土壤Cd胁迫对三七生长和根系DNA损伤及抗氧化酶活性的影响

采用盆栽实验法，研究了土壤中添加0．0（对照）、0．1、0．3、0．6、1．0、3．0、6．0、10．0和30．0mg·kg-1Cd对三七[Panaxnotoginseng（Burk．）F．H．Chen]生长和抗氧化酶活性的影响，并采用彗星实验对cd胁迫条件下三七根尖细胞的DNA损伤进行了分析。结果显示：随土壤cd添加量增加，三七的成活率、株高、单株复叶数和单株叶面积以及单株根、茎和叶片的干质量及鲜质量总体上呈先升高后降低的趋势；其中，各处理组三七植株的成活率和单株复叶数均高于对照，而株高和单株叶面积则在cd添加量较低的条件下高于对照、在Cd添加量较高的条件下低于对照；单株根、茎和叶的鲜质量及干质量在Cd添加量30mg·kg-1条件下均小于对照但差异不显著。随cd添加量的提高，三七根系中SOD和CAT活性呈先上升后下降、再上升再下降的变化趋势，而POD活性总体上逐渐升高；其中，cd添加量0．6、1．0、3．0和30．0mg·kg-1。处理组的SOD活性极显著或显著低于对照，而各处理组的POD和CAT活性总体上均高于对照且在Cd添加量1．0～30．0mg·kg。条件下与对照有极显著差异。彗星实验结果表明：各处理组三七根尖细胞的彗尾长、尾部DNA相对含量和Olive尾矩均有差异，其中，在Cd添加量较高的条件下各指标均高于对照但差异均不显著。研究结果显示：在较低水平的土壤Cd胁迫条件下，三七的生长、抗氧化酶活性和根系DNA均没有受到明显伤害，而较高水平的Cd胁迫则对其生长和抗氧化酶活性有抑制作用，且根尖细胞DNA损伤也较严重。

Cd胁迫对金娃娃萱草生长及生理指标的影响

【目的】通过对金娃娃萱草（Hemerocallis hybridus‘Stella de Oro’）在重金属Cd胁迫条件下的生长及生理特性研究,探讨金娃娃萱草抗重金属Cd的能力,为重金属污染土壤的植物修复提供理论依据。【方法】以多年生金娃娃萱草分株苗为材料,利用盆栽试验,以土壤中未施入Cd为对照,探讨土壤中不同Cd含量（0.3,1,20,100mg/kg）和胁迫时间（30,60,90,120d）处理后,金娃娃萱草株高、干质量、叶片光合及抗氧化酶活性等指标的变化。【结果】Cd含量小于1mg/kg时可促进金娃娃萱草生长,Cd含量大于1mg/kg时,植株高度和生物量呈下降趋势;金娃娃萱草叶片叶绿素a和b、总叶绿素、类胡萝卜素含量随Cd含量的增加呈先增后降趋势,转折点出现在1mg/kg处理水平上;与对照相比,金娃娃萱草POD活性随Cd含量的增加逐渐增大;低Cd含量（≤1mg/kg）处理下SOD活性有所增加,尔后随含量的增加SOD活性下降;金娃娃萱草净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs）日变化均呈双峰曲线,峰值出现在10：00和16：00,胞间CO2浓度（Ci）则在10：00和16：00出现谷值。【结论】在Cd（0.3-100mg/kg）含量胁迫的伤害阈值内金娃娃萱草无死亡现象,其适用于含量〈1mg/kg的Cd污染土壤的修复。

土壤Cd胁迫条件下外源NO与EDDS复合处理对紫苜蓿生长、生理和Cd积累的影响

采用盆栽法研究了15 mg·kg^(-1)Cd胁迫条件下0.05~0.30 mmol·L^(-1)硝普钠(SNP)与0.50和1.50 mmol·L^(-1)[s,s]-乙二胺二琥珀酸(EDDS)单一或复合处理对紫苜蓿(Medicago sativa Linn.)幼苗生长、生理和Cd积累的影响,并分析了生长和Cd积累指标间及其与SNP和EDDS浓度的相关性。结果显示:在土壤Cd胁迫条件下,与对照(不施用SNP和EDDS)相比,不同浓度SNP单一处理总体上可提高紫苜蓿幼苗的株高、主根长、地上部的鲜质量和干质量、地下部的鲜质量和干质量、根系活力及光合色素含量,也可提高地上部和地下部的Cd含量、Cd转运系数、地上部和地下部的Cd富集系数、Cd修复效率、地上部各亚细胞组分的Cd含量及地下部细胞器和可溶部分的Cd含量;经不同浓度EDDS单一处理后,上述多数指标显著升高,仅部分指标显著降低;而经不同浓度SNP与EDDS复合处理后,部分生长、生理和Cd积累指标高于对照或同浓度SNP单一处理,其中,经不同浓度SNP与0.50 mmol·L^(-1)EDDS复合处理后,部分指标还高于同浓度SNP与1.50 mmol·L^(-1)EDDS复合处理。总体上看,0.10~0.20 mmol·L^(-1)SNP与0.50 mmol·L^(-1)EDDS复合处理对紫苜蓿幼苗的生长、生理和Cd积累的促进作用更明显;地下部的Cd含量和Cd富集系数大幅度高于地上部,地上部和地下部的细胞壁和可溶部分的Cd含量大幅度高于细胞器和线粒体。在SNP单一处理下,紫苜蓿幼苗地上部的Cd含量和Cd富集系数以及地下部的鲜质量、干质量、Cd含量和Cd富集系数与SNP浓度显著正相关;在不同浓度SNP与1.50 mmol·L^(-1)EDDS复合处理下,地上部Cd含量和Cd富集系数与SNP浓度显著负相关;而在其他处理条件下,生长和Cd积累指标与SNP和EDDS浓度无显著相关性。综合分析结果表明:在土壤Cd胁迫条件下,施用适宜浓度的SNP和EDDS有利于紫苜蓿幼苗的生长及对Cd的吸收积累,有助于细胞壁中Cd向可溶部分转移及降低细胞器和线粒体中Cd含量。综合考虑认为,0.10~0.20 mmol·L^(-1)SNP与0.50 mmol·L^(-1)EDDS联用可强化紫苜蓿对Cd污染土壤的修复效应。

Cu-Cd复合胁迫对2种萱草生长与抗氧化酶活性的影响

【目的】对金娃娃萱草(Hemerocallis hybridus Stella de Oro)和大花萱草(Hemerocallis middendorffii)在Cu-Cd复合胁迫条件下的生长及生理特性进行研究,为重金属污染土壤的花卉植物修复提供理论依据。【方法】以金娃娃萱草和大花萱草多年生分株苗为材料,进行盆栽试验,以不处理植株为对照,探讨不同Cu-Cd复合处理(T1:Cu 100mg/kg+Cd 0.3 mg/kg,T2:Cu 400 mg/kg+Cd 1 mg/kg,T3:Cu 800 mg/kg+Cd 20 mg/kg,T4:Cu1 200mg/kg+Cd 100mg/kg)和胁迫时间(30,60,90,120d)下,2种萱草株高、干质量、叶片光合色素含量、净光合速率、蒸腾速率及抗氧化酶(POD、SOD)活性等生理指标的变化。【结果】T1处理促进了大花萱草的生长,随着Cu-Cd胁迫的继续加剧,其植株高度和生物量下降;与对照相比,Cu-Cd胁迫处理金娃娃萱草植株高度和生物量一直呈下降趋势。与对照相比,大花萱草T1处理SOD活性有所增加,而后随胁迫强度的增加,SOD活性逐渐下降;金娃娃萱草SOD活性一直呈下降趋势;2种萱草POD活性均随Cu-Cd复合含量的增加逐渐上升。金娃娃萱草叶片叶绿素含量随Cu-Cd复合含量的增加而降低,而大花萱草叶片叶绿素含量呈先增加后降低趋势;2种萱草净光合速率和蒸腾速率均呈双峰曲线,峰值出现在10:00和16:00。【结论】大花萱草对Cu-Cd复合胁迫的耐受性较金娃娃萱草强,更有利于对重金属污染土壤的修复。

干旱和Cd胁迫对土壤生物活性与酶活性的影响

在盆栽试验条件下,采用重金属Cd不同浓度的溶液处理土壤,并在玉米拔节—大喇叭口期、大喇叭口—抽雄吐丝期、抽雄吐丝—成熟期进行干旱胁迫处理,研究玉米不同生育期干旱胁迫下重金属Cd不同浓度对土壤中3种微生物(细菌、放线菌、真菌)总数、土壤酶活性和土壤呼吸强度的影响。结果显示:干旱胁迫和重金属Cd不同浓度处理下,土壤中3种微生物的总数、土壤酶活性、土壤呼吸强度差异均达到显著水平。重金属Cd的不同浓度处理对土壤转化酶有抑制作用,而对土壤呼吸强度和土壤过氧化氢酶的影响则随着Cd浓度的增加先促进后抑制。其中当Cd浓度≤5 mg·kg^(-1)对土壤中3种微生物总数和土壤呼吸有促进作用,Cd浓度≥15 mg·kg^(-1)对土壤中3种微生物总数和土壤呼吸有抑制作用;Cd浓度≤1mg·kg^(-1)对土壤过氧化氢酶有促进作用,Cd浓度≥5 mg·kg^(-1)对土壤过氧化氢酶表现出抑制作用,浓度越高抑制作用越明显。土壤中3种微生物总数、土壤过氧化氢酶活性、土壤呼吸强度在玉米不同生育期均与土壤含水量成正相关,而土壤转化酶活性在玉米抽雄吐丝——成熟期受土壤含水量的影响不大,未达到显著水平。总之,玉米生育期中干旱胁迫下重金属Cd不同浓度与土壤微生物、土壤酶活性、土壤呼吸强度密切相关。

毒性金属Cd和Pb对土壤酶活性的胁迫效应研究

通过在土壤中添加外源重金属的室外盆栽试验,并运用相关分析和通径分析的方法,综合评价土壤基本化学性质及重金属Pb,Cd浓度对土壤酶活性的影响,取得如下一些研究结果:重金属Cd,Pb对土壤脲酶活性均表现出一定的抑制作用,脱氢酶对重金属的投加更为敏感,呈现显著的抑制作用。随着重金属浓度的提高,脲酶和脱氢酶活性总体上呈下降趋势,而酸性磷酸酶对重金属Pb,Cd的反应不敏感。因此用脱氢酶和脲酶活性来指示重金属Pb和Cd对土壤的污染是可行的。通径分析显示,土壤中Pb,Cd浓度、全磷含量与脲酶活性有较高的直接通径系数,直接作用是此3种因素影响脲酶活性的主要途径;土壤中Pb,Cd浓度对脱氢酶活性表现出强烈的直接作用,但被其反向间接作用减弱;土壤有机质含量和土壤全磷含量对酸性磷酸酶活性表现出较强的正向直接作用。

促根剂及水分胁迫对Cd污染异质土壤中小麦吸收、转运Cd的影响

为了研究促根剂与水分胁迫诱导小麦根伸长及其降低小麦对异质土壤中Cd吸收转运的影响,本研究制备了不同浓度Cd污染土壤,利用根箱法设置了3种不同土层(0~6cm、7~12cm及13~18cm)下的Cd污染异质土壤,研究了3种添加比例(0.1%、0.2%和0.4%)下促根剂与3种水分胁迫诱导(60%、50%和40%MWHC)下小麦根伸长对降低小麦Cd吸收、转运的影响。结果表明:不同促根剂与水分胁迫诱导处理可以明显促进小麦根系生长,表现为小麦根系总长与根表面积的显著增加,其中促根剂促使下层(13~18cm)土壤中小麦根系总长增加了63.2%~205.9%,水分胁迫诱导增加了69.1%~91.2%。不同促根剂处理可以不同程度增加小麦分蘖数,从而增加了小麦籽粒生物量(小麦籽粒生物量增加5.6%~50.3%);与对照相比,除了40%MWHC水分处理(WS3)外,不同促根剂与水分胁迫处理可以显著降低(P<0.05)Cd污染异质土壤中小麦茎叶与籽粒中Cd的浓度,降低范围分别为24.0%~41.5%和23.0%~42.7%,其中以添加0.4%促根剂处理效果最佳,不同处理对降低小麦籽粒Cd含量效果顺序为RA3≈RA2>WS2≈RA1≈WS1>WS3。基于上述结果,RA2和WS2在Cd异质污染农田修复中具有较大的应用价值。

Cd胁迫对马铃薯根际土壤细菌群落组成及多样性的影响

为揭示Cd胁迫下马铃薯根际土壤细菌群落结构差异及根际细菌对Cd胁迫的响应特征,并为深入研究马铃薯根际土壤细菌与耐Cd性之间的关系提供理论基础,应用高通量测序技术对不同含量(0、10、50、100 mg/kg)Cd胁迫下马铃薯根际土壤细菌多样性和群落结构进行研究。结果表明,Cd含量为100 mg/kg时,马铃薯根际土壤细菌多样性最低;Cd含量为10 mg/kg时,马铃薯根际土壤细菌多样性最高。在门水平上,变形菌门(Proteobacteria)为优势菌门,占比为37.78%~48.28%;在属水平上,水恒杆菌属(Mizugakiibacter)为优势菌属,占比为9.16%~20.44%。主成分分析表明,马铃薯根际土壤细菌受Cd胁迫后,其群落结构与对照具有明显差异。利用相关性分析得到3个对Cd具有耐性的细菌菌属,分别是苔藓杆菌属(Bryobacter)、Flexivirga和Jatrophihabitans。

球孢白僵菌在重金属Cd(Ⅱ)作用下抗氧化酶系变化

测定球孢白僵菌Beauveria bassiana分生孢子在重金属镉Cd(Ⅱ)作用下不同时间段超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)及谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性的变化,以探讨球孢白僵菌分生孢子应对重金属胁迫时的生理生化反应。结果表明:Cd(Ⅱ)胁迫初始阶段(2-6 h),球孢白僵菌分生孢子中POD活性出现抑制现象,POD对Cd(Ⅱ)胁迫较敏感。Cd(Ⅱ)胁迫4 h后,GST、SOD、CAT酶活性均显著增加。GST活性在Cd(Ⅱ)胁迫早期酶活变化最为明显,对菌体细胞起到关键的保护作用。后期GST活性较低,因此其保护作用较弱;POD的活性变化则与GST相反,POD在Cd(Ⅱ)胁迫后期对菌体细胞起到关键的保护作用;Cd(Ⅱ)胁迫下,CAT活性稳定且变化不明显但仍高于正常状态下的CAT酶活;SOD始终保持高的酶活性,在这些抗氧化保护酶中,以SOD最为重要。结果表明,抗氧化酶活性的提高与维持是球孢白僵菌耐Cd(Ⅱ)胁迫的重要生理基础。

干旱与Cd双重胁迫对土壤-小麦-蚜虫系统Cd转移规律影响的研究

为探究干旱和重金属双重胁迫对土壤-小麦-蚜虫系统内Cd转移规律的影响,为小麦蚜虫的生态调节提供理论依据,本研究以麦长管蚜[Sitobionavenae(Fabricius)]为研究对象,用原子吸收分光光度法分别测定不同土壤Cd含量(100 mg·kg^-1、200 mg·kg^-1)及不同程度干旱胁迫(无胁迫、中度胁迫、重度胁迫)处理下小麦根茎叶及蚜虫体内的Cd含量。结果表明:土壤Cd含量及干旱单一胁迫均对小麦及蚜虫体内的Cd含量造成了显著影响(P<0.05)。两者交互作用对小麦根部及叶部的Cd含量影响显著,而对小麦茎部及蚜虫体内Cd含量影响不显著。在相同胁迫条件下, Cd在小麦中的积累分布为根>茎>叶。随着干旱胁迫程度增大,小麦根部Cd含量及土壤-根转移系数降低,茎部Cd含量及根-茎转移系数升高,麦长管蚜Cd含量在土壤Cd含量100mg·kg^-1下高于土壤Cd含量200 mg·kg^-1;中度干旱胁迫增加了麦长管蚜体内Cd累积量,而重度干旱胁迫则降低了其体内Cd累积量。叶-蚜虫的Cd转移系数明显大于土壤-根、根-茎和茎-叶转移系数且大于1,说明Cd在麦长管蚜体内产生了生物富集作用。综上所述,干旱胁迫促进了Cd从土壤向小麦茎部转移和根部Cd累积,但抑制了Cd从根部到茎部转移和茎部Cd累积;中度干旱胁迫促进了麦长管蚜体内Cd的积累,而重度干旱胁迫抑制了麦长管蚜体内Cd的积累。

可降解螯合剂对铅镉胁迫下刺槐离子富集、生长及土壤特性的影响

可降解螯合剂可增加植物对重金属的富集作用。试验以刺槐材料,在铅(Pb)600 mg·kg^(-1)和镉(Cd)20 mg·kg^(-1)复合污染土壤中,加入不同浓度0.5、2.5和5.0 mmol·kg^(-1)的氮基三乙酸(Nitrilotriacetic acid,NTA)和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(Sodium Alcohol Ether Sulphate,AES),测定其对离子富集、刺槐生长特性及土壤特性的影响。结果表明:NTA和AES均促进了刺槐根对铅镉离子的富集,低浓度NTA与高浓度AES促进了刺槐根干重的累积;高浓度AES显著提高了刺槐地上部对铅镉离子的富集(p<0.05),铅镉离子转运率AES>NTA;NTA和AES螯合剂处理对刺槐幼苗生长影响不显著;螯合剂处理促进了土壤酸性磷酸酶活性;土壤pH值AES>NTA。高浓度5.0 mmol·kg^(-1)AES对刺槐生物量的积累、铅镉离子的富集和向地上部的转运均有良好促进作用,在刺槐强化修复重金属污染土壤中具有一定的参考价值。

外源AsA对土壤重金属镉胁迫下石竹(Dianthus chinensis)幼苗生长的影响

为探讨外源抗坏血酸(AsA)对土壤重金属镉(Cd)胁迫下石竹(Dianthus chinensis)幼苗生长的影响,采用温室盆栽试验,研究了不同浓度(0、20、40、60、80、100mg·L-1)的外源AsA处理对50mg·kg-1Cd胁迫下石竹幼苗生长的影响。结果表明:50mg·kg-1Cd显著抑制了石竹幼苗的生长,≤40mg·L-1的外源AsA可显著缓解Cd胁迫,石竹幼苗的生物量、株高、分蘖数、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)的活性,AsA和谷胱甘肽(GSH)的含量都显著高于Cd胁迫下石竹幼苗,而细胞膜透性、地上部Cd含量的产生速率以及H2O2的积累量则显著低于Cd胁迫下石竹幼苗;但随着外源AsA喷施浓度的增加,缓解效应下降,甚至产生促氧化效应。综合试验各因素表明,35～45mg·L-1的外源AsA对石竹幼苗受到的Cd毒害缓解效果较佳。

3种土壤下巨菌草对镉胁迫的生理响应

通过盆栽试验研究了四川盆地3种典型土壤(冲积土、紫色土和黄壤)不同浓度镉(Cd)处理(0、20、50、100 mg·kg^(-1))对巨菌草植株生长的影响以及对抗氧化酶、丙二醛(MDA)、可溶性糖、可溶性蛋白和叶绿素等生理生化指标的影响。结果表明:3种土壤条件下,20 mg·kg^(-1)的Cd处理浓度对巨菌草的生长未造成显著影响,而随着处理浓度的增加,巨菌草的生长受到了显著的抑制作用;巨菌草地上部和地下部生物量随着Cd处理浓度的增加而呈现下降趋势,各部分生物量的降幅表现为黄壤>紫色土>冲积土。巨菌草地上部与地下部植株Cd含量随着Cd处理浓度的增加而显著增加,且表现为黄壤>紫色土>冲积土。巨菌草叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性均随着Cd浓度的增加呈先升高后降低的趋势;随着Cd处理浓度的增加,可溶性蛋白含量呈下降趋势,而丙二醛(MDA)和可溶性糖的含量则表现出上升趋势。总体来看,巨菌草对Cd污染具有一定的忍耐力和富集吸收作用,3种土壤类型中巨菌草对Cd的生理响应有所差异,但与其他2种土壤相比,冲积土中生长的巨菌草抗氧化酶活性的变化幅度和MDA含量都比较低,可溶性蛋白、叶绿素含量相对较高,表现出较强的耐Cd性。

镉胁迫下2种钾肥对油麦菜品质及土壤的影响

采用盆栽试验,研究了Cd胁迫下不同用量的K2SO4和KCl对油麦菜Lactuca sativa L.品质及土壤的影响.结果表明:Cd胁迫下,适量的K2SO4可提高油麦菜产量,降低可食部分Cd含量,同时油麦菜的硝酸盐含量显著增加,营养品质有所降低;而KCl则表现出相反的趋势.随着钾用量水平的提高,K2SO4和KCl均提高了土壤速效K含量,K2SO4对碱解N和有效P含量影响不显著;在施钾(K2O)水平为400 mg/kg时,2种钾肥处理的土壤pH较不施钾处理有显著降低,土壤DTPA-Cd含量则明显增加.总体上看,在降低油麦菜可食部分Cd含量方面K2SO4优于KCl,提高油麦菜营养品质方面则KCl优于K2SO4,但KCl增加土壤DTPA-Cd含量的风险亦大于K2SO4.

土工格栅加筋膨胀土的固结排水剪特性

以南水北调中线新乡渠段的膨胀性泥灰岩风化土为填料,聚酯(PET)双向土工格栅为筋材,对不同围压下未加筋及不同层数加筋的压实膨胀土进行了三轴固结排水剪试验。试验结果表明,其应力应变曲线均呈应变硬化型,加筋土的硬化程度提高,总体上符合Duncan-Chang非线弹性模型的双曲线关系;加筋土的初始屈服应力及峰值强度提高,且随加筋层数增多,其提高幅度增大;围压较大时,初始屈服的应力与应变较大,峰值强度较大;但随围压增大,加筋土峰值强度提高的幅度减小;加筋土的粘聚力有较大提高,但提高幅度与加筋层数的关系不显著;加筋土的内摩擦角也有不同程度提高,其提高幅度随加筋层数增多而增大。

不同芥菜品种(系)对镉胁迫的响应

为了解不同芥菜品种对Cd的响应和富集特征,为芥菜安全生产和Cd污染土壤修复提供理论依据,通过水培镉胁迫试验,在143个芥菜品种(系)中筛选出9种长势较好的芥菜进行土壤盆栽试验,分析不同Cd浓度(CK、处理1、处理2、处理3分别为0、5、25、50 mg·kg^(-1))对芥菜株高、鲜重、叶绿素的影响,总结Cd在芥菜根和地上部的分布特征。研究发现,(1)品种5在3个处理均未存活,其他8个品种在处理1均可存活,在处理2多数品种(品种6、9除外)可以存活,在处理3均未存活;与CK相比,其株高、鲜重在处理1无显著变化,在处理2显著下降。8种芥菜叶绿素对Cd的响应规律不一致,但多数品种(1、3、7、8、9)叶绿素a有下降趋势,且处理2与CK相比,下降显著。(2)土壤Cd浓度在5 mg·kg^(-1)以上时,8种芥菜均可富集Cd,不能作为低Cd吸收品种种植;其地上部Cd富集系数均>1、转运系数均<1,Cd的主要富集部位在根部,品种3、7、8在处理2时地上部Cd含量(干重)接近100 mg·kg^(-1),品种2、4在处理1、处理2地上部Cd提取量高于140μg·株^(-1)。(3)8种芥菜均不属于Cd超积累植物,但其在土壤中Cd浓度为5 mg·kg^(-1)时生物量未受影响,富集系数均>1,具备富集Cd的能力。可选种品种2、3、4、7、8[即高9、2017442297(血经芥菜)、2017442241、澳洲清甜香油芥菜、香港甜脆竹芥]修复5 mg·kg^(-1)以下的Cd污染土壤。

土壤镉胁迫对紫金牛生理特性的影响

以紫金牛为试验材料,研究了土壤不同质量分数镉(25、50、100、200 mg·kg^(-1))对于其生理特性的影响。结果表明:胁迫后各处理组叶绿素质量分数、PSII原初光能转化效率(F_v/F_m)、光化学淬灭系数(q_P)、表观电子传递速率(E_(T,R))值持续降低,植株对于光能利用能力下降,热耗散升高;丙二醛(MDA)质量摩尔浓度持续上升,膜质过氧化加剧。胁迫15 d,处理Ⅰ(25 mg·kg^(-1))净光合速率、超氧化物歧化酶(SOD)活性高于对照,其余处理低于对照,各组可溶性糖质量分数升高,可溶性蛋白质量分数降低;处理60 d,植株可溶性糖质量分数、净光合速率低于对照,可溶性蛋白质量分数、SOD活性高于对照,机体增强对活性氧的清除和生物膜的保护,可溶性糖的合成受到影响。随着镉质量分数的加大,紫金牛叶片产生不同程度的外观损伤,但无死亡。结果说明,紫金牛能忍受土壤中200 mg·kg^(-1)的镉,具有较强的抗重金属胁迫能力。

生石灰对镉胁迫下土壤酸碱度和烟叶镉含量的影响

为探究烟草不同生育期施加不同量生石灰对土壤pH值和烟草各部位镉含量的影响,采用盆栽实验,分别在烟草团棵期、旺长期、成熟期添加0、1125、2250、3375 kg/hm2生石灰(CK、T1、T2、T3),烟叶成熟后采集植株样品进行相关指标测定。结果表明:(1)在酸性土壤中施加不同用量生石灰均可显著提高土壤pH值,土壤pH值依次为T3>T2>T1>CK。(2)团棵期施加处理T2可显著降低烟株不同部位的镉含量;旺长期施加生石灰后烟草各部位的镉含量均有不同程度地降低,其中处理T2对烟叶镉含量的降幅最大,较对照降低60.2%,显著低于其他处理;成熟期施加生石灰能降低根、茎、叶镉含量,对烟草种子中镉含量降低不明显。(3)相关分析显示,土壤pH值与烟草根部镉含量及烟草种子镉含量显著负相关。由此可见,每公顷施加2250 kg的生石灰(T2处理)不仅能提高土壤pH值,减少根系对土壤中镉的吸收,还可以在烟草不同生育期有效降低烟叶镉含量,适合施用在镉污染的烟田。

重金属镉胁迫臭牡丹根系及其土壤生化指标的变化

为重金属镉污染土壤的植物修复及野生臭牡丹的综合利用提供参考,以野生臭牡丹植株为试验材料,采用盆栽土培法模拟研究不同镉浓度胁迫臭牡丹,对其根系质膜透性、土壤电导率及土壤不同酶活性等的影响。结果表明:随着镉胁迫时间的延长,臭牡丹根系土壤的过氧化氢酶、脲酶和碱性磷酸酶活性均呈先升高后降低趋势。在镉浓度为0.90 mmol/L时,胁迫24d土壤过氧化氢酶活性比胁迫12d的高40.35%;在胁迫36d时,土壤过氧化氢酶的活性明显降低,并表现出明显抑制效应。土壤碱性磷酸酶活性在不同镉浓度胁迫24d时,以镉浓度为0.10mmol/L时最高,比未施镉(CK)升高62.31%。土壤脲酶活性在不同镉浓度胁迫24d时,以镉浓度为0.10mmol/L时最高,比CK升高67.31%,在胁迫36d时比CK降低23.35%。随着镉浓度增加和胁迫时间延长,臭牡丹根系的质膜透性升高,在胁迫36d时,镉浓度为0.90mmol/L的臭牡丹根系质膜透性比CK升高114.71%。土壤电导率在镉胁迫12d时的变化较小,但随着镉胁迫时间延长,其增幅较大;在镉胁迫36d时,喷施镉浓度为0.30 mmol/L、0.60 mmol/L和0.90mmol/L臭牡丹根系质膜的透性增幅明显,比CK分别升高246.27%、256.26%和285.28%。

镉胁迫下地肤根际与非根际土壤微生物群落结构及多样性

为探明土壤镉(Cd)胁迫下地肤根际与非根际土壤的理化性质、养分、Cd含量及微生物群落特征,以初始土壤pH 6.1、2.753 mg·kg^(-1)总Cd胁迫下盆栽150 d地肤根际与非根际土壤为研究对象,分析土壤的理化性质、养分和Cd含量变化,并利用高通量测序技术研究土壤细菌、真菌的群落特征。结果表明,Cd胁迫下地肤根际土壤pH及总Cd含量显著低于非根际土壤,而土壤速效磷含量显著高于非根际土壤;根际土壤的有机质、全氮、碱解氮、全磷含量均高于非根际土壤,但差异性不显著。在微生物群落多样性和丰度上,非根际土壤细菌的Shannon指数小于根际土壤,而Simpson、Chao 1指数和ACE指数均大于根际土壤;非根际土壤真菌的Shannon指数、Simpson指数、Chao1指数和ACE指数均大于根际土壤。在门水平上,细菌中绿弯菌门(Chloroflexi)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)及其他未知细菌在根际土壤和非根际土壤中相对丰度占比分别为83.22%和70.01%;真菌中子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、壶菌门(Chytridiomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)在非根际土壤和根际土壤中的相对丰度占比分别为97.91%和98.55%。在属水平上,unclassified_Sphingomonadaceae为根际土壤特有细菌属;Cristinia、unclassified_Serendipitaceae、unclassified_Chytridiomycota、腐质霉属(Humicola)、Archaeorhizomyces为根际土壤特有真菌属。综上所述,Cd胁迫下地肤根际土壤微生物群落结构及组成发生了改变,使之与非根际土壤微生物群落组成存在一定差异。以上研究结果为地肤修复土壤Cd污染提供了理论支撑。