香根草对镉-扑草净复合污染胁迫的生理响应

以香根草(Vetiveria zizanioides)为供试材料,采用温室水培方法,研究水体中Cd(初始质量浓度为0.5 mg·L^(-1))、扑草净(初始质量浓度为1 mg·L^(-1))单一或复合污染胁迫对香根草鲜重、叶绿素含量、根系活力、抗氧化酶系统的影响。结果表明:与未添加Cd和扑草净处理(CK)相比,香根草总鲜重和鲜重增长率在单一Cd污染胁迫下没有显著差异(P>0.05),但在单一扑草净和Cd-扑草净复合污染胁迫下显著降低(P<0.05),在单一扑草净污染胁迫下分别下降32.72 g和11.66%,在Cd-扑草净复合污染胁迫下分别下降16.85 g和6.69%。香根草叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)和总叶绿素(Chlt)含量在单一扑草净污染胁迫下呈波动下降趋势,在单一Cd和Cd-扑草净复合污染胁迫下呈波动上升趋势。除0和6 d时以外,其他培养时间单一Cd污染、Cd-扑草净复合污染和单一扑草净污染胁迫下香根草根系活力均显著高于CK。随培养时间延长,在Cd和扑草净的单一及复合污染胁迫下香根草根系和茎叶超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量表现出不同的变化趋势。香根草对水体中Cd和扑草净的单一/复合污染胁迫具有较强耐受反应,能通过抗氧化酶系统间的相互调整来应对胁迫。研究结果可为筛选人工湿地植物用以修复重金属、农药的单一/复合污染提供基础理论依据。

基于分形理论的香根草根系护坡力学性能分析

为了定量评价香根草根系护坡效果,该研究以不同生长期的香根草为对象,基于植被生态学和分形理论获取根系形态参数指标,分析根系分形维数与生长期间演化规律。通过室内三轴试验研究不同含根量和根系分布方式对根土复合体抗剪强度的影响,分析根土复合体黏聚力和内摩擦角与根系分形维数间关系,并建立考虑香根草根系分形维数的边坡稳定性系数模型。结果表明:香根草根系数量和含根量与根系分形维数基本呈线性关系,而根系表面积与根系分形维数呈对数关系,三者均随根系分形维数增多而增大,但增幅均逐渐减小。含根量由0增加至1.0%时,根土复合体黏聚力、内摩擦角分别提高了72.0%和6.9%,含根量对黏聚力影响较大。不同根系分布方式对边坡稳定性影响能力由小到大依次为竖向、倾斜、相交和混合分布,同素土边坡相比,相交和混合分布根系的边坡稳定性系数分别提高了14.7%和15.8%,含根量为1.0%时,相交分布根系的边坡稳定性系数提高了28.4%。根系分形维数与边坡稳定性系数呈线性关系,利用根系分形维数能够评价边坡稳定性。研究结果可为香根草护坡工程提供参考。

长期水陆周期性变化条件下香根草形态性状和生物量分配的可塑性

香根草是能够长期适应三峡水库消落带生境的少数物种之一。虽然国内对香根草的引种栽培和研究已有几十年的历史,但是对香根草在三峡库区消落带长期水陆周期性变化条件下的生态适应对策还知之甚少。为此,以2008年在三峡水库巫山段消落带建立的香根草引种栽培试验示范基地为研究平台,在2016年对海拔166—169 m、169—172 m和172—175 m区段的香根草的形态性状、生物量及其分配特征进行了研究。结果表明:(1)海拔166—169 m香根草的分蘖株数、平均株高、节间数量、节间长度、叶片数/分蘖株、叶片数/丛、叶片长等各指标值均低于海拔169—172 m和海拔172—175 m,海拔166—169 m与其它海拔区段的节间数量差异显著(P<0.05);(2)海拔166—169 m香根草的根系数量最少,但根系长度最长;(3)海拔166—169 m无节间的香根草株数最多,且与海拔172—175 m和海拔169—172 m差异显著(P<0.05);(4)不同海拔区段香根草的总生物量大小表现为海拔172—175 m>海拔169—172 m>海拔166—169 m,且海拔166—169 m与海拔172—175 m差异显著。海拔166—169 m的地下生物量/地上生物量以及茎生物量/叶生物量的比值最小;(5)香根草地上部分的叶、绿茎、枯茎生物量以及地下部分不同土层的根系生物量大小均表现为海拔172—175 m>海拔169—172 m>海拔166—169 m。香根草栽培区不同海拔区段的土壤理化性质总体上不存在显著差异。不同海拔区段香根草生长上的差别主要是受到水淹和水淹过后陆地干旱环境的影响。降低植株高度,控制植株构件大小,缩减生物量,有利于减少低海拔区段香根草在水淹期间的能量消耗;减少根系数量,延长根系长度,有利于拓展和增强香根草在陆地环境生活期间中吸收养分和水分的空间范围和能力;低海拔区段的香根草把生物量更多地分配给地上部分,尤其是叶片,这有利于光合生产,积累碳水化合物,为香根草再次遭受水淹和水淹过后恢复期内的快速生长奠定物质基础和能量储备。香根草的这些生存适应对策,是其能够在三峡水库消落带长期生存的重要机制。

香根草组织培养基中的植物生长调节剂优化研究

为筛选香根草种苗生产各培养阶段的最优植物生长调节剂配方,以香根草植株为试验材料,在MS基本培养基中,添加不同种类和不同浓度配比的植物生长调节剂,分析植物生长调节剂对香根草不同培养阶段的作用效果。研究发现各培养阶段不同植物生长调节剂对香根草生长的影响大小差异显著,在诱导阶段影响的主次关系是2,4-D>6-BA>NAA,在增殖阶段影响的主次关系是IAA>KT>6-BA>NAA,在壮苗阶段影响的主次关系是NAA>6-BA>IAA,在生根阶段影响的主次关系是IAA>NAA>IBA。研究得出各培养阶段最优植物生长调节剂配方:诱导阶段为6-BA 4.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L+2,4-D 0.1 mg/L,增殖阶段为6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.3 mg/L+KT 0.2 mg/L,壮苗阶段为6-BA 0.3 mg/L+IAA 0.2 mg/L,生根阶段为NAA 0.1 mg/L。

香根草对水体中镉-扑草净复合污染的吸收去除动态

在工农业生产过程中,由不合理排放的重金属和残留的农药所形成的复合污染在水体及其沉积物中普遍存在。为探讨香根草(Vetiveria zizanioides)对镉-扑草净复合污染水体的修复潜力,采用温室水培模拟试验,研究香根草对水体中Cd(初始质量浓度为0.5 mg·L^(-1))、扑草净(初始质量浓度为1 mg·L^(-1))单一或复合污染物的吸收积累和去除特征。结果表明,随着培养时间的延长,种植香根草组水体Cd^(2+)和扑草净质量浓度均显著低于未种植香根草(对照)组(P<0.05)。经过30 d的培养,单一Cd和扑草净污染处理水体Cd^(2+)和扑草净实际去除率(R 0)分别显著高于Cd-扑草净复合污染处理(P<0.05)。与对照相比,种植香根草使单一扑草净污染和Cd-扑草净复合污染处理水体扑草净半衰期(t_(1/2))和去除99%扑草净所需时间(t_(0.99))均显著缩短(P<0.05)。扑草净半衰期、去除99%扑草净所需时间和扑草净在水体中的降解速率均表现为种植香根草组显著优于未种植香根草组(P<0.05),单一扑草净污染处理显著高于复合污染处理(P<0.05)。培养期间,香根草对水体中Cd^(2+)的吸收主要富集在根系,根系Cd^(2+)含量显著高于茎叶(P<0.05),两者转移系数均小于1。单一扑草净污染处理扑草净在香根草内最大转移系数为1.90,而Cd-扑草净复合污染处理转移系数均小于1。香根草能够同时去除水体中Cd和扑草净,且对单一污染的去除效果优于复合污染,说明香根草能用来修复重金属、农药单一/复合污染水体,为筛选人工湿地植物修复重金属、农药单一/复合污染理想植物提供基础理论依据。

基于UPLC-Q-Orbitrap-MS技术的九里香根化学成分分析

目的建立超高效液相串联四极杆静电场轨道阱质谱技术(UPLC-Q-Orbitrap-MS)对中药九里香根中的主要化学成分进行分析的方法。方法采用Waters ACQUITY UPLC HSS T3(2.1 mm×100 mm,1.8μm)色谱柱,以0.1%甲酸水(A)-0.1%甲酸乙腈(B)为流动相进行梯度洗脱,正、负离子模式分别采集一级、二级质谱数据。结果通过推导质谱裂解规律、与对照品、文献数据和质谱数据库比对等方式,从九里香根中初步鉴定了63个化学成分,主要包含香豆素类、黄酮类、生物碱类、腺苷类等。其中,26种成分为首次从九里香中发现。结论该方法可为阐明九里香根的药效物质基础提供依据。

香根草对水体中磺胺嘧啶单一及联合污染的去除动态研究

为明确香根草对磺胺嘧啶(SDZ)单一及联合不同磺胺类抗生素(SAs)污染的去除潜力,通过为期15 d的温室水培模拟试验,在起始浓度为100μg/L的磺胺嘧啶和各100μg/L的5种磺胺抗生素(磺胺吡啶、磺胺嘧啶、磺胺甲噁唑、磺胺喹噁啉、磺胺二甲氧嘧啶)联合污染的水培条件下,采集了香根草的生长指标、水体溶液和香根草组织中SDZ的浓度变化,以评估香根草对SDZ的吸收、富集、转移和去除动态。结果表明:SDZ或SAs胁迫下,香根草地上部和根系长度与对照(无污染物)相比差异均不显著。污染暴露的第15天,培养液中种植香根草经单一(CP+SDZ)和联合污染(AP+SAs)处理的去除率分别为38.49%和33.47%,比无植物对照组分别提高了13.47%和15.45%;单一SDZ污染组中香根草对SDZ的去除能力显著强于SAs联合污染,二组水培溶液中的残留浓度分别为61.51、66.52μg/L,t0.99降解周期分别为88 d和111 d,比无植物对照组分别缩短了49、75 d。CP+SDZ组根部和茎叶富集系数均高于AP+SAs组,香根草对SDZ的根部富集能力比茎叶强,富集能力均小于1,转移系数TF处于0.2~0.4间。虽然香根草直接吸收、转运SDZ的浓度有限,但可以有效促进水环境中SDZ的去除。香根草在SDZ培养液中的净去除率与培养液去除率、培养时间、地上富集系数、地上SDZ浓度具有直接关联作用。

香根草根系分泌物对阿特拉津胁迫的响应及对土壤中阿特拉津残留的去除

根系分泌物在污染物的根际修复过程中起着关键作用。研究香根草(Chrysopogon zizanioides)根系分泌物特征以及根系分泌物对土壤中阿特拉津的去除,有助于加深对香根草修复阿特拉津污染土壤机制的理解。通过盆栽试验研究2 mg·kg^(-1)阿特拉津胁迫下香根草根系分泌物的变化以及人工添加香根草根系分泌物对土壤中阿特拉津的去除效果,结果表明,在无阿特拉津和阿特拉津胁迫的香根草根系分泌物中分别检测到88和83种化合物,主要包括烷、烯、酯、酸、腈、酮、酰胺、醇和酚等;与无阿特拉津对照相比,阿特拉津胁迫使香根草根系分泌物中烷类数量减少8.5%,烯类和醇类数量分别增加5.5%和4.1%,同时阿特拉津胁迫导致醇类和酚类相对含量分别增加123.45%和5.19%(P<0.05),而腈、酮、酸、烷、烯、酯、胺和酰胺类化合物的相对含量均有所降低;香根草根系分泌物显著促进土壤中阿特拉津的去除(P<0.05),比对照提高5.51%~16.99%。阿特拉津胁迫下,香根草可能通过调节根系分泌物中烷类、烯类、醇类、酚类等化合物的数量和相对含量以适应胁迫环境。研究结果可为香根草根系分泌物修复阿特拉津污染土壤提供借鉴。

不同植被盖度香根草减少沟渠侵蚀和C,N,P流失的有效性

[目的]探究植物在降低沟渠侵蚀及减少C,N,P流失方面的影响,为流域沟渠侵蚀防控及污染物治理提供技术支撑。[方法]以中国南亚热带集约化蔗区那辣流域沟渠为研究对象,在沟渠中植入不同植被盖度:全部裸露,植被覆盖度为0(BG);部分覆盖,植被覆盖度1%~40%(SC);大部分覆盖,植被覆盖41%~80%(MC);全覆盖,植被覆盖81%~100%(CC)的草本植物香根草。对4—10月的植草沟渠在降雨后定期实地调查和监测,量化不同植被盖度下沟渠的侵蚀与养分流失特征。[结果](1)4—10月,不同植被盖度沟渠宽度、侵蚀量和C,N,P流失量随着时间的增加逐渐增加,大小均表现为:BG>SC>MC>CC。(2)相比于BG,SC,MC和CC沟渠侵蚀量分别降低了37.01%,71.60%和75.04%;C流失量分别降低了35.56%,70.91%和75.23%,N流失量分别降低了35.89%,71.01%和74.39%;P流失量分别降低了34.22%,70.59%和77.01%。(3)相关性分析表明,沟渠侵蚀量与覆盖度和植物根系密度均达到极显著负相关关系(p<0.01),分别解释了沟渠侵蚀变化的91.94%和89.23%。[结论]流域内植草,随着沟渠植被盖度的增加,沟蚀量和养分流失量逐渐降低,且植被盖度在处理MC和CC之间差异不显著。这一结果在改善其他水源区沟渠的侵蚀及降低污染物方面可提供参考依据。

香根草固土护坡技术边坡稳定性研究

香根草是一种根系发达、生物适应性好的植物,文章将植物加固和环境改造作用融入工程科学的范畴,用工程数值分析方法科学定量分析植物对边坡的加固作用。采用GEO5岩土工程有限元分析软件,定量分析了不同龄期香根草的根系分布对边坡浅层、深层滑动面稳定性安全系数的影响。研究结果表明:采用香根草加固对边坡的浅层滑动面稳定性有明显的提高,但对深层滑动面稳定性的提高不明显;龄期达到2年以上时,香根草根系对边坡浅层滑动面的稳定性提高效果更显著。

不同方法提取香根油化学成分的GC/MS分析

采用气相色谱-质谱联用技术（GC／MS）对水蒸气蒸馏法（SD）和微波辅助萃取（MAE）香根油化学成分及其含量进行分析。两种方法提取的香根油主要化学成分基本一致，理化指标基本相同，但MAE法提取产率是SD法的2～3倍，缩短了提取时间。用MAE法优于SD法香根油提取，有利的提高香根草综合利用，提高经济效益。

香根草根系形态分布模型研究

采用直接开挖法,对4株2年生的香根草进行了根系分形特征调查,测量了其根系数量、长度、直径和分枝角度等信息,计算比例参数α和分配参数q。基于Frac Root模型,建立了香根草根系形态分布模型,其可对根长、连结直径和根系生物量等进行预测。通过对预测结果和实际调查统计结果的对比,并应用"微根区管成像系统"进行监测,验证了模型的可靠性。该模型为进行根系固土护坡分析奠定了理论基础。

香根草油香气成分分析

以广东清远种植的香根草为原料,用浸提法提取香根油,采用色谱-质谱联用仪对香根油化学成分进行检测,从分离的94个化学组分中,鉴定出21个化学成分,主要成分含量53.9%,岩兰草醇等萜烯类化合物质占11.4%。在国内首次发现异丁香酚、香兰素2个香气成分在香根草中的天然存在,对香料的应用与合成具有重要意义。

中国野生的香根草种及其保护与分类问题

香根草（Ｖｅｔｉｖｅｒｉａｚｉｚａｎｉｏｉｄｅｓ）这一优良的水土保持和多用途植物目前在热带和亚热带地区广泛推广应用。中国的香根草栽培种主要是在５０年代从国外引进的，但在广东和海南也有这一植物的野生种存在，尤其在广东的吴川有一块面积达６６７０ｈｍ２左右的野生香根草群落。然而，由于人类活动的影响和过度开发利用，４０年间，这片热带草原已遭到严重破坏，面积和蕴藏量都大幅度减少。为了不使这片珍贵的湿地消失殆尽，必须尽快采取措施加以保护。另外，香根草属的系统分类还很不完善，上述在中国分布的野生居群究竟是香根草还是野香根草（Ｖ．ｎｉｇｒｉｔａｎａ），迄今还没有定论，经对标本的研究鉴定，初步确定为香根草（Ｖｅｔｉｖｅｒｉａｚｉｚａｎｉｏｉｄｅｓ）。

香根油的提取及抑菌性研究

以提取率为指标,对超声波萃取香根油的影响因素进行了研究。在单因素试验基础上进行正交试验,通过GC-MS对香根油进行了成分分析,并进行了抑菌试验。试验结果表明,香根油提取的最佳工艺条件为:以无水乙醇为溶剂,料液比为1∶30,粉碎度为100目,提取时间为20min,香根油提取率为5.98%;共鉴定出24种化合物,占总萃取物的35.77%;香根油对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、地衣芽孢杆菌、高地芽孢杆菌均有一定的抑制作用。

香根草在南沙滨海公园海岸线上护坡的应用

香根草在国内外的应用已经几十多年的经验。在我国,特别是在南方地区的水利系统中应用的先例有很多。应用证明,利用香根草的特殊性能并使用正确的专业种植和养护,对于河道土堤边坡的防治,具有良好的生态和经济效益。但对于香根草在海岸线上的应用并不多见。通过在南沙滨海公园的海岸线上的性应用,以探讨香根草在海边边坡防护中应用的可行性、实用性和经济性作用。

香根油提取影响因素实验研究

文章通过对香根草精油提取过程中溶剂种类、浸取时间、辅助方法等影响因素的研究,筛选出一种用乙醇提取、微波辅助的方法,可以较大幅度提高香根草精油的产量。

香根草的广泛用途及其项目开发价值

对香根草的植物特性、理化性、生物性、药用性及在生态、工程、药用保健、建材工业等领域的应用状况和发展进行了系统总结,阐述了香根草在我国的研究和利用现状,旨在更好的推广和利用香根草,并提出其项目的经济开发价值。

响应面优化超声波辅助萃取香根油工艺及其成分研究

以硅胶纯化后的香根油提取率为指标,对超声辅助萃取过程的影响因素进行研究。在单因素试验基础上进行响应面法Box-Behnken试验设计,得出各因素对香根油提取率影响程度的排序为:料液比>超声温度>超声时间,且料液比和超声温度2个因素的交互作用较为显著。当以无水乙醇为溶剂,香根草粒径80目~100目,料液比1∶12(g/m L),超声时间35 min,超声温度68~℃,香根油提取率为3.21%。通过气相色谱-质谱联用法对香根油进行了成分分析,共鉴定出22种化合物,占总萃取物的76.96%。

香根草对富营养化水体净化效果研究

采用浮床种植香根草技术研究了香根草对富营养化水体的净化能力 .结果表明 ,香根草对富营养化水体中的氮、磷、COD、BOD等具有明显的去除效果 ,能显著改善富营养化水体的水质 .