白洋淀底泥在芦苇生境下的变化规律初探

底泥是湖泊水库的重要组成部分,能够反映湖泊水库演化的历史过程.水体底泥污染已经成为世界范围内的一个环境问题.文章采用人工湿地控制(生态滤池)试验与野外布点调查取样相结合的方法,以芦苇(Phragmites australis Dar.Baiyangdiansis)为供试植物,系统地研究了白洋淀地区底泥现状和污染程度及在芦苇生境下其化学性质等所发生的一系列转化和演变情况,并针对芦苇对底泥的净化及受污染底泥异地的无害化处理进行了研究.结果表明:随着底泥用量的增加,芦苇的长势、生物量、株高等也增加.底泥用量大(3#池)则底泥中污染物含量动态变化明显.在一年的时间里,各滤池底泥中营养元素的含量总体趋势是降低的,其中以碱解氮降低幅度最大;有效态Cu的含量有所上升,有效态Zn、Cd、Pb含量变化幅度小,只是略微有所下降.因为芦苇生长带走了一部分有效态元素物质,底泥内各种元素总量有所降低,其有效态重金属含量变化不明显,只是略有下降,说明芦苇根系会影响底泥中重金属的存在形态.     

根系分泌作用及其诱导机制

根系分泌作用及其实现植物对胁迫环境的适应,是近年来根际学领域的一个研究热点.文章评述了环境胁迫对植物根分泌物组成、含量的影响以及植物根系分泌的四种诱导假设;并对环境胁迫条件下的信号传递及根系分泌作用的生理及分子生物学基础进行了讨论.在此基础上,认为特定根分泌物的分泌是植物在进化过程中适应环境胁迫的实质.     

自作孽,不可活

据报载,环保部公布的上世纪90年代末的数据就表明:中国是全球土壤污染最严重的国家之一。中国受污染的耕地合计1.5亿亩,占中国耕地总量十分之一以上。工厂排放的废水通过浇灌污染农田,重金属(镉、汞、砷之类)在土壤中富集并通过植物根系进入作物的根、茎、叶和果实,最终又通过粮食和蔬菜进入人体。重金属在人体中经过几十年富集后,威胁健康。     

两种咪唑氯盐类离子液体对水稻幼苗根部的毒性效应

按照毒性试验标准方法研究了1-癸基-3-甲基咪唑氯盐([DMIM]Cl)、1-十二烷基-3-甲基咪唑氯盐([C12MIM]Cl)对水稻幼苗生长的影响,测定了水稻根的半数抑制浓度(IC50-5d)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性、水稻根部丙二醛(MDA)含量及对水稻根系的生理影响.结果表明:两种离子液体(ILs)对水稻幼苗根部生长均具有抑制作用,随着浓度的增大抑制率增加,[DMIM]Cl和[C12MIM]Cl的根长IC50-5d分别为0.10 mg·L-1和0.054 mg·L-1,水稻幼苗根部对两种ILs均有氧化应激反应,在[DMIM]Cl和[C12MIM]Cl处理下,3种抗氧化酶活性均受到严重抑制,丙二醛(MDA)含量升高,加剧了水稻幼苗根部细胞膜脂质过氧化作用.[DMIM]Cl和[C12MIM]Cl处理导致根系活力降低,根系质膜透性增大.     

不同收割时间下人工湿地芦苇根系分泌物的组成和特征

为探讨亚热带地区枯萎期湿地有机物和氮去除效果与芦苇根系分泌物对收割时间的响应,运用水平潜流湿地开展了2年(第1年为2017年7月—2018年3月,第2年为2018年8月—2019年4月)不同收割时间(W1为不收割、W2为枯萎前收割、W3为枯萎中期收割、W4为枯萎末期收割)试验,监测了不同处理下芦苇根系分泌物的组成特征及湿地中有机物和氮浓度的变化. 结果表明:①2年试验均表现为枯萎前收割处理湿地TOC去除率降低,枯萎末期收割处理湿地TOC去除率增加的特征. ②芦苇根系分泌物中烷烃类数量占比最高,2年试验收割处理后根系分泌物数量均呈降低趋势. ③进水ρ(TN)较高的年份,根系分泌物中烷烃类相对含量最高,收割处理后烷烃类相对含量增加;进水ρ(TN)较低的年份,酸类相对含量最高,枯萎前和中期收割后酸类相对含量增加,枯萎末期收割后酸类相对含量降低. ④进水ρ(TN)较高的年份,湿地TOC和TN去除率的变化整体上由烷烃类含量主导,二者与烷烃类含量均呈正相关;进水ρ(TN)较低的年份,湿地TOC和TN去除率的变化整体上由酸类含量主导,二者与酸类含量均呈负相关. 研究显示,枯萎期芦苇湿地污染物去除效果与根系分泌物的组成和特征存在一定的相关性,在枯萎末期收割能增加芦苇湿地的有机物去除效果.      

月季根系分泌物促进根际土壤有机氯农药降解研究

文章以园林植物月季根系分泌物为研究对象,通过采用3 a模拟修复实验来验证根际土壤中的群落结构、微生物氮含量以及微生物碳含量变化情况,同时对其中的有机氯农药(OCPs)各残留组分的降解特征与根系分泌物之间的相关关系进行研究,进而研究根系分泌物对根际微生物在结构、功能、组成以及数量等不同的群落特征的相关影响。结果表明,供试OCPs含量范围内,OCPs污染物去除受到根系分泌物介导下的土壤-微生物系统的影响,去除率更高。根际土壤(TR2)中OCPs去除率与是否添加根系分泌物紧密相关,如果添加20 d后,去除率可以达到95%,这是在无添加条件下的灭菌处理组与OCPs污染组(TR1)无法达到的。在剂量、污染水平相同的实验情况中,根系分泌物对3组实验对象的影响不同,对艾氏剂、HCHs、HCB、γ-氯丹、毒杀芬等这一类组分的强化去除率最高,其次是对OCPs的强化率（p<0.05）,强化去除率最低的是硫丹Ⅰ、DDTs、狄氏剂、环氧七氯以及灭蚁灵等这几类组分。在污染水平同等的实验情况中,微生物氮和磷、土壤微生物碳、土壤酶活性（蔗糖酶活性、脲酶活性和酸性磷酸酶活性）在TR2组中的含量也显著高于无根系分泌物的TR1组,这显示根际微生物的生长活性受到根系分泌物的激活,而土壤酶活性的增加也与根系分泌物相关。细菌的磷脂脂肪酸含量比其他含量都多,真菌的磷脂脂肪酸含量要少一点,其变化趋势与土壤中OCPs的降解特征基本吻合。结果表明根系分泌物会在OCPs降解过程对根际土壤中菌群的种群数量及群落结构产生一定的影响,主要是在某种程度上会对细菌、真菌的群落数量和结构等起到一定的改变作用,并在OCPs的降解过程中发挥着促进作用。     

小麦根系吸收萘、菲、芘的动力学特征

研究植物根系吸收多环芳烃的动力学特征对控制其进入食物链、保障农产品安全有重要意义.因此,本文采用水培方法,研究了小麦根系对萘、菲、芘吸收的动力学机制.结果表明,小麦根系对水培环境中的萘、菲和芘均有明显的吸收和累积作用,且吸收量均随时间延长而增加,整个吸收过程可分为快速吸收和慢速吸收两个阶段.小麦根系对萘、菲和芘的吸收速率快慢表现为芘＞菲＞萘,且萘、菲、芘吸收的动力学曲线可用米氏方程表征,相应的Km值分别为759.30、12.89和3.59μmol·L-1,即小麦对萘、菲、芘的亲和力大小为芘＞菲＞萘,结果与其Kow值大小顺序一致.小麦根系吸收萘、菲、芘均会导致营养液pH值升高,吸收单个萘、菲、芘分子产生的pH升高幅度表现为芘＞菲＞萘.上述结果显示,萘、芘的根系吸收特征与菲相似.     

广西北部湾沿海经济区水稻及根系土硒含量特征

应用原子荧光光度法对广西北部湾沿海经济区水稻和根系土中的硒含量进行了测试。研究了水稻中硒含量与根系土中硒含量以及土壤性质之间关系。结果表明:研究区水稻中硒含量在0.021～0.335mg/kg之间,平均值为0.074mg/kg,标准差0.045,样品数为70件;根系土中硒含量变化范围为0.167～1.328mg/kg,平均值为0.620mg/kg,标准差0.230,样品数为70件。高于世界土壤表层平均值和全国表层土壤平均值,相关分析结果表明,根系土中S、有机质、P、C、N不利于水稻对硒的吸收,高CaO含量和pH有利于硒的吸收。土壤全硒量不是控制水稻硒水平的最主要因素。     

水氮管理对设施番茄根系生长的影响

为研究高盐分累积设施土壤（电导率为1 106 μS/cm）中水氮管理对设施番茄根系生长的影响,采用二因素随机区组设计,利用盆栽试验研究了设施土壤中不同水分和氮肥处理对番茄生长和养分吸收的影响.结果表明:与适宜灌溉[浇水量为2.1 L/（盆·次）]相比,水分胁迫处理[浇水量为1.5 L/（盆·次）]显著抑制番茄根系、株高和生物量的增加,番茄总根长、根总表面积、根尖数分别平均减少16.6%、24.4%、14.3%,养分吸收量平均减少21.7%;高量灌溉[浇水量为2.7 L/（盆·次）]可增加番茄果期生物量,增幅达35.5%,但氮素吸收量有所降低.与传统施肥相比,减氮施肥可显著促进番茄植株、根系的生长,从而增加养分吸收量;番茄总根长、根总表面积、根尖数分别增加2.9%~55.3%、10.8%~55.5%、4.9%~62.7%,株高平均增加12.7%,养分吸收量平均增加38.5%,氮肥利用率从9.1%增至30.8%.研究显示,在高盐分累积的设施土壤中,氮肥减施可促进作物根系生长,同时提高氮肥利用率.      

磷胁迫对高原湿地植物伞莎草根系分泌物的影响

文章探讨了湿地典型挺水植物根系分泌物在磷胁迫下的适应机制,以期为高原湿地污染修复的根际调控措施提供科学依据。以伞莎草为供试材料,实验设置了6个磷浓度,分别为0、0.2、1、5、10、20 mg/L,在室内采用Hoagland营养液培养伞莎草幼苗,再用CH_2Cl_2浸提、减压、浓缩,进行GC-MS检测及分析,研究在不同磷浓度胁迫下对伞莎草根系分泌物的影响。结果表明,伞莎草根系分泌物主要包括烷烃、酮、硫、胺、醛、酯、酸等化合物,其中邻苯二甲酸、邻苯二甲酸二丁酯、二十碳烷、二苯砜的相对含量较高,分别达到60.53%、13.43%、6.18%、9.03%,其他化合物含量相对较低。伞莎草在随磷浓度依次增大的情况下,根系分泌物中都含有邻苯二甲酸、苯二羧酸和环己硅氧烷3种物质,且3种物质的相对含量都随着磷胁迫浓度的增加呈现先增加后下降的规律。3种物质的相对含量最高时的磷浓度均为5 mg/L,相对含量最低的磷浓度均为10 mg/L。该研究得出在磷胁迫下伞莎草能够调节根系分泌物的种类及相对含量并主要通过改变有机酸的释放来适应环境。