情况与种子的大小有关,较大种子破土能力相对较强;种子在不同的埋藏深度的出苗情况与种子本身的萌发能力也相关.土壤埋藏期限的实验结果表明,随埋藏时期的增加,小蓬草、苏门白酒草和一年蓬3个人侵种种子的活力逐步降低,在土壤中埋藏12个月后,其活力分别为21.34%、18.15%和27.38%.这些入侵种较广的种子萌发温度适应范围和高萌发率为防除工作带来了困难.在生产上,可通过不同时期的翻耕、将种子深埋等措施减少这些入侵种的危害.     

菌渣中青霉素对蔬菜种子萌发的生态毒性效应

为推动青霉素菌渣环境安全利用技术规范的建立,以油麦菜、油菜、白菜和生菜4种蔬菜为研究对象,以种子发芽率、幼苗鲜质量、芽长和根长为毒性敏感指标,研究了不同处理组〔ρ（PG）分别为10、100、200、400、800、1 200、1 600、2 000、2 400、3 200和4 000 mg/L〕和对照组的青霉素（Penicillin,简称“PG”）对4种蔬菜种子萌发的生态毒性响应关系.结果表明:①与对照组相比,各处理组4种蔬菜种子发芽率之间均无显著性差异（P>0.05）;当ρ（PG）≥1 200 mg/L时,油菜种子的芽长增长率在60%左右,且与对照组相比具有显著差异（P < 0.05）;在ρ（PG）为200 mg/L时,生菜鲜质量达到最大值（0.29 g）,较对照组增加了10.37%,白菜鲜质量在ρ（PG）为400 mg/L时达到最大值,较对照组增加了5.76%,而在试验浓度范围内,各处理组4种蔬菜种子的根长均随着ρ（PG）的增大表现出逐渐增强的抑制作用.②PG对4种蔬菜的根长抑制率剂量-效应关系均符合Allometric模型,即y=axb〔其中,x为ρ（PG）,y为根长抑制率,a和b均为常数〕.③油麦菜、油菜、白菜和生菜4种蔬菜对PG的根长半抑制浓度（IC₅₀）分别为1 675.11、995.67、3 736.40和2 510.24 mg/L,4种蔬菜根长抑制率对PG的敏感程度表现为油菜>油麦菜>生菜>白菜（P < 0.05）.研究显示,与油麦菜、白菜和生菜相比,油菜更适合作为PG的生态毒性指示植物.      

酸雨胁迫对水稻和高粱种子萌发的影响

酸雨对作物种子萌发的生态效应是影响农业生产的重要问题,为揭示酸雨影响种子的萌发机理,本文以水稻(Oryzasatival)"宁梗1号"和高粱(Sorghum vulare)"黄土高粱"为试验种子,采用不同酸性强度的模拟酸雨处理两类种子.定时测定酸雨胁迫强度对种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、异状发芽率、呼吸速率和呼吸商的影响.结果表明,当酸雨胁迫强度pH=2.0～2.5时,因胁迫强度过高.水稻和高粱种子皆不萌发;当酸雨胁迫强度pH≥3.0时,两类抗性种子5项萌发指标的变化幅度均为高粱大于水稻;高粱的酸雨伤害阈值为pH=3.5～4.0,水稻为pH=3.0～3.5;当胁迫强度pH≥2.5时,两类抗性种子呼吸速率和呼吸商2项生理指标的变化幅度为高粱大于水稻、水稻和高粱种子的生理反应阈值为pH≥2.0,萌发反应阈值为pH≥3.0,说明水稻对酸雨的抗性强于高粱;2类抗性种子对酸雨胁迫强度的耐受性差异是其抗性分异的根本原因.     

3个品种水稻种子萌发对酸雨胁迫的响应

为了探索不同水稻种植区水稻品种对酸雨胁迫的响应规律,采用室内实验方法研究pH值为2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、5.0的模拟酸雨对隆安优8、天协1、协优57水稻品种种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和异状发芽率5个指标的影响.结果表明:酸雨持续胁迫7d后,上述3个品种的发芽势(率)、发芽(活力)指数随胁迫强度增加(pH值为5.0～3.0)呈先增后减的变化,pH值为2.5时种子仅有异状发芽,pH值为2.0时均不发芽;3者的发芽势(率)、发芽(活力)指数等均与胁迫时间(1～7d)呈显著负相关(异状发芽率呈正相关).综合分析认为,酸雨对3个水稻品种的伤害阈限为pH值2.5～3.5;一定胁强(pH值为2.5)下,3类种子上述5项萌发指标与CK呈显著差异的胁时不同:隆安优8、协优57(4d,2d,2d,2d,4d)大于或等天协1(3d,2d,2d,2d,3d),表明3者对酸雨的抗性存在一定差异,即隆安优8、协优57大于天协1.     

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.     

生物炭早期植物毒性评估培养方法研究

为更加科学地评估生物炭潜在植物毒性,采用生物炭(B)、生物炭+土壤(B+S)、生物炭水浸提液+土壤(AE+S)、生物炭+石英砂(B+Q)、生物炭水浸提液+石英砂(AE+Q)5种不同的培养方法进行早期植物毒性效应实验。比较分析不同培养方法中西红柿种子发芽率、根长、芽长对生物炭的响应。结果表明:在5种培养方法中,随生物炭剂量增加,西红柿种子发芽率、根长、芽长呈现先增后降的变化趋势。虽在低剂量生物炭处理下(10.0 g·kg~(-1)),种子萌发表现出促进作用。但随剂量增加,除B+S和AE+S外,均表现出一定的抑制作用,且当剂量为160.0 g·kg~(-1)时,抑制作用达到最大。对比有土和无土培养方法中种子萌发情况发现,在高剂量下,无土培养方法中种子发芽率,根、芽生长所受抑制作用显著高于有土培养方法。无土方法中,尤其AE+Q方法中,高剂量生物炭对种子发芽率、根长、芽长表现出最大的抑制作用,其中发芽率抑制率为91.1%,根长抑制率为77.7%,芽长抑制率为93.7%。综合比较分析,生物炭水浸提液+石英砂(AE+Q)的培养方法干扰因子少,可提高毒性响应灵敏度。因此,在生物炭早期植物毒性效应评估中,该法可作为推荐的培养方法。     

梭梭、白梭梭萌发过程的初探

针对准噶尔盆地南部沙漠边缘沙丘活化这一现象,结合目前新疆梭梭、白梭梭研究现状,结合历年的气象资料,模拟自然条件,对梭梭、白梭梭自然恢复的初始过程——种子萌发的温度和水分条件进行研究。结果表明,新疆梭梭、白梭梭种子在2℃时就可以萌发,而且发芽率达80%以上,当积雪厚度达到22 cm时,梭梭、白梭梭种子发芽率达到80%以上,变温提高发芽速率,当积雪厚度达到22 cm就可满足梭梭、白梭梭种子萌发的水分条件。此结果可为沙漠地区植被自然恢复提供理论依据。