满江红金属元素含量的种间差异及其富集特性研究

为揭示满江红属(Azolla Lam.)植物资源材料对金属元素吸收积累特性差异,该研究采用ICP-MS的方法,对8种21个满江红品系的12种金属元素含量进行测定分析,比较不同种类满江红中金属元素含量的差异及富集特性,通过主成分分析确定满江红属品系的特征金属,并采用聚类法对供试材料进行分类。结果表明:(1)满江红属植物中金属元素含量变异系数大于30%的有8种,其中Mo含量在品系间差异最大(127.73%),Ca含量在品系间差异最小(18.94%)。(2)满江红属植物对土壤中不同金属元素的富集能力不同,富集系数大小依次为Mn>Mg>Mo>K>Cd>Ca>1。(3)不同种满江红对金属元素K、Mg、Mn、Zn、Mo的富集能力存在显著差异(P<0.05)。(4)满江红的特征金属元素为Cd、Hg、Ca、Mn、Cu、Zn、K和Cr。(5)基于特征金属元素含量的聚类结果显示,当遗传距离为15时,可将21份满江红资源分为3类,与传统分类基本吻合,其中品系‘3006’和‘MH3-1’对重金属Cd、Cr和Hg的富集能力较强,聚为一类。研究认为,满江红对金属元素的富集存在种间差异,且这种差异可以作为满江红品种分类的参考依据。

杨伙盘矿区植物多样性及土壤污染物富集分析

为探索由于矿产的过度开发和开采对环境链和生态链的影响,本文主要对杨伙盘矿区植物多样性及土壤污染物富集性分析,采取蛇形采集方法和样方法进行试验样本收集。结果发现,杨伙盘矿区植物种类稀少,仅有草本植物16种、灌木植物4种,乔木植物2种。植物距离矿坑和排土场越远,则植物多样性指数越高。杨伙盘矿区土壤理化性质较差,整体环境不利于植物生长。Cd、Cu、Zn和Pb的土壤重金属污染物富集性较高。其中,Cd值累积量最高,已超过国家土壤二级环境标准。区域部分优势植物对土壤重金属污染物具有一定的富集能力和转移能力。

古老铅锌矿山生态型东南景天对锌耐性及超积累特性的研究

植物长期生长在重金属污染的生境中 ,逐渐进化成不同的生态型。通过调查中国东南部古老 Pb/ Zn矿和非矿山生境中的植物种群 ,发现生长在古老 Pb/ Zn矿的东南景天 (Sedum alfredii Hance)是一种新的 Zn超积累植物。在自然和控制条件下 ,古老 Pb/ Zn矿生态型比非矿山生态型植株的茎粗、叶片大、植株高。在矿山土壤 Zn有效含量为 10 5 .5～ 32 5 .4 m g· kg- 1 时 ,矿山生态型东南景天植株地上部 Zn含量为 4 134～ 5 0 0 0 mg· kg- 1 ;当营养液中 Zn浓度为 12 2 3.6μmol时 ,其 Zn含量高达 2 %。在相同 Zn浓度下 ,矿山生态型地上部 Zn含量比非矿山生态型高 30倍左右。两种生态型体内 Zn分布也不同 ,古老铅锌矿山生态型的不同器官中 Zn含量以茎 >叶片 >根系 ,而非矿山生态型则以根系 >茎 >叶片。古老铅锌矿山生态型地上部积累的 Zn占植株总积累量的 90 %以上 ,其中叶片和茎分别占 4 1.6 6 %± 5 .4 6 %和 5 4 .75 %± 5 .87% ;非矿山生态型各器官中积累的 Zn远远低于古老铅锌矿山生态型 ,各器官中积累的 Zn以茎 >根系 >叶片。本研究表明 ,这两种生态型东南景天的发现 ,为今后探讨植物耐高 Zn胁迫和超积累 Zn的微进化过程提供了非常有价值的材料 ,也为

富营养化水体中植物的元素吸收与净化能力的关系

研究了不同植物在两种程度富营养化水中对元素的去除率及对富营养化成分的去除率 .在重度富营养化水中 ,蒸腾强度高的植物对水中各成分均具较好的净化效果 ;而在轻度富营养化水中 ,所研究的植物间没有共同趋势 .另外 ,可根据不同植物对环境的各自适应方式将其用于净化不同类型的污水 .其中 ,灯芯草和空心菜不需元素补给 ,在重度和轻度富营养化水中均具较好的净化能力 ;鸭跖草是耐阴植物 ,有适度遮荫时净化效果较好 ;菩提子用于净化重度富营养化水时需补给适量的常量营养元素 ;芦苇在轻度富营养化水中净化能力较好 ,也适合用于盐离子浓度高的重度富营养化水净化 ;萱草和石菖蒲在两种水中净化效果接近 ,但不如上述植物 。

中国景天科植物一新种——伴矿景天

本文描述了景天属(景天科)一新种,即伴矿景天(SedumplumbizincicolaX.H.GuoetS.B.Zhousp.nov.)。

3种观赏植物对室内甲醛污染的净化及生长生理响应

在密封条件下,采取熏蒸法研究了常春藤、绿萝、驱蚊草对不同浓度梯度的甲醛气体胁迫的吸收能力及其生理响应。结果显示:(1)3种植物对室内甲醛气体均有不同程度的吸收能力,其吸收率随室内甲醛气体浓度的升高而逐渐增加,且吸收能力表现为常春藤>驱蚊草>绿萝。(2)与对照相比,随着室内甲醛气体胁迫浓度的增加,驱蚊草、绿萝、常春藤的叶绿素含量先升高再降低,而叶绿素a/b值的变化趋势各有不同。(3)不同浓度甲醛气体胁迫下,3种植物的超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化物酶(POD)活性均显著升高,并以常春藤的增加量最大(分别为113.21%和120.84%),驱蚊草的增加量最小(分别为69.04%和60.76%);而3种植物的过氧化氢酶(CAT)活性与对照相比显著降低,并以驱蚊草的变化量最大(49.54%),绿萝的变化量最小(14.66%)。(4)驱蚊草、绿萝、常春藤的丙二醛(MDA)含量和脯氨酸含量随着甲醛气体浓度的增加呈升高趋势。综合分析表明,3种室内植物耐受甲醛胁迫的能力存在显著差异,常春藤属于吸收多、耐性强的植物,驱蚊草属于吸收多、耐性弱的植物,而绿萝属于吸收少、耐性强的植物。

铅锌矿区土壤和植物重金属污染调查分析

对有色金属矿区土壤和植物重金属污染状况调查结果表明,由于遭受尾矿砂及矿毒水污染,矿区土壤极端贫瘠,土壤中Pb、Cd、Zn和Cu含量分别达764.74、4.10、372.75和95.57 mg.kg-1,重金属污染较为严重。在矿区周边有9种优势植物能够在污染土壤上定居,对Cu、Cd、Pb和Zn 4种重金属元素均有不同程度的积累,积累量均未达到超累积植物所规定的临界含量。其中的野菊花〔Dendranthema indicum(L.)Des Mou l.〕、旋鳞莎草〔Cyperusm ichelianus(L.)L ink〕、五节芒〔M iscanthus floridulus(Lab ill.)W arb.ex Schum.et Laut.〕3种植物地上部生物量较大且对某些重金属向地上部转运能力较强,对重金属污染土壤有一定的修复潜力。

超积累植物吸收重金属的生理及分子机制

超积累植物从根际吸收重金属 ,并将其转移和积累到地上部 ,这一过程包括跨根细胞质膜运输、从根表皮细胞向中柱的横向运输、从根系的中柱薄壁细胞装载到木质部导管、木质部长途运输、从木质部卸载到叶细胞 (跨叶细胞膜运输 )、跨叶细胞的液泡膜运输等主要环节和调控位点。

长沙市9种绿化植物叶片微结构与吸附PM_(2.5)能力的研究

为了探究植物叶片微观特征差异对PM_(2.5)吸附量的影响,本研究以长沙市9种常见阔叶、针叶、灌木绿化植物为研究对象,通过气溶胶再发生器对不同植物叶表面PM_(2.5)的含量进行测定,并采用方差分析和多重比较分析了叶片的面积大小、表面气孔密度和表面绒毛长度等叶面微观特征对PM_(2.5)吸附量的影响。结果显示:方差分析显著性P<0.01,说明9种植物间PM_(2.5)吸附能力具有极显著差异;多重比较发现广玉兰和香樟差异不显著(P>0.05),其他植物间差异极显著(P<0.01),经比较发现不同植物单位叶面积PM_(2.5)吸附量大小表现为月季花>杜鹃>红叶石楠>金钱松>马尾松>池杉>桂花>广玉兰>香樟;月季花、杜鹃吸附PM_(2.5)的能力较强,原因可能是其叶表面气孔密度大和凹凸起伏沟壑多即叶表面粗糙;香樟和广玉兰因其叶片表面光滑、气孔密度小和气孔周围分布有大量浅线性条纹,吸附PM_(2.5)的能力较弱;不同植物叶表面气孔密度与吸附PM_(2.5)的能力成较强的正相关关系,气孔密度越大,越容易吸附PM_(2.5)。

5种湿地植物对土壤重金属的富集转运特征

选择芦苇、水葱、千屈菜、扁秆藨草、长苞香蒲5种湿地植物进行盆栽实验,比较它们对土壤中的5种重金属镉、铬、汞、铅、锌的富集特性,分析重金属在各植物体和土壤中的动态分布,以评价所测植物对土壤中重金属的综合富集能力,为利用植物修复金属污染土壤提供理论依据和技术支持。结果表明:(1)种植湿地植物对土壤重金属的富集效果显著高于无植物对照,且随着处理时间的延长,土壤中重金属镉、铬、汞、铅、锌的含量均呈下降趋势。(2)湿地植物对重金属镉、铬、汞、铅、锌的富集效果差异显著,其中水葱根部对重金属镉的富集系数最大,芦苇根部对重金属铬、汞、铅、锌的富集系数均最大,千屈菜、扁秆藨草和长苞香蒲根部对5种重金属的富集系数均较小;芦苇地上部分对金属镉的富集系数最大,千屈菜地上部分对金属铬、汞、铅的富集系数均最大,水葱地上部分对金属锌的富集系数最大。(3)5种湿地植物对重金属镉、铬、汞、铅、锌的转移系数差异显著,其中扁秆藨草对土壤中镉、铬、铅、锌的转移系数均为最大,对铬和锌的转移系数均大于1,长苞香蒲对铬的转移系数大于1,仅次于扁秆藨草。其他3种植物对5种重金属的转移系数均小于1。研究表明,5种湿地植物对重金属Cd、Cr、Hg、Pb、Zn都有富集和转移的能力,但不同植物对不同重金属的富集效果不同。

浙江典型铅锌矿废弃地优势植物调查及其重金属含量研究

对浙江境内6个典型的铅锌矿废弃地进行了优势植物调查和植物体重金属含量的定量分析。本次调查共记录到高等植物36种,隶属26属22科,共42个样品。植物中重金属含量高低顺序为Cu<Cd<Pb<Zn,其中Cu、Zn及Cd之间存在显著性差异(p<0.05);土壤中重金属含量高低顺序为Cd<Cu<Pb<Zn。其中只有Pb和Cu之间存在显著性差异(p<0.05);Pb和Cu平均富集系数之间存在显著性差异(p<0.05),Pb和Zn平均富集系数之间存在极显著性差异(p<0.01)。Cu、Zn和Pb在灌木植物中的富集系数<草本植物中的富集系数;Cd在草本植物中的富集系数<灌木植物中富集系数。珠芽景天(Sedumbulbiferum)、四芒景天(Sedumtetractinum)和东南景天(Sedumalfredii)对Zn、Cd有高富集能力,其中珠芽景天对Cd的吸收达到超富集的水平,四芒景天对Zn、Cd的吸收达到超富集的水平;堇菜(Violaverecunda)、苦荬菜(Ixerispolycephala)和葛藤(Puerarialobata)对Cd有较高的富集能力;鸭跖草(Commelinacommunis)、白背叶野桐(Mallotusapeltus)、一年蓬(Erigeronannuus)、小根蒜(Alliummacrostemon)和芒萁(Dicranopterisdichotoma)对Pb有较高的富集能力。

辽东栎(Quercus liaotungensis)幼苗对土壤干旱的生理生态适应性研究

用盆栽方法人工模拟土壤干旱条件,研究辽东栎天然萌生幼苗对土壤干旱的生理生态反应。结果表明:随土壤含水量的减少,辽东栎幼苗的耗水量明显下降,耗水高峰期提前,在重度干旱下耗水峰形由单峰变为双峰。在干旱胁迫前期辽东栎叶水势变化较平缓,后期则急剧下降,尤其在严重干旱下,水势变化趋势呈“M”形,叶片含水量较稳定,对土壤水分含量变化不敏感。在中度干旱下辽东栎叶片的持水力有所增加。辽东栎属低蒸腾速率树种,平均仅为2.98μg·cm-2·s-1。不同生长季节蒸腾速率日进程不同,8月份的蒸腾速率日进程在适宜水分下是双峰曲线,在中度干旱下是单峰曲线,重度干旱下蒸腾速率一直维持在较低水平,呈波状起伏;9月份的蒸腾速率下降近50%,仍有明显的单峰(适宜水分下)和双峰(中度干旱下)。对蒸腾速率与环境因子的简单相关分析表明:在适宜水分和中度干旱下,光照强度对辽东栎幼苗蒸腾速率影响最大,在重度干旱下,大气温度对辽东栎的蒸腾速率影响较大。随土壤含水量减少,辽东栎幼苗的蒸腾速率在中度干旱时上升,重度干旱时急剧下降,光合速率、瞬时水分利用效率、羧化效率均下降;地上部生长受抑,根冠比加大,WUE1下降,而WUE2在中度干旱下升高,在重度干旱下下降。其幼苗不耐高温强光,高温强光对其光合和蒸腾有抑制作用,特别是在土壤严重干旱下表现更明显。

重金属镉(Cd)和增强UV-B辐射复合对大豆生长和生理代谢的影响

研究了大豆的生长、生物量、抗氧化酶活性和吲哚乙酸(IAA)氧化酶活性在Cd^(2+)、UV-B辐射和二者复合胁迫(Cd+UV-B)下的变化。结果表明,Cd^(2+)和UV-B辐射都抑制大豆生长,并显著抑制根的伸长,二者复合后加强了对根伸长的抑制。UV-B辐射显著增强了POD、SOD活性,Cd^(2+)对POD活性影响不明显,但却拮抗UV-B对POD活性的诱导。SOD活性在各种胁迫下显著增强。虽然Cd^(2+)对叶片类黄酮含量影响不明显,但对UV-B诱导的类黄酮合成有一定影响。IAA氧化酶活性在复合作用下下降,可能是复合胁迫影响大豆生长的重要因素之一。

N、P、K肥对香根草修复土壤镉、锌污染效率的影响

通过盆栽试验研究在30 mg/kg镉(Cd)污染土壤条件下N[CO(NH2)2:100、200、300 mg/kg土]、P(P2O5:50、100、200 mg/kg土)和K(KCl:100、200、300 mg/kg土)处理对香根草修复土壤Cd和锌(Zn)污染效率的影响。结果表明:3种N处理能促进香根草地上部生长,而且显著提高地上部特别是叶的Cd和Zn含量,导致其修复效率成倍显著增加;200 mg/kg K处理显著提高Zn修复效率,但300 mg/kg K和50、200 mg/kg P处理却显著降低Cd、Zn修复效率。因此,为改善香根草对较贫瘠土壤中Cd、Zn污染的修复效率,应对香根草适施N肥,并控制或者不施P、K肥为佳。

Cd、Cr(VI)单一及复合污染对菹草叶绿素含量和抗氧化酶系统的影响

主要研究了 Cd、Cr( VI)单一及复合污染对菹草叶绿素含量和抗氧化酶系统的影响 ,研究结果表明 :随 Cd、Cr( VI)胁迫浓度的增加 ,菹草总叶绿素含量下降 ,单一 Cd处理 SOD活性下降 ,POD和 CAT活性表现出先升后降的趋势 ,Cd、Cr( VI)复合污染的效应明显大于单一污染的效应。

不同程度铅锌污染区丛枝菌根真菌和深色有隔内生真菌侵染特征

对陕西凤县铅硐山铅锌矿区4个不同程度铅锌污染样地植物根系的丛枝菌根真菌(AMF)和深色有隔内生真菌(DSE)进行了资源和分布调查。结果表明:(1)无铅锌污染的矿山上调查的15种植物中除黄连木没有检测到AMF侵染、栓皮栎和酸模不能被DSE侵染外,其他植物均能与AMF和DSE共生,但平均侵染率较低,仅分别为32.3%和25.9%;铅锌轻度污染的尾矿荒地和铅中度污染、锌重度污染的尾矿坝植物根系内AMF和DSE侵染率明显提高,AMF的平均侵染率分别为53.3%和68.3%,DSE的平均侵染率分别为38.6%和54.2%;铅锌重度污染的废弃冶炼厂样地植物AMF侵染率明显下降,平均只有17.6%,而DSE的侵染没有受重金属污染的抑制,仍达到60.3%。(2)4个样地植物根际土壤中AMF孢子分布不均匀,每克土的孢子密度在0.08～6.84个,平均为1.5个。对4个样地均有分布的狼牙刺、博落回、山蒿和秦岭风毛菊的AMF、DSE侵染状况调查发现,轻度和中度的铅锌污染能促进AMF与宿主共生关系的建立,而重度污染则显著抑制AMF侵染;AMF孢子密度没有呈现一定的规律性,且与AMF侵染率之间没有显著相关性;DSE侵染率与土壤锌含量存在显著正相关关系(r=0.505,P<0.05),而与土壤铅含量没有显著相关性。可见,AMF和DSE能够广泛存在于铅硐山铅锌矿区,尤其是DSE表现出较强的耐受性和适应性。

4种植物对^(133)Cs和^(88)Sr污染土壤的修复研究

以露地盆栽的苏丹草、向日葵、芥菜、萝卜4种植物为对象,研究它们对土壤中不同浓度(0、2.5、5.0、10.0、20.0、40.0mg/kg)133Cs、88Sr的吸收积累状况,并比较它们对133Cs、88Sr污染土壤的修复效率。结果显示:(1)4种植物单株生物量在各浓度处理下均表现为向日葵>萝卜>芥菜>苏丹草,但它们对133Cs的吸收能力为萝卜>苏丹草>向日葵>芥菜,单株133Cs累积量为向日葵>萝卜>苏丹草>芥菜,单株88Sr累积量表现为萝卜、向日葵>苏丹草>芥菜,而且4种植物对88Sr的吸收能力均强于133Cs。(2)萝卜在除10.0mg/kg133Cs外的各处理中富集系数均大于1,对土壤中133Cs的吸收能力较强;苏丹草在除5.0mg/kg133Cs处理外的转运系数均大于1,其余3种植物在各处理中的转运系数均低于1;88Sr在萝卜体内从根系向上转运到地上部分的能力明显高于其它3种植物,芥菜、向日葵次之。(3)4种植物对88Sr在体内向上的迁移转运能力均大于133Cs。研究表明,向日葵单株对133Cs、88Sr污染土壤的修复效率最高,萝卜次之,且向日葵和萝卜分别因其生物量和吸收能力优势而对被污染土壤中的133Cs和88Sr具有更强的提取能力。

增强的紫外线-B辐射对几种作物和品种生长的影响

在温室条件下 ,以每日 2 .2 k J/ m2 ( CK)、8.82 k J/ m2 ( T1)和 1 2 .6k J/ m2 ( T2 )紫外线 -B辐射 ( UV-B,2 80～ 32 0 nm)剂量研究了 5个黄瓜 ( Cucumissativus L.)品种 ,7个番茄 ( Lycopsicon esculentum Mill)品种及大豆 [Glycine max ( L.) Merr.]、菜豆 ( Phaseolus vulgaris L.)和黄河密瓜 ( Cucumis melo L.)的生长反应。辐射处理 2 5d后 ,测定了株高 ( PH)、叶重( LDW)及总生物量 ( TDW)、叶面积 ( LA)、特定叶重 ( SLW)、上胚轴长度 ( EL)和番茄品种的子叶节周长 ( GCN)。结果表明 ,种间和种内差异显著。但是大多数品种及种的反应指数为负值 ,并呈现强度负相关效应 ,说明 UV-B辐射抑制了它们的生长发育 ,但大豆的反应指数在低剂量的处理下为正值反而促进其生长。UV-B胁迫下 ,大多数种类的上胚轴延伸明显受阻 ,特定叶重增加 ,叶面积和生物量减少 ,番茄的子叶节膨大。作物对 UV-B辐射的种内和种间反应是作物遗传特性上的差异和对环境的适应能力不同所致。

模拟酸雨对青冈和木荷幼苗光合响应特性的影响

选用中国亚热带常绿阔叶林地区常见的先锋植物木荷(Schima superba)和顶极植物青冈(Quercus glauca)为材料,以pH5.6雨水为对照(CK),采用盆栽实验研究了pH分别为4.5,3.5,2.5的酸雨处理下,2种植物的光合作用光响应特性.结果发现:在对照(CK)条件下,木荷和青冈的最大光合速率(Pnmax)分别为6.1,6.14μmol/(m2.s),表观光合量子效率(AQY)分别为0.048,0.035μmol/μmol,光补偿点(LCP)分别为21,45μmol/(m2.s),光饱和点(LSP)分别为152,130μmol/(m2.s),暗呼吸速率(Rd)分别为0.57,1.60μmol/(m2.s),二者的Pnmax,AQY,LCP,LSP以及Rd均无显著差异.但一定程度的酸雨胁迫能显著降低两树种的Pnmax,使LCP和LSP显著升高,而对AQY无显著影响,但酸雨胁迫仅能使木荷的Rd显著升高而对青冈的Rd无影响.各酸雨处理两树种间的Pnmax无显著差异,但木荷的AQY,LCP和Rd在一定酸雨处理下显著低于青冈,LSP高于青冈.总的看来,木荷的光和特征比青冈对酸雨胁迫表现出更强的忍耐性,可能增强其在群落演替中的地位和作用.

香樟凋落叶分解物对辣椒生长发育的影响

采用盆栽试验,研究了香樟（Cinnamomum cam phora）凋落叶（0、25、50、75、100 g凋落叶分别与10 kg土壤混合）分解过程中对辣椒（Capsicum annuum）及其子代生长发育的影响,并采用气质联用（GC MS）技术对凋落叶分解前后的萜类物质进行了检测和对比.结果显示：（1）香樟凋落叶分解物显著地抑制了辣椒的叶片数量、整株叶面积以及株高和基径生长,抑制效应随凋落叶剂量的增大而增强,而分解过的凋落叶和塑料片替代凋落叶原样的试验并不抑制辣椒的生长.（2）观察期内（处理45～76 d）,辣椒的现蕾数、开花数和结实数在各凋落叶处理下均明显低于同期对照;采用指数方程拟合的现蕾、开花和结实动态显示,25 g凋落叶处理使辣椒的始蕾期、始花期和始果期分别推迟了0.81、0.17和1.35d,50 g处理使这3项参数分别推迟了4.69、5.78和6.27d,而75 g和100 g处理均使这3项参数推迟10d以上.（3）辣椒的单株果实产量在凋落叶处理下降低29.44％～61.29％,而单果重受到的影响相对较小.（4）辣椒产出的种子千粒重和子代的生长状况并未受到凋落叶分解物的影响.（5）凋落叶的正己烷提取物中萜类占78.05％,而分解后其相对总量下降至40.76％,峰面积下降至原样的约1％.研究认为：香樟凋落叶添加处理对辣椒营养生长和生殖生长产生的明显抑制作用,不是由凋落叶添加对土壤通气透水性或对受体生长造成机械阻隔引起的,其在分解过程中释放樟脑（Camphor）、1,8-桉叶油醇（1,8-cineole）等萜类物质引起化感作用可能才是关键原因.