圆叶决明对镉胁迫的生理响应

圆叶决明是我国20世纪80年代从澳大利亚引进的豆科牧草,适合亚热带地区广泛种植.为探明圆叶决明的耐镉性,本文采用添加外源有效态镉的土壤盆栽试验方法,研究不同浓度（0,1,2,4,8mg/kg）镉胁迫对圆叶决明CIP86134生长发育及其生理响应机制.结果表明,镉胁迫抑制圆叶决明的生长发育,降低其生物产量,且随镉浓度的升高,抑制作用加强.当镉处理浓度为4mg/kg时,地下部、地上部生物产量与对照比显著下降,分别为对照的59.69%和63.77%.镉胁迫抑制圆叶决明叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的合成,镉浓度升高,叶绿素含量逐渐降低,处理之间达显著差异水平.镉处理浓度为1～2 mg/kg时,SOD、POD、CAT3类保护酶协调一致,圆叶决明生长正常,地下部、地上部生物产量与对照比差异不显著;镉浓度升高至4 mg/kg,SOD 酶活性降低,MDA 含量升高,POD 和CAT 酶被诱导激活,缓解了镉胁迫对圆叶决明的伤害,生物产量虽显著下降,但未中毒死亡;镉浓度升高至8mg/kg时,MDA 含量显著增加,细胞保护酶系统失调,圆叶决明至收获时全部干枯死亡.圆叶决明吸收的镉主要积累在地下部,迁移系数仅为0.152～0.234.在供试土壤添加外源有效态镉的条件下,圆叶决明能忍耐2mg/kg以下的镉胁迫,可作为南方红壤地区矿山镉污染土壤的生态修复植物类型.

不同母质类型红壤的镉吸附及其形态转化特征

为探明红壤的镉吸附能力及吸附态镉的赋存形态和分配比例,丰富红壤重金属镉污染的理论基础,为红壤镉污染的修复治理提供科学依据,采用恒温培养试验的方法,研究了湘南丘岗区3种典型母质类型红壤的镉吸附和转化特征。结果表明：3种母质类型红壤对外源有效态镉均有较高的吸附容量。其中,以板岩风化物发育的红壤最高,第四纪红土母质发育的红壤次之,而石灰岩风化物发育的红壤相对较低。红壤对外源有效态Cd的吸附是一个快速的反应过程,交换及碳酸盐结合态镉在培养2~12h即达到平衡,随后向不同镉形态转化,约168h后趋于稳定。从红壤吸附态镉的形态分布看,交换及碳酸盐结合态镉是土壤吸附态镉的主要形态,占土壤总吸镉量的53.3%~64.4%,其次为Fe和Mn氧化物结合态镉,占28.4%~32.8%,有机物及硫化物结合态镉和残渣态镉所占比例较少,占7.2%~15.7%。同时,土壤pH值是影响土壤镉吸附容量和镉化学形态的最重要因素。土壤酸化会加剧重金属镉的活化和溶出,提高吸附态镉的生物有效性。

稀土微肥对水稻镉胁迫的缓解效应研究

采用添加外源有效态镉的土壤盆栽试验方法,研究了稀土微肥对镉胁迫下水稻的生长发育及其对矿质养分吸收的影响,并比较了水稻植株不同部位的镉含量。结果表明,在添加1.0 mg/kg外源有效态镉的土壤条件下,施用0.2-0.6 g/kg稀土微肥可促进水稻的生长发育,提高稻谷产量、千粒重和谷草比;当稀土微肥施用量为0.4 g/kg时,稻谷产量、千粒重、根系干质量和谷草比最高,分别较对照提高14.6%、6.3%、22.7%和46.7%;稀土微肥促进水稻对P、K、Mg、Zn、Cu的吸收,抑制水稻对Ca的吸收。供试土壤条件下,施用0.2-0.6 g/kg稀土微肥并未抑制水稻对镉的吸收,相反有促进水稻吸镉并使其向地上部转移的趋势。这与稀土微肥促进了水稻根系的生长发育,增强了水稻的吸收作用有关。从水稻经济性状和生产效益分析,稀土微肥的施用量以0.4 g/kg（相当于900 kg/hm^2）为宜。

镉胁迫对圆叶决明幼苗生长及镉吸收的影响

为探明圆叶决明的耐镉性,笔者采用营养液培养试验的方法,研究了不同浓度镉胁迫对圆叶决明‘CIP86134’和‘ATF3248’幼苗生长发育、矿质养分吸收、Cd的吸收累积及其分布的影响。结果表明:镉胁迫抑制圆叶决明幼苗的生长,株高和出叶速度均低于对照;降低了圆叶决明生物产量和减少Ca、Mg、Cu、Zn的吸收。‘CIP86134’和‘ATF3248’对Cd的忍耐浓度分别为33.4 mg/kg和33.1 mg/kg,为非耐镉性植物。通过形态诊断、生物产量、Cd的吸收累积量等指标的比较,‘CIP86134’的耐镉能力较‘ATF3248’强。对于Cd污染土壤的生态修复来说,‘CIP86134’是更为适宜的品种。

稀土微肥对烟草镉胁迫的缓解效应

采用添加外源有效态Cd的土壤盆栽试验方法,研究稀土微肥对烟草生长发育及Cd吸收的阻止效应。结果表明:Cd胁迫抑制烟草的生长发育,降低N、P、K、Ca、Mg、Zn的吸收,促进Cu的吸收。施用稀土微肥0.4 g/kg土(相当于900 kg/hm^2),可缓解Cd胁迫对烟草生长发育及养分吸收的抑制作用,降低烟叶Cd含量,当Cd添加浓度为1.2 mg/kg时,中下部烟叶Cd含量较未施用稀土微肥处理降低19.7%。供试土壤条件下(未添加Cd),施用稀土微肥0.4 g/kg土,降低烟草对Cd、Zn、Cu的吸收,促进烟草对K的吸收,上部烟叶和中下部烟叶Cd含量分别较对照降低23.4%和7.84%,K含量提高14.1%和9.51%。Cd在烟草中的分布规律为中下部叶>上部叶>烟秆。