大田条件下不同钝化剂对空心菜吸收镉的影响及机理

通过大田试验,研究4种钝化剂(赤泥、海泡石、钙镁磷肥和磷矿粉)对两茬空心菜(Ipomoea aquatica Forsk.)生长和镉吸收的影响。钝化剂施用量为:赤泥(0.5%和1.0%)、海泡石(0.3%和0.5%)、磷矿粉(450和900 kg.hm-2)、钙镁磷肥(450和900 kg.hm-2)。结果表明,各钝化剂均能显著降低土壤有效态镉质量分数,钝化能力大小表现为海泡石>赤泥>钙镁磷肥>磷矿粉;钝化剂提高了空心菜地上部生物量,第1茬时(50 d),施用高量赤泥、低量海泡石和高量钙镁磷肥处理生物量增加最为明显,地上部分别增加78.7%、75.2%和76.6%。第2茬(80 d),高量赤泥与高量磷矿粉处理增加最高,地上部分别增加24.6%和34.5%。钝化剂对空心菜镉吸收影响不同,第1茬时对根系和地上部分别起促进和抑制作用,施用高量赤泥和高量海泡石最能抑制地上部镉累积,镉质量分数分别降低27.3%和23.2%。第2茬时,除海泡石外,钝化剂均显著抑制了根系和地上部的镉吸收,高量磷矿粉和赤泥效果最佳。总体来看,赤泥是保障农产品安全的最佳钝化材料,海泡石效果最差。

蕹菜典型品种的根系形态学特征及与Cd吸收积累的关系

用盆栽土培试验研究4个蕹菜(Ipomoea aquatica Forsk.)Cd积累典型品种的根系形态学指标及与Cd吸收积累的关系.结果表明:品种和土壤对根系形态学各指标的效应均极显著(P<0.01).与non-Cd-PSC比较,蕹菜Cd-PSC总根长、平均直径、根总表面积及总体积均较低(P<0.001);总体积的差异最大(47.37%),总根长(44.50%)、总表面积(43.05%)的差异次之,平均直径的差异最小(7.71%);2类品种的差异主要体现在直径>1.0 mm的粗根上,蕹菜典型品种的根系形态学特征在不同土壤上表现稳定,可能影响根系吸收Cd的能力和Cd在体内的转运能力.

蕹菜镉积累品种根际土壤水溶性有机质的结构特征研究

采用FTIR和1H NMR、13C NMR研究了蕹菜Ipomoea aquatica Forsk.低Cd品种(QLQ)和高Cd品种(T308)根际土壤水溶性有机质(dissolved organic matter,DOM)的结构特征。结果显示蕹菜两个品种根际土壤DOM均以碳水化合物为主要组成物质,烷基链烃和芳香族物质较少。两个品种根际土壤DOM的结构特征存在明显差异。QLQ根际土壤DOM中羧基C和长链脂肪C的相对含量较T308低,但芳香族物质含量较T308高,烷基链烃物质具有含量高、支链短、分支多的特征;QLQ根际土壤DOM中碳水化合物H含量较T308低,但碳水化合物C含量较T308高,显示碳水化合物结构可能存在品种间差异。推测QLQ根际土壤DOM的结构特征可能影响根际土壤Cd的行为与有效性,导致其对土壤Cd的活化能力较弱,这可能与其低Cd积累特性有关。

蕹菜镉积累典型品种根际微生物群落特征研究

通过根箱试验研究蕹菜(Ipomoea aquatica Forsk)镉低量积累(QLQ)和高量积累(T308)典型品种根际微生物群落特征。结果表明两个品种根际微生物数量、微生物生物量碳均显著高于非根际(p<0.05)。污染土壤和无污染土壤上T308根际可培养微生物总数、细菌和放线菌数量均显著高于QLQ(p<0.05);而污染土壤上T308根际真菌数量显著低于QLQ(p<0.05)。无污染土壤上QLQ根际微生物生物量碳显著高于T308(p<0.05)。两种土壤上平均颜色变化率(AWCD)均为QLQ高于T308。污染土壤上QLQ根际微生物对BIOLOG Eco板各类碳源的利用程度均高于T308,两个品种根际微生物对不同碳源的利用模式亦不同。表明两个蕹菜典型品种根际微生物群落结构和功能存在显著差异,代谢活性较高可能是QLQ区别于T308的重要根际微生物群落特征。

水体表面浮植水蕹菜养鱼

随着草食性鱼类养殖的迅速发展,青饲料供不应求和青饲料地十分紧缺等问题日益突出。为寻求解决这些问题,作者于1985—1988年进行了水体表面浮植水蕹菜养鱼的研究工作。现将主要研究结果报道如下。

提高蕹菜种子活力的试验研究

采用培养皿发芽法，研究了化学药剂、吸湿-回干、人工老化处理对蕹莱（Ipomoea aquatica Forsk．）种子发芽的影响。结果表明，GA3＋Ca^2＋混合液处理蕹菜种子，对促进种子发芽和提高种子活力表现加成作用，以50mg·L^-1GA3＋5mmol·L^-1Ca^2＋处理较为适宜。蕹菜种子经稀HCl预处理1h后，以100mg·L^-1GA3浸种处理，可明显提高种子发芽势和活力指数，促进种子发芽。用30mmol·L^-1～50mmol·L^-1的低浓度NaCl胁迫处理蕹菜种子，能提高种子发芽率；随着NaCl胁迫浓度的增大，对发芽抑制作用明显增强。低浓度（0．05％-0．07％）ZnSO4浸种可促进种子发芽，高浓度（〉0．09％）则抑制种子发芽。吸湿-回干处理种子10h，可提高种子活力，促进发芽。蕹菜种子进行短期的人工老化处理，可显著或极显著提高种子活力。

根际微生物区系与蕹菜茎叶镉含量的关系

通过根箱试验,研究了2种蕹菜镉积累典型品种,即强坤柳叶白骨(QK,Cd-PSC)和台湾308纯白柳叶(T-308,非Cd-PSC)的根际土壤微生物区系。结果表明:品种间茎叶镉含量差异极显著;根系微生物对QK起抑制作用,而对T-308起促进作用,且对QK的影响作用大于对T-308的作用。QK茎叶镉含量与根系真菌变化关系最密切;而T-308与根系细菌变化关系最密切。

蕹菜不同镉积累品种根系分泌物化学组分分析

为研究蕹菜2个镉积累典型品种根系分泌物组分的差异,采用GC-MS对蕹菜低镉积累品种QLQ和高镉积累品种T308的根系分泌物进行检测分析。结果显示,QLQ和T308的根系分泌物分别鉴定出22种化合物,包括酸类、酯类、烃类、酮类、醇类、酚类、肼类等,QLQ和T308根系分泌物有13种化合物相同,QLQ根系分泌物特有的物质有9种,T308根系分泌物特有的化合物有9种;QLQ根系分泌物中酸类、酮类化合物的相对含量高于T308,而酯类、烃类、醇类、肼类化合物的相对含量均低于T308。蕹菜2个品种根系分泌物的种类和相对含量存在差异,可能与镉积累能力的品种间差异有关。

蕹菜镉积累典型品种的根际土壤酶研究

通过在镉含量高、低不同的2种土壤上的自制根箱试验并对所种植作物的镉含量进行相关性分析,研究了两种蕹菜镉积累典型品种,强坤柳叶白骨(QK,Cd-PSC)和台湾308纯白柳叶(T-308,非Cd-PSC)的根际土壤酶区系。结果表明:品种间茎叶镉含量差异极显著;在高镉条件下,蕹菜茎叶Cd含量与根际转化酶活性呈显著正相关;在低镉条件下,与根际碱性磷酸酶活性呈显著负相关。

空心菜新品种农艺性状及产量比较试验

对4个空心菜品种进行比较试验,结果表明:新品种旺农薯叶和万丰竹叶长势较好,抗病性较强,单株生物产量明显优于对照(本地薯叶),产量较高,建议进一步扩大生产试验。

蕹菜不同镉积累品种的根际土壤化学特征

采用根箱试验研究蕹菜低Cd品种(QLQ)和高Cd品种(T308)的根际土壤化学特征.结果表明:QLQ根际DTPA-Cd含量显著高于T308(P<0.05).QLQ根际pH、氧化还原电位(Eh)显著高于T308(P<0.05),电导率(EC)的表现相反.QLQ根际有机质和水溶性有机质(DOM)含量均高于T308.在污染土壤上,根际低分子量有机酸的组成与含量均存在品种间差异.T308根际检测到乙酸、丙酸、柠檬酸和延胡索酸,而QLQ根际仅检测到柠檬酸和延胡索酸.QLQ根际低分子量有机酸总量(1.93 nmol·g-1DM)极显著低于T308(15.11 nmol·g-1DM,P<0.01).与T308比较,QLQ表现出明显不同的根际土壤化学特征.推测QLQ低Cd积累的根际化学机理可能在于:较高含量的有机质、较低含量的低分子量有机酸及其特异性组成,以及较低的酸化和还原能力,导致其对土壤Cd的活化能力较低,从而降低植株对Cd的吸收积累.

蕹菜典型品种中Cd、Pb、Cr、Ni等重金属含量及其相关性

目的:蕹菜(Ipomoea aquatica Forsk.)Cd(镉)积累典型品种对Cd、Pb(铅)、C(r铬)、N(i镍)等多种重金属的吸收积累及相互关系。方法:采用盆栽试验,分析4个蕹菜Cd积累典型品种在6种土壤上的两茬茎叶及根Cd、Pb、Cr、Ni含量及相关性。结果:①品种和土壤对供试蕹菜典型品种Cd含量的效应均达显著水平(P<0.05),对Pb、Cr和Ni含量的效应因重金属、收获时期及部位而不同,二者对Cd、Pb含量具一定的交互效应。②两茬茎叶Cd含量平均值均为T308>GDB>QLB>QLQ,根Cd平均含量高于茎叶Cd平均含量;除Cr外,根Pb和Ni平均含量均高于茎叶。③Cd、Pb、Cr、Ni含量呈现复杂的相关关系。茎叶Cd含量与Pb含量正相关,且第一茬相关性极显著(P<0.01);Pb含量与Ni含量相关关系明显,第一茬茎叶、根Pb含量与Ni含量的正相关达到显著(P<0.05)或极显著水平(P<0.01),但第二茬茎叶Pb含量与Ni含量却显著负相关(P<0.05);Pb含量与Cr含量的相关性仅第一茬茎叶显著(P<0.05);Cr含量与Ni含量的相关性仅第二茬茎叶达极显著水平(P<0.01)。结论:蕹菜典型品种对Cd、Pb、Cr、Ni的吸收积累存在协同和拮抗两种作用。

低密度聚乙烯微塑料对空心菜生长和生理特征的影响

土壤中微塑料污染及其毒理学效应逐渐引起关注,但微塑料对农作物生长和生理的影响机制研究仍相对匮乏.为探讨微塑料对农作物生长和生理生化的影响,选用不同质量分数(0%、0.2%、5%和10%)的低密度聚乙烯(LDPE MPs)进行盆栽试验,研究了其对柳叶空心菜(Ipomoea aquatica Forsk)种子发芽率、光合色素含量、生物量、抗氧化酶活性、可溶性蛋白和可溶性糖含量等的影响效应.结果表明,LDPE MPs显著抑制了(P<0.05)空心菜种子活力,且质量分数越高抑制效果越显著.然而,5%LDPE MPs显著促进空心菜地上生物量;0.2%LDPE MPs显著促进空心菜叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性,而10%LDPE MPs则显著提高了过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性;丙二醛(MDA)含量随LDPE MPs质量分数的增加呈梯度式下降,较对照处理降低了15.53%~27.39%.LDPE MPs显著提高了空心菜叶片可溶性糖含量.综上可知,LDPE MPs可抑制空心菜种子活力,但会促进其生物量累积;空心菜可通过调节抗氧化酶活性和可溶性蛋白含量来缓解LDPE MPs造成的氧化胁迫.研究结果可为评估微塑料对蔬菜生产的影响提供参考依据.