Hg2+胁迫下玉米生理生态变化的研究

通过砂培实验,研究汞胁迫下玉米的生理生态指标包括叶绿素含量、根系活力、游离脯氨酸含量的变化.结果表明,汞对玉米的胁迫是浓度和时间双重因子的作用在低汞浓度、短时间内,叶绿素含量、根系活力及游离脯氨酸含量均有上升的趋势;在高汞浓度、长时间内,各生理指标均严重下降.各生理指标对汞的敏感度略有差异游离脯氨酸含量>根系活力>叶绿素含量;其中脯氨酸含量可以作为汞污染的一个监测指标.     

空气CO2体积分数升高对稻麦根系活力及其VA菌根侵染率的影响

利用无锡市安镇的FACE研究平台，在施常规氮量和低氮量的条件下，研究CO2体积分数升高对稻麦轮作系统水稻和小麦根系活力及其VA菌根侵染率的影响。结果表明，在常氮和低氮条件下，FACE处理对小麦和水稻根系活力都有促进作用，并使小麦VA菌根侵染率在拔节期和孕穗期有增加趋势，小麦根系活力和VA菌根侵染率有正相关关系。施N量不足对作物根系生长和活力有一定影响，可以被CO2体积分数升高的影响所补偿。     

Phytotoxicity assessment of phenanthrene, pyrene and their mixtures by a soil-based seedling emergence test

Seedling emergence tests were conducted in a meadow brown soil using five plant species ( i. e., Chinese cabbage, green onion, tomato, turnip and wheat) to determine the phytotoxicity of phenanthrene, pyrene and their mixtures. The soil was amended with up to 1000mg/kg soil of phenanthrene or 600 mg/kg soil of pyrene. Seedling emergence and root growth were measured. The results indicated that root elongation was more sensitive than seedling emergence. Root length decreased with increasing phenanthrene or pyrene concentrations(p≤0.05). Phenanthrene was more phytotoxic than pyrene. The lowest observable adverse effect concentration(LOAEC) was 10mg/kg for phenanthrene when tested with green onion, and 50mg/kg for pyrene when tested with wheat. Among the five species, wheat was found to be the most sensitive. When amended jointly at or below their respective LOAEC, phenanthrene and pyrene produced a synergistic toxic effect.     

两种基因型菜心根系形态和生理特性差异对其吸收累积DEHP影响的初步研究

在前期筛选出油青60天菜心和特青60天菜心分别为PAEs高/低吸收累积基因型菜心的基础上,进行邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)不同污染水平的溶液培养试验,对比研究两种基因型菜心的根系形态和生理特性的差异,初步探讨其与菜心吸收累积DEHP的关系.结果表明,随着培养液中DEHP浓度的增加,在根系形态方面,两种基因型菜心根系生物量、总根长和根表面积均下降,油青60天菜心根直径变粗,而特青60天菜心根直径变细;在根系生理特性方面,油青60天菜心除了根系活力下降外,总吸收面积、活跃吸收面积、比表面积和根系脂肪含量均增加,而特青60天菜心除了根系活跃吸收面积增加外,其余指标均下降.因此,两种基因型菜心的根系形态和生理特性对DEHP胁迫响应存在差异.除根直径外,油青60天菜心根系形态和生理指标总体上均高于特青60天菜心,更有利于其根系对DEHP的捕获和吸收.     

Influence of Indian mustard （Brassicajuncea） on rhizosphere soil solution chemistry in long-term contaminated soils： A rhizobox study

This study investigated the influence of Indian mustard (Brassica juncea) root exudation on soil solution properties (pH, dissolved organic carbon (DOC), metal solubility) in the rhizosphere using a rhizobox. Measurement was conducted following the cultivation of Indian mustard in the rhizobox filled four di erent types of heavy metal contaminated soils (two alkaline soils and two acidic soils). The growth of Indian mustard resulted in a significant increase (by 0.6 pH units) in rhizosphere soil solution pH of acidic soils and only a slight increase (< 0.1 pH units) in alkaline soils. Furthermore, the DOC concentration increased by 17–156 mg/L in the rhizosphere regardless of soil type and the extent of contamination, demonstrating the exudation of DOC from root. Ion chromatographic determination showed a marked increase in the total dissolved organic acids (OAs) in rhizosphere. While root exudates were observed in all soils, the amount of DOC and OAs in soil solution varied considerably amongst di erent soils, resulting in significant changes to soil solution metals in the rhizosphere. For example, the soil solution Cd, Cu, Pb, and Zn concentrations increased in the rhizosphere of alkaline soils compared to bulk soil following plant cultivation. In contrast, the soluble concentrations of Cd, Pb, and Zn in acidic soils decreased in rhizosphere soil when compared to bulk soils. Besides the influence of pH and DOC on metal solubility, the increase of heavy metal concentration having high stability constant such as Cu and Pb resulted in a release of Cd and Zn from solid phase to liquid phase.     

根系分泌物调控对人工湿地去除雌激素的影响

通过在所构建的3组垂直流人工湿地(CW1、CW2、CW3)中添加不同ρ(DOC)(0、14、28 mg/L,DOC为溶解性有机碳)的美人蕉根系浸出液来模拟根系分泌物浓度变化,考察其对2种SEs(steroidal estrogens,类固醇雌激素)去除效果的影响. 结果表明:①虽然根系浸出液和根系分泌物中的ρ(DOC)存在差异,但二者成分比例类似,均含有多种小分子化合物(如氨基酸、多糖、有机酸、脂肪酸、醇、烷等),并且甘油含量均为最高. ②各组湿地对SEs的去除率表现为CW2>CW3≈CW1,CW2对E1(Estrone,雌酮)、EE2(17α-Ethinylestradiol,17α-乙炔基雌二醇)的去除率最高可分别达到86.9%、72.7%. ③各组湿地全细菌和AOB(ammonia oxidizing bacteria, 氨氧化细菌)平均密度大小表现为CW3>CW2>CW1,NOB(nitrite oxidation bacteria, 亚硝酸氧化细菌)平均密度大小表现为CW2>CW3>CW1,DNB(denitrifying bacteria, 反硝化细菌)平均密度大小表现为CW3>CW1≈CW2,各组湿地基质上生物膜的脱氢酶活性表现为CW2>CW1>CW3.研究显示,适量添加根系浸出液有利于SEs的去除,但根系浸出液中ρ(DOC)过高,可能会对植物根系和特定根系微生物(如NOB)的生长造成毒害作用,并抑制微生物活性,从而影响SEs的去除效果.      

中幼龄粗枝云杉(Picea asperata)根系的觅食能力

于四川省理县米亚罗林区选择幼龄期及中龄期两种生长阶段粗枝云杉个体为研究对象,采用挖掘法搜集全部根系,基于根系生物量及形态指标,从觅食器官总量角度定量衡量研究对象根系的觅食能力,并结合根序分级理论,基于前五级根序生理指标对其细根内部组分觅食效率进行评价,揭示其异质性规律.结果显示,9年、12年和29年生云杉侧根总生物量分别为154.50、2 195.27、7 380.60 g,总表面积分别为3 295.38、39 564.93、179 023.54 cm2,其中细根生物量依次为27.74、188.79、1 022.89 g,总表面积分别为2 353.97、19 395.49、98 551.54 cm2.根系比根长、总氮含量同根系觅食能力存在正相关关系.随着根序的增加,云杉前五级根系比根长、总氮含量呈显著下降趋势(P=0.000),因此,一级根至五级根根系觅食能力逐渐下降,细根内部组分觅食能力存在显著异质性.其中,一级根比根长和总氮含量远远大于其他根序,是云杉细根内部觅食能力最高的部分.云杉前五级根序非结构性碳水化合物(NSC)及其组分含量较低,随根序增加无显著变化规律,各根序自身NSC储量无法成为其觅食行为的主要能量供应源.上述研究结果为植物行为学研究,乃至森林地下生态学过程研究提供了基础数据,同时进一步丰富了对树木根系结构与功能的认识.     

UV-B辐射对大豆和黄瓜幼苗某些生理特性的影响

在植物生长室中,ＵＶ－ Ｂ辐射明显降低黄瓜幼苗的根系活力,抑制程度随辐射时间的延长而增强．黄瓜和大豆幼苗的叶绿素和可溶性蛋白含量减少与ＵＶＢ辐射时间长短呈正相关,但是类胡萝卜素减少幅度不大．ＵＶＢ对Ｃｈｌｂ 的破坏较Ｃｈｌａ 严重,导致Ｃｈｌａｂ 比值增大．ＵＶＢ虽增加大豆幼苗的ＳＯＤ活性,但降低大豆幼苗的ＮＲ活性及其对温度变化的敏感性．分析认为,Ｃｈｌａｂ 比值和ＳＯＤ 活性升高,有助于植物对ＵＶＢ的适应     

镉胁迫对苎麻(Boehmeria nivea)根系及叶片抗氧化系统的影响

镉(Cd)是非必需和毒性最强的重金属元素之一,不合理的开发利用可导致土壤受到Cd的严重污染,严重危及土壤环境或水环境。以苎麻为材料,采用模拟镉(Cd)污染盆栽培养法,选择21 d和49 d等2个不同胁迫期,测定不同浓度Cd2+胁迫下苎麻根系与叶片中渗透调节物质含量、超氧化物岐化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量及根系活力的变化。结果表明,高浓度胁迫49 d后,苎麻根系中的渗透调节物质含量明显高于叶片含量,且极显著高于对照,并在240 mg·L~(-1)Cd处理下出现最高值;胁迫49 d时,根系与叶片的渗透调节物质含量与Cd2+浓度极显著正相关。在2个不同胁迫周期,苎麻根系的SOD与POD活性均明显高于叶片;在胁迫21 d时,根系的CAT活性低于叶片,而胁迫49 d后,则明显高于叶片;胁迫21 d时,苎麻根系与叶片的抗氧化酶活性均较胁迫49 d要高;胁迫49 d时,根系POD活性与Cd2+浓度呈极显著正相关,表明根系POD酶在抗氧化酶中占主导地位。不同胁迫时长下苎麻根系或叶片的MDA含量变化趋势不明显,但根系或叶片受胁迫21 d后的MDA含量随Cd2+浓度增加的波动相对受胁迫49 d后的更明显,表明植物早期生理功能出现暂时性的修复。2个不同胁迫周期内,不同浓度镉胁迫下苎麻的根系活力均比对照组下降。研究显示,苎麻根系与叶片对镉胁迫的应答机制不同,且在不同胁迫时间下的响应机理差异较大,根系表现出更强的耐受能力。     

小麦根系菲与磷吸收及转运的相互作用

作物根系对多环芳烃(PAHs)与磷吸收及转运之间的相互作用研究对农产品的安全生产和PAHs污染环境植物修复的强化具有重要意义。为此,本文以菲为PAHs的代表,采用水培试验研究了不同磷、菲水平下小麦根系菲、磷吸收及其转运的效果,旨在揭示植物根系吸收PAHs与磷素的相互作用。结果表明,在0~1 200μmol·L~(-1)磷浓度范围内,小麦根系、茎叶菲含量在低磷浓度(10μmol·L~(-1))时最高,分别为36.87 mg·kg~(-1)和2.07 mg·kg~(-1);磷含量总体呈现随磷处理浓度的升高而增大的趋势;成对数据t-检验显示无论加菲与否,根系、茎叶磷含量无显著性差异(P0.05)。磷可促进菲从根部向地上部转运,而菲对磷转运没有显著性影响。在低磷浓度下(10μmol·L~(-1)),随着菲浓度的升高,小麦根系、茎叶菲含量呈现显著升高趋势(P0.05)。磷、菲共存处理介质pH升高幅度大于单一处理。