不同光温背景下镧对辣根生态生理学效应(Ⅰ):对辣根光合作用影响

采用土培法培养试验,研究在不同光照(1.5、3.0、5.0、8.0、12.0、20.0klx)和温度(10、15、20、25、30、40℃)条件下稀土镧(La)对辣根光合作用的影响。结果表明,辣根适宜生长温度为15～25℃,适宜浓度稀土La(Ⅲ)能明显提高辣根的叶绿素(Chl)含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci),其中以20mg·L-1效果最佳;高、低温下喷施La(Ⅲ)不利于辣根的光合。在较低光照幅度下,La(Ⅲ)仍能有效促进辣根光合作用,呈“低促高抑”现象。且在较低的光照幅度范围内,对较低光照幅度下的促进作用优于较高光照幅度。

不同光照条件下铽对辣根过氧化物酶(HRP)生态毒理效应的影响

采用急性毒性的方法研究不同光照条件下重稀土铽(Tb)对辣根的生态毒理效应。结果表明,不同光照(除光照强度为12.0klx外)下,Tb(Ⅲ)对辣根过氧化物酶(HRP)的影响趋势大致相同。即低浓度的Tb(Ⅲ)(<3mg·kg-1)略微刺激HRP酶活升高(P>0.05),高浓度时明显表现出抑制作用(P<0.05)。但相同浓度的Tb(Ⅲ)对HRP的影响幅度不尽一致,Tb(Ⅲ)=300mg·kg-1时,1.5、3.0、5.0、8.0、12.0klx处理的酶活分别为各光照条件下对照(CK)酶活的78.0%、59.3%、58.5%、52.9%、41.9%。说明强光下,酶活变化幅度较大。根据实验结果运用机率单位法数据处理,比较24h-EC50的大小顺序依次为12.0klx(84.2mg·kg-1)>8.0klx(337.2mg·kg-1)>5.0klx(349.6mg·kg-1)>3.0klx(809.2mg·kg-1)>1.5klx(1185.9mg·kg-1)。表明与弱光相比,强光处理下的Tb(Ⅲ)对HRP毒性大。

不同光温背景下镧对辣根生态生理学效应(Ⅱ):对辣根水分代谢影响

以辣根为试材,研究了不同光温条件下镧对辣根组织含水量、蒸腾速率(Tr)和水分利用率(WUE)的影响。结果表明,La(Ⅲ)对辣根组织含水量、Tr、WUE等水分代谢指标的影响不显著于光温两生长因子。其中15～25℃下La(Ⅲ)对辣根组织含水量、Tr、WUE的影响呈“低促高抑”现象,在15～25mg·L-1范围内出现最大值;而10℃、30℃、40℃下则随着La(Ⅲ)浓度的增加呈先下降、后缓增20mg·L-1左右时增至最大,之后渐减,其中30℃、40℃时60mg·L-1反而升高。说明15～25mg·L-1La(Ⅲ)对缓解辣根植物受高温和低温冷害的影响有一定的作用,但应注意剂量的选择。在不同光照条件下La(Ⅲ)对辣根组织含水量、Tr、WUE的影响,均随La(Ⅲ)浓度的升高呈先增后降,并在15～25mg·L-1范围内出现最值。

不同温度条件下铽对辣根过氧化物酶(HRP)生态毒理效应的影响

采用急性毒性的方法,研究了不同温度下重稀土铽(Tb)对辣根的生态毒理效应。结果表明,低浓度的Tb(Ⅲ)(<3mg·kg-1)略微刺激辣根过氧化物酶(HRP),酶活升高(P>0.05),高浓度时明显表现出抑制作用(P<0.05)。不同温度下,TbCl3对HRP的影响趋势大致相同,而相同浓度的Tb(Ⅲ)对HRP的影响幅度不尽一致,Tb(Ⅲ)=300mg·kg-1时,10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、40℃处理的酶活分别为各温度条件下对照(CK)酶活的55.7%、66.8%、78.0%、50.9%、48.8%、37.5%,说明高温下,酶活变化幅度较大。根据实验结果运用几率单位法进行数据处理,比较24h-EC50的大小顺序依次为40℃(50.1mg·kg-1)>10℃(190.1mg·kg-1)>30℃(193.4mg·kg-1)>25℃(337.2mg·kg-1)>15℃(638.6mg·kg-1)>20℃(1185.9mg·kg-1),表明与常温相比,高温处理下的Tb(Ⅲ)对HRP毒性大。

Tb(Ⅲ)对不同生长阶段辣根过氧化物酶生态毒性:温度效应

稀土农用的环境安全问题是限制稀土在农业上应用的关键。实验以辣根为研究材料,采用生态毒理学中的急性毒性试验方法研究不同生长阶段与不同温度条件下Tb(Ⅲ)对HRP的生态毒性。结果表明,比较不同生长阶段不同温度下对照CK的HRP活性,数据显示不同生长阶段HRP活性对温度响应不尽一致。辣根在不同生长阶段和不同温度下,HRP对高、低剂量Tb(Ⅲ)毒害的响应存在明显差异。进一步比较不同温度各生长阶段的半效应剂量(EC50)及Tb(Ⅲ)对HRP酶活的最小作用剂量(LOEC)、最大无作用剂量(NOEC)变化规律,不同生长阶段温度对Tb(Ⅲ)的生态毒性的影响不同(9月份影响最小),5、9月份HRP对低温敏感,7、11月份HRP对高温敏感,各阶段适温下HRP对Tb(Ⅲ)胁迫的敏感性小于低、高温。