【目的】揭示镉胁迫对生菜生长的影响及毒害机理,为阐明镉的毒理效应提供依据。【方法】以水培生菜品种“四季生菜”为材料,设置镉处理低(25 mg/L)、高(50,100 mg/L)水平,以无镉处理(0 mg/L)为对照(CK),用营养液膜技术(NFT)进行试验,处理7,14,21 d后取样,研究镉处理对生菜的地上部和地下部鲜质量、镉含量、镉富集转运特征、生理指标、抗氧化酶活性、光合色素指标及叶绿素荧光参数的影响。【结果】25 mg/L镉处理前14 d对生菜地上部和地下部鲜质量具有促进作用,21 d时25～100 mg/L镉表现出明显的抑制作用。镉处理生菜的地下部镉含量、富集系数均高于地上部;随着镉质量浓度的升高,富集系数总体呈现下降的趋势;处理7 d后,随着镉质量浓度增加,转运系数下降,14和21 d则先上升后下降。在25～100 mg/L镉处理后,生菜的可溶性蛋白含量随着镉质量浓度的升高而增加,但随着处理时间延长逐渐下降;MDA含量随着镉质量浓度升高以及处理时间的延长而增加。与CK相比,7 d时镉处理SOD活性显著升高,14 d显著下降;21 d各处理间差异不显著。镉处理7～21 d后POD活性均较CK显著升高(14 d时25 mg/L处理除外)。随着时间推移,镉处理CAT活性总体表现出先降低后升高的规律。与CK相比,7 d时镉处理生菜光合色素的含量明显增加,14 d时低质量浓度(25 mg/L)镉处理光合色素指标总体增大,高质量浓度(50,100 mg/L)镉抑制了光合色素的合成,21 d时镉处理光合色素指标较CK显著降低。25～100mg/L镉处理7～21 d后,镉对生菜叶绿素荧光参数有明显影响,其中镉处理21 d后PSⅡ最大光量子效率(Fv/Fm)、PSⅡ有效光量子产量(Fv'/Fm')、PSⅡ实际光量子效率(ΦPSⅡ)、稳态荧光衰减率(Rfd)较7 d均总体降低,而初始荧光值(Fo)和非光化学淬灭系数(NPQ)则表现为增大。【结论】镉质量浓度越高、处理时间越长,生菜的光能转化效率越低,叶片热量散耗越高,光合作用能力降低,植株生长受抑制程度越严重。

【目的】分析镉(Cd)对桢楠(Phoebe zhennan)幼树生长和各器官中营养元素含量及分配模式的影响,探讨桢楠对Cd的耐受能力及富集性,以正确选择桢楠的适生立地。【方法】以3.5 a桢楠幼树为试验材料,采用盆栽控制试验,设置0(CK),10,20,30,40和50 mg/kg 6个Cd(以Cd Cl2形式施入)处理水平,分5次施入,每2月施1次,试验结束后测定不同处理桢楠的叶面积、株高、根系活力和各个器官(叶、枝、主干、运输根、吸收根)的生物量及其N、P、K、Mg、Fe、Cd含量,计算各器官的Cd富集系数(BCF)和不同处理的Cd转运系数(TF),分析桢楠对镉胁迫的响应及其对镉的富集和转运特性。【结果】(1)当第4次施入Cd Cl2约15 d后,除CK外,其余Cd处理植株叶缘均出现枯萎现象,且随Cd胁迫的加重其叶缘枯萎面积逐渐增大。(2)与CK相比,桢楠幼树株高净生长量在Cd处理水平≥20mg/kg时显著(P<0.05)降低,总生物量、根系活力则是所有Cd处理均受到显著(P<0.05)抑制。(3)随施Cd量的增加,叶、枝、主干中的N含量总体呈降低趋势,吸收根中的N含量呈先降后增趋势且各处理均显著低于CK,而运输根中的N含量在各处理与CK间均无显著差异;枝和吸收根中的P含量均较CK显著降低,运输根中的P含量在施Cd量≥40 mg/kg时显著降低,而叶片和主干中的P含量在50 mg/kg Cd处理时显著高于CK;运输根中的K含量自20mg/kg Cd处理开始显著低于CK,其余器官中的K含量在各水平Cd处理下均较CK显著降低;运输根中Mg含量在各水平Cd处理下均较CK增高,其中10,20和50 mg/kg Cd处理显著增高,而各水平Cd处理下其他器官中的Mg含量均与CK无显著差异;除10 mg/kg Cd处理外,其余Cd处理下叶中Fe含量均较CK显著增高,但枝和主干中Fe含量分别在施Cd量大于等于50和40 mg/kg时显著低于CK,而在运输根和吸收根中各Cd处理Fe含量均与CK无显著差异。(4)随施Cd量的增加,吸收根、叶和枝中的Cd含量均呈增加趋势,主干和运输根的Cd含量呈先增后减趋势,且同一施Cd水平下,各器官中的Cd含量由大到小依次为吸收根、主干、运输根、叶、枝。(5)随施Cd量的增加,桢楠幼树叶和吸收根对Cd的BCF呈增加趋势,主干对Cd的BCF与CK相比无显著变化,枝和运输根的BCF呈降低趋势,且分别在施Cd水平大于等于20和30 mg/kg时显著低于CK;各施Cd处理桢楠植株的TF均显著低于CK,且各器官BCF和植株TF均小于1。【结论】桢楠幼树耐Cd性较弱,其对Cd的BCF和TF均小于1,在施Cd量≥10mg/kg时TF即显著下降,表明其富集Cd的能力有限,不宜在Cd污染严重地区种植及用于污染土壤修复。

为探究镉胁迫对杞柳(Salix integra)生长生理及镉吸收转运的影响,进而明确杞柳应用于镉污染土壤修复的潜力。本研究以杞柳幼苗为试验材料,采用水培试验,研究了不同浓度镉胁迫(0、10、20、30、40 mg·L-1)下杞柳的生长、根系形态、根系和叶片抗氧化酶活性,以及杞柳对镉的吸收转运特性。结果表明,杞柳具有较强的耐镉性,吸收的镉主要集中于地上部,且以叶片含量最高,茎含量最低;转运系数随镉浓度升高而增加,但富集系数随镉浓度增加而逐渐下降;镉胁迫对杞柳根系构型具有一定的诱导作用,节点数与根尖数显著上升(P <0.05),且抑制效果随镉浓度上升而逐渐增加。综上可知,杞柳具有较强的耐镉性和镉富集特性,且通过优化根系构型、激活抗氧化酶促系统缓解自身所受镉胁迫,具有较高的镉污染修复潜力。

[目的]探究镉胁迫对刺槐生长与光合生理特性的影响。[方法]以刺槐幼苗为研究对象,测定不同浓度镉处理下刺槐生长、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、呼吸速率和气孔特性等。[结果]在镉胁迫下,刺槐幼苗地径、株高受到明显抑制;高浓度处理植株的鲜质量、干质量下降,低浓度处理植株则略微上升,但均与对照差异不显著。随着镉浓度增加,刺槐叶绿素a、叶绿素总量呈下降趋势,而叶绿素b、类胡萝卜素变化无规则,但与对照差异不显著;初始荧光(F_0)与最大荧光产量(F_m)先升后降,最大光化学效率(F_v/F_m)逐步下降,非光化学淬灭系数(qN)逐步上升,实际光化学量子效率(ΦPSII)均低于对照值,但差异不显著;胁迫植株气孔宽度、气孔面积降低,气孔逐步闭合,呼吸效率受到显著抑制;通过相关分析显示,多数指标之间显著性相关;经随机森林回归分析,初始荧光(F_0)、根系镉含量、气孔宽度和叶绿素a的重要性分别在叶绿素荧光参数、植株富集镉含量、气孔特性、光合色素中最强,成为影响刺槐光合功能的最关键因子。[结论]刺槐幼苗生长与光合生理受到一定影响,但仍表现出较强的镉胁迫耐受性,可为镉污染地区的园林应用提供参考。

【目的】为研究重金属Cd对林木生理生化特性的影响,探讨林木对Cd胁迫的响应机制,为日渐严重的土壤重金属污染治理提供依据。【方法】对黑杨派的5个无性系进行沙培试验,测定其地径和苗高生长量及8个生理生化指标,评价不同无性系抗Cd2+胁迫的能力。【结果】镉胁迫导致无性系的CAT及MDA含量较CK呈先增加后减少的趋势;POD和SOD活性较CK也呈先增大后减小的变化趋势,其中L35、鲁林9号、鲁林16号的POD活性始终排在前3位;随着镉处理浓度的增加,无性系L35、I-107和中菏1号的脯氨酸及可溶性糖含量较CK均呈现逐渐上升趋势,而叶绿素含量均呈先增加后减少的趋势,L35、I-107和中菏1号的叶绿素含量始终排在前3位。各无性系的地径和苗高在Cd胁迫下存在差异,苗高达到显著水平,而地径未达到显著水平,表明参试无性系苗高性状较地径对Cd的胁迫更为敏感。【结论】利用主成分分析对5个无性系生长量及生理生化指标进行综合评价,L35、中菏1号和I-107的抗重金属Cd能力较强,可作为修复重金属镉污染土壤的理想无性系。

为探究不同品种玉米苗期对镉胁迫的响应差异，筛选出耐镉性较强的品种，选用4个玉米杂交种(京农科728、郑单958、正大999、豫单9953)，通过水培的方法进行镉胁迫(6 mg/L CdCl_2·2.5H_2O)处理，在镉胁迫3、6、9、12d后对4个玉米品种苗期的生长指标和生理指标进行检测分析，并采用主成分分析和隶属函数法进行耐镉性综合评价。结果表明：镉胁迫后4个品种幼苗的根长、株高、地上部干质量、地上部鲜质量、地下部干质量、地下部鲜质量和总叶绿素含量整体低于对照(蒸馏水处理)，豫单9953在整个胁迫过程中叶片和根部的POD活性以及MDA含量高于对照组；镉胁迫下，与其他品种相比，豫单9953的株高、根长和干质量下降幅度较大，但其鲜质量受影响较小，且其叶片MDA含量增加幅度小，POD活性强。耐镉性综合评价结果显示，豫单9953、京农科728、正大999、郑单958的耐镉性依次减弱，豫单9953可作为耐镉性品种培育。

为探究不同品种玉米苗期对镉胁迫的响应差异，筛选出耐镉性较强的品种，选用4个玉米杂交种(京农科728、郑单958、正大999、豫单9953)，通过水培的方法进行镉胁迫(6 mg/L CdCl_2·2.5H_2O)处理，在镉胁迫3、6、9、12d后对4个玉米品种苗期的生长指标和生理指标进行检测分析，并采用主成分分析和隶属函数法进行耐镉性综合评价。结果表明：镉胁迫后4个品种幼苗的根长、株高、地上部干质量、地上部鲜质量、地下部干质量、地下部鲜质量和总叶绿素含量整体低于对照(蒸馏水处理)，豫单9953在整个胁迫过程中叶片和根部的POD活性以及MDA含量高于对照组；镉胁迫下，与其他品种相比，豫单9953的株高、根长和干质量下降幅度较大，但其鲜质量受影响较小，且其叶片MDA含量增加幅度小，POD活性强。耐镉性综合评价结果显示，豫单9953、京农科728、正大999、郑单958的耐镉性依次减弱，豫单9953可作为耐镉性品种培育。

采用盆栽法研究在不同浓度(0、5、25、50、75、100mg·kg(-1))镉胁迫下美洲狼尾草(ML,Pennisetum americanum)和杂交狼尾草(ZL,P.americanum×P.purpureum)不同生育期的生长指标、光合作用特征,并比较两者耐镉性和对镉吸收转运差异。结果表明,1)相同生育期下,随Cd浓度的增加两种狼尾草株高先升高后降低,叶宽没有显著性变化,鲜重和干重逐渐降低;2)同一生育期,ML的叶绿素a和叶绿素b含量均高于ZL;低Cd浓度(5mg·kg(-1)),对植株的光合指标

通过以人工培育的龙须菜在低浓度Cu2+、Cd2+污染水体中对铜(Cu)、镉(Cd)富集与释放的模拟实验,探索龙须菜对Cu、Cd污染水体的修复作用。富集实验结果表明,龙须菜对Cu2+、Cd2+有较强的富集能力,龙须菜中Cu、Cd的含量与水体中Cu2+、Cd2+的浓度以及暴露时间呈显著正相关关系。在Cu2+、Cd2+共存的环境中,龙须菜Cu、Cd的含量均比Cu2+、Cd2+单独存在的环境中高。应用双箱模型,对富集和释放实验的数据进行拟合,得到龙须菜富集Cu2+、Cd2+的速率常数和释放速率常数。拟合结果显示,龙须菜对Cu的富集能力高于对Cd的富集能力。龙须菜的富集能力随水体中Cu2+、Cd2+浓度...

【目的】探讨铅胁迫对黑麦草富集特性及生理特性的影响,为铅污染土壤的植物修复提供依据。【方法】以黑麦草为试验材料,采用盆栽试验,研究土壤中不同含量(0,500,1 000,2 000,3 000mg/kg)铅胁迫下黑麦草对铅的吸收、富集规律及铅对黑麦草叶绿素、丙二醛、可溶性蛋白含量和SOD、POD、CAT活性的影响。【结果】当土壤中铅含量为500~1 000mg/kg时,黑麦草地上部干质量明显高于其他处理;而当土壤铅含量为2 000~3 000mg/kg时,黑麦草地上部干质量明显降低。随着土壤铅含量的增加,黑麦草根、茎、叶中的铅含量均明显增加,呈明显的剂量效应关系;黑麦草叶片的叶绿素a、叶绿素b...

超积累植物的确证对成功实施重金属污染环境植物修复是必不可少的。对位于湖南省株洲冶炼厂厂区的植物进行了一系列的野外调查,以着力寻找镉的超积累植物。结果表明,商陆科Phytolaccaceae植物商陆Phytolacca acinosa对镉具有明显的富积特性,商陆在镉质量分数最高达106.0 mg.kg-1厂区土壤中依然生长良好,茎叶中镉质量分数高达63.8 mg.kg-1。盆栽条件下,商陆对生长介质中的镉具有很强的耐性和累积能力。当生长介质中镉质量分数为5.0 mg.kg-1时,其生物量与对照相比有所增加。随着生长介质中镉质量分数的升高,虽然其生物量与对照相比有所降低,但植株仍生长良好。其地上和...

【目的】通过抗逆性胁迫试验探究桑树对单一及复合重金属土壤污染的修复治理效果，为桑树应用于重金属污染土地恢复及生态治理方面提供理论依据和实践参考。【方法】以2年生桑树苗为试验材料，采用土培试验方法设置16个重金属污染梯度，研究不同质量浓度锰（Mn）、镉（Cd）单一及复合胁迫对其叶绿素、丙二醛（MDA）、过氧化物酶（POD）及超氧化物歧化酶（SOD）等植物逆境生理生化常见指标的变化特性及影响。【结果】在重金属胁迫过程中，对于桑树叶绿素、MDA、POD、SOD等生理特性影响程度从大到小依次为Mn、Cd复合胁迫>单一Cd胁迫>单一Mn胁迫。桑树叶绿素含量随着单一及复合胁迫梯度的增加逐渐下降；桑树MDA含量随着单一及复合胁迫梯度增加逐渐上升；POD活性和SOD活性随着单一及复合胁迫表现为第一到第三梯度呈现上升第四梯度下降，在Mn胁迫水平大于25 mg/L、Cd胁迫水平大于200 mg/L时桑树的POD、SOD活性会不同程度地受到抑制且复合胁迫下其活性变化幅度更明显，对桑树的破坏作用更大。【结论】Mn、Cd单一及复合胁迫下桑树的叶绿素、MDA、POD、SOD等生理指标变化幅度对植物的影响作用为Mn、Cd复合胁迫最大，单一Cd胁迫次之，单一Mn胁迫影响最小；叶绿素与MDA变化幅度相反，POD、SOD变化幅度相似。

采用盆栽试验方法,选取5个磷质量浓度(0,20,40,80,160mg/kg)和3个镉质量浓度(0,5,20mg/kg),研究了镉和磷共同作用对黄豆叶片叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量的影响,同时探讨磷作用下缓解镉毒害的途径.结果表明,镉的加入阻碍黄豆的生长,随着镉浓度的提高,叶绿素含量和SOD活性明显下降,而MDA含量则显著上升.添加磷在一定程度上可以提高叶绿素含量和增加SOD活性,降低MDA含量.在本试验条件下,镉为5mg/kg时,磷的最佳施用量为80mg/kg,高磷(160mg/kg)处理的植株,其各项生理指标不如80mg/kg磷处理组,说明在镉污染土壤中施...

通过盆栽试验研究了垂序商陆(Phytolacca americana L.)在Cd胁迫下的生长响应和富集特征。试验表明,Cd处理浓度≤50 mg·kg-1时,垂序商陆根系的长度和生物量均随处理浓度升高而增加,随Cd处理浓度增加根系长度和生物量逐渐减小。Cd处理下植株株高和地上部生物量均大于对照,且分别在20、50 mg·kg-1处理下达到最大。垂序商陆根、茎、叶Cd含量都在130 mg·kg-1的处理时达到最高,分别为60.44、37.74和116.93 mg·kg-1。植株根部和地上部Cd的最大累积量分别为86.86和170.91μg.plant-1。Cd富集系数和迁移系数分别为0.42～0...

为探究Pb污染对早开堇菜(Viola prionantha)生长、生理和Pb吸收转运的影响，筛选适合重金属污染地区栽培的植物，采用水培试验方法，设置6个不同试验浓度(0、10、25、50、100、200 mg·L~(-1))，探究其在5个测定期(0、5、10、15、20 d)的耐受性及富集吸收特征。结果表明，同一处理不同处理时间下，高浓度(>50 mg·L~(-1))处理后早开堇菜生长受到显著抑制作用(P<0.05)；随着处理时间的延长，抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量逐渐增加，而可溶性蛋白含量逐渐下降；叶绿素含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)呈降低趋势，胞间二氧化碳浓度(C_i)逐渐升高。早开堇菜地下部分Pb积累量大于地上部分，具有一定Pb富集能力但转运能力较弱。综上所述，早开堇菜对铅污染具有一定的抗性，有一定的应用潜力。