三叶鬼针草毛状根的诱导及其对重金属Cd、Pb蓄积

利用发根农杆菌诱导植物毛状根多被利用于药用植物生物技术工程方面.目前植物修复也利用毛状根生长快,侧根分支多与污染源接触表面积大等优点进行污染水体的修复.三叶鬼针草自然植株具有重金属Cd的超富集能力,本文利用发根农杆菌C58C1诱导三叶鬼针草叶片产生毛状根,在1/2MS的液体培养基能稳定、正常生长,并表现对重金属Cd、Pb极强的忍耐和蓄积能力.单一处理时,三叶鬼针草毛状根在Cd≤50μmol·L-1和Pb≤25μmol·L-1时均能正常生长,生物量积累与对照没有明显差异;随处理浓度增加,当Cd≥100μmol·L-1、Pb≥50μmol·L-1时,毛状根生物量积累明显受到抑制.Cd-Pb复合处理时,低浓度Cd(25μmol·L-1)与Pb复合处理,随Pb浓度增加(25、100、200μmol·L-1)三叶鬼针草毛状根生物量逐渐减少,抑制效应随Pb增加而加剧;高浓度Cd(200μmol·L-1)与Pb复合处理,随Pb浓度增加(25、100、200μmol·L-1)生物量逐渐减少,抑制效应随Pb增加而加剧.高浓度Cd与Pb复合处理,毛状根生长受到抑制更严重.单一处理时,当Cd≤50μmol·L-1时,随处理浓度增加Cd蓄积量增加,当Cd≥100μmol·L-1时,重金属蓄积量明显降低,随处理浓度进一步增加,重金属蓄积量已无明显变化.Pb≤100μmol·L-1处理时,毛状根对Pb蓄积量随处理浓度增加微弱降低,但不明显;当Pb≥200μmol·L-1时,随处理浓度增加,毛状根对Pb蓄积量明显降低.Cd-Pb复合胁迫,低、中Pb(Pb≤100μmol·L-1)促进毛状根对Cd富集,高浓度Pb(Pb≥200μmol·L-1)则抑制Cd的富集;低浓度Cd仅对低浓度25μmol·L-1时Pb有微弱促进积累效应,其余均抑制Pb富集.这说明三叶鬼针草毛状根可作为重金属Cd、Pb污染水体潜在的植物修复新材料.     

植物床-沟壕系统的藻类捕获功能

采用原位实验验证植物床．沟壕系统的藻类捕获功能。结果表明：该系统能够有效拦截和捕获源水藻类。在水力梯度驱动下,约35％源水进入高位小沟流经植物床内部根孔结构而汇至低位小沟。低位小沟内叶绿素a（Chl-a）浓度显著低于高位小沟（P=0．0239）,其降低比例为11．1％。以植物床．沟壕系统为结构形式的根孔净化区其出水Chl-a浓度较源水整体下降了27．0％。估算该片根孔净化区捕获藻类鲜生物量约122kg／d。石臼漾湿地共含根孔净化区11片,按供水25万t／d计,估算捕获藻类鲜生物量约1100kg／d。     

处理生活污水湿地植物的筛选与净化潜力评价

为了建立一套科学的湿地植物筛选与净化潜力评价体系,以17种湿地植物为材料,在综合应用原有各种湿地植物筛选与评价指标的基础上,增加植物逆境酶和基质酶,对所有指标进行聚类分析.结果表明,17种植物的根系数量、长度、活力、叶片过氧化物酶活性、生长量、氮磷平均浓度、氮磷的积累能力存在一定的差异,根系附近基质脲酶活性与磷酸酶活性也存在一定的差异.根据净化潜力的综合评价体系,可以把17种植物聚类为3大类,第1大类净化潜力较强,包括美人蕉、芦苇、风车草、水葱、再力花、千屈菜、花叶美人蕉;第2大类净化潜力中等,包括菖蒲、花叶芦竹、香蒲、梭鱼草;第3大类净化潜力较弱,包括野芋、鸢尾、灯心草、葱兰、泽泻、花菖蒲.     

Competition of the active roots of Cassia siamea Lam. and Zea mays L.(cv.Katumani Composite B) in an alley cropping trial in semi arid Kenya

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＯｎｅｏｆｔｈｅｍａｊｏｒｄｒａｗｂａｃｋｓｏｆａｌｌｅｙｃｒｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓｉｎｓｅｍｉａｒｉｄｌｏｗｆｅｒｔｉｌｉｔｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｉｓｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎｆｏｒａｖａｉｌａｂｌｅｗａｔｅｒａｎｄｎｕｔｒｉｅｎｔｓ．Ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎｉｓｔｏｂｅｅｘｐｅｃｔｅｄｉｆｔｈｅｔｒｅｅａｎｄｔｈｅｃｒｏｐｈａｖｅｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇａｃｔｉｖｅｒｏｏｔｓｙｓｔｅｍｓｉｎｓｐａｃｅａｎｄｔｉｍｅ．Ａｋｎｏｗｌｅｄｇｅｏｆｔｈｅｓｐａｔｉａｌｄｉｓｔｒ…     

pH影响下小麦根吸附极性有机物的行为研究

文章以标准纤维素为对照吸附剂,以菲为对照吸附质,采用批量平衡振荡法进行吸附实验,研究不同pH条件下,小麦根吸附极性污染物(2,4-二氯苯酚和硝基苯)的行为差异。结果表明:污染物吸附以疏水性分配为主,吸附系数(K_d)值随化合物疏水性的增强而增强;非解离型极性污染物(硝基苯)的吸附与疏水性污染物(菲)类似,吸附等温线呈线性,相关系数(R²)均大于0.98,同时pH对吸附的影响无显著性差异(P>0.05);解离型极性污染物(2,4-二氯苯酚)的吸附随pH增加而降低,仅在pH 5.0时呈现吸附线性,在pH 7.0和8.0时均呈非线性,等温线逐渐向浓度轴弯曲,这源于疏水作用以及解离的2,4-二氯苯酚与吸附剂之间静电作用的共同影响。根的吸附能力大于纤维素,这与根中含有类脂物质有关。     

Variations among rice cultivars on root oxidation and Cd uptake

In order to understand the mechanisms on the variation between rice cultivars in Cd uptake and accumulation, two pot soil experiments were conducted with typical rice cultivars that varied greatly in soil Cd uptake. The experiments with six rice cultivars showed that the root oxidation abilities of rice differed with rice cultivars and also with types of the cultivars, the cultivars with indica consanguinity were significantly higher than the cultivars with japonica consanguinity. Root oxidation abilities of the rice cultivars correlated positively and significantly （P〈0.01） with their Cd concentrations and Cd quantity accumulations in rice plants. The experiments with two rice cultivars showed that significant differences also existed between the two cultivars in pot soil redox potentials, which of Shan you 63 （higher soil Cd accumulator） were significantly higher than that of Wu yun jing 7 （lower soil Cd accumulator） under different soil Cd levels, but the degrees of the differences varied with soil Cd levels. The differences were larger under soil Cd treatments than the control. The results indicate that root oxidation ability, especially in Cd contaminated soil, is one of the main mechanisms which dominate Cd uptake and accumulation by rice plant.     

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.      

负载铁生物炭对土壤-水稻系统As溶出特性与生物有效性的影响与机理解析

负载铁生物炭(FeBC)已证实对溶液体系和雄黄矿高砷(As)尾渣中的无机As具有极为显著的吸附钝化效能,但其对土壤-水稻系统中As的溶出特性和生物有效性的影响尚为空白.为此,本研究系统探析了FeBC处理对水稻根际As溶出特性、根表铁膜As持留-释放模式转化和As向水稻体内各器官转运积累的影响与发生机制.结果表明,FeBC处理条件下的水稻根际pH普遍高于对照(CK),而氧化还原电位(Eh)则低于CK;FeBC处理所导致的根际Eh下降几乎同步使根际孔隙水As、Fe浓度自分蘖期后均随FeBC比例的增加而升高,且孔隙水As、Fe浓度具有显著正相关性(p0.01).成熟期内根表铁膜Fe、As含量均随FeBC比例的增加而升高,这一点可由微区X射线荧光(μ-XRF)所显示的2%FeBC处理中水稻根系表面Fe、As浓度均显著高于CK得到印证,而这一特点导致FeBC处理下的白根和糙米As含量显著升高(p0.05).以上结果表明,FeBC能有效提高水稻根表铁膜形成量及其对As的持留,但超过特定阈值的铁膜浓度(20~25 mg·g~(-1))对As的大量富集却可成为根系对As的吸收源,促进As向根系内的转运,并导致稻米As积累量升高.由此可见,含Fe钝化剂对水稻根际As生物有效性的影响具有可变性,其应用风险和产生机制值得引起高度关注.     

人工湿地生态根孔技术及其应用

人工湿地亚表层介质的堵塞问题一直是湿地系统持续有效运行的障碍,极大地限制了人工湿地技术的大规模工程应用.通过白洋淀自然湿地现场研究,发现由大型水生植物所形成的根孔异常发达,径级不等的死活根孔混合在一起,组成了庞大的湿地根孔网络.人工湿地生态根孔技术通过模拟白洋淀湿地自然的芦苇根孔系统,以人为填埋的植物秸秆作为湿地的填料/介质,有效地改变了土壤亚表层大孔隙结构,为人工湿地建设和应用开辟了一条新途径.通过构筑根孔和自然根孔之间的过渡和湿地根孔的不断更新,实现湿地填料/介质的自我更新,克服了一般潜流人工湿地其填料/介质易发生堵塞的缺点.构筑根孔有效填补了人工湿地运行初期大量自然根孔尚未形成的空白期.该技术在小试湿地中获得了成功应用.以玉米秸秆和地肤秸秆作为小试模拟湿地的填埋介质,其填埋量体积比为2%～4%.与未填埋秸秆的基质土壤处理单元相比,填埋秸秆处理单元其导水效率和营养盐去除能力都得到了有效提高.研究结果表明:填埋秸秆腐烂后形成的构筑根孔其水分侧向入渗率是基质土壤的20倍左右.在中、低营养盐负荷情况下,填埋秸秆处理单元对溶解性总氮(DTN)去除率平均提高4.5%～27.1%;对溶解性总磷(DTP)去除率平均提高7.0%～20.4%.     

氮肥施用对紫色土-玉米根系系统N2O排放的影响

通过不同施氮水平与不同氮肥品种2个田间试验,结合静态箱-气相色谱法研究了川中丘陵区2005年5～9月石灰性紫色土-玉米根系系统的N2O排放变化.结果表明:1)施用氮肥显著地增加了N2O排放,在3个施氮水平下(0、150和250 kg·hm-2),N2O排放总量分别为0.88、2.19和2.52 kg·hm-2;施氮量越高,N2O排放量也越高.当施氮量超过一定水平后,施肥量高低对N2O排放总量的影响并不显著.由氮肥施用引起的N2O排放量占施氮量的0.87%(150 kg·hm-2)和0.66%(250 kg·hm-2).2)氮肥品种显著影响N2O排放,尿素(酰胺态氮肥)和硫酸铵(铵态氮肥)处理的N2O排放量分别为2.09和1.80 kg·hm-2,显著高于硝酸钾(硝态氮肥)处理(1.27 kg·hm-2),三者排放量分别占施氮量的0·80%、0.60%和0.27%.3)降雨是玉米生长季N2O排放的主要影响因子,而无机氮则是影响N2O排放的主要限制因子.