Soil Cadmium Regulates Antioxidases in Sorghum

The regulatory mechanism of soil cadmium （Cd） on antioxidases in sorghum was studied using 3 sorghum species viz., sweet sorghum [Sorghum bicolor （L.）] Moench. cv. Hunnigreen, sorghum hybrid sudangrass （Sorghum bicolor × S. sudanense, cv. Everlush） and sudangrass [Sorghum sudanense （Piper） Stapf cv. Xinjiang]. The results showed that low concentrations of Cd^2＋ （410 mg kg-0 induced the activities of 4 antioxidases in leaves of the 3 species of sorghum, but high Cd^2＋ concentrations （≥ 50 mg kg-0 significantly reduced the activities of all the four antioxidases. The glutathione （GSH） contents in leaves of the 3 species of sorghum correlated positively with the Cd^2＋ concentrations. The maximum antioxidase activities were observed at the elongation stage of sorghum during the whole growth period.

持续淹水和干湿交替预培养对2种水稻土中Cd形态分配及高丹草Cd吸收的影响

采用盆栽试验的方法,研究了前期持续淹水和干湿交替预培养对2种水稻土———太湖地区黄泥土、江西鹰潭红壤性水稻土中外源Cd形态分配及高丹草吸收Cd的影响.结果表明,在5mg.kg-1和10mg.kg-1外源Cd处理下,与干湿交替预培养比较,持续淹水预培养后黄泥土中MgCl2提取态Cd分别由21.8%、28.5%下降为8.0%、16.9%,而NH2OH.HCl提取态Cd由17.7%、17.3%升高为28.1%、37.5%;红壤性水稻土NaAc提取态Cd由20.8%、29.6%下降为11.6%、12.6%.回归分析表明,MgCl2提取态Cd与高丹草Cd吸收量呈显著负相关关系.长期淹水预培养显著降低高丹草对黄泥土Cd的吸收.

三种植物对土壤镉的富集效果研究

为筛选出适应中轻度重金属镉(Cd)污染农田的富集植物,以生物质高粱、甜高粱(Sorghum bicolor‘Dochna’)和蓖麻(Ricinus communis L.)为材料,通过田间试验研究这3种植物的生长情况及其对Cd的富集特征。结果表明,生物质高粱地上部生物量为22.5748 t/hm^(2),是甜高粱和蓖麻地上部生物量的1.2、5.1倍。3种富集植物各器官中Cd的富集含量均表现为茎秆>叶片>穗,生物质高粱和甜高粱茎秆和叶片中Cd的富集系数均超过1。生物质高粱、甜高粱和蓖麻当季地上部可移除Cd的总量分别为24.66、17.72、1.57 g/hm^(2)。在3种富集植物中,生物质高粱生物量最大,对Cd富集能力强,是一种潜在的Cd污染修复植物资源。

甜高粱对土壤重金属Cd的吸收规律

【目的】探讨甜高粱对土壤重金属Cd的吸收规律,筛选对重金属Cd具有富集能力的品种,为重金属Cd污染地区的环境修复提供理论依据。【方法】以辽甜1号和新高粱3号2种甜高粱幼苗为材料,采用盆栽试验研究土壤不同含量Cd(0,3,6,9,12mg/kg,以CdCl2.2.5H2O的形式外源加入)对甜高粱根、茎、叶等不同部位Cd含量及生长状况的影响。【结果】随着土壤中Cd含量的增加及Cd处理时间的延长,甜高粱根、茎、叶中的Cd含量总体呈增加趋势,不同处理之间Cd含量差异明显。2个甜高粱品种不同部位Cd含量由大到小均表现为:根>茎>叶,且2个甜高粱品种不同部位Cd含量之间也有明显差异。当用0～12mg/kg Cd处理相同时间时,辽甜1号体内积累的Cd含量较新高粱3号高。【结论】2种甜高粱品种对Cd的吸收能力存在着一定的差异,辽甜1号对土壤重金属Cd的吸收能力较新高粱3号强。

土壤水分及镉浓度对甜高粱生长及镉吸收和转运的影响

为探索适合我国南方镉污染农田土壤的植物修复技术,本研究采用盆栽试验,设置了6个土壤镉浓度水平(分别为不施镉、1、5、10、25和50mg·kg^(-1))和4个土壤水分水平(分别为田间最大持水量的30%、60%、90%和100%),研究了土壤水分和镉浓度对甜高粱[Sorghum bicolor(L.)Moench]生长及镉吸收和转运的影响。结果表明,土壤水分和土壤镉浓度对甜高粱生长均存在显著影响(P<0.001),且土壤水分和土壤镉浓度存在显著互作(P<0.001)。当土壤水分为田间最大持水量的60%~90%时甜高粱生长较好;土壤镉浓度≤10mg·kg^(-1)时,镉胁迫对生长的影响较小。甜高粱根的镉浓度及镉积累量随土壤水分的增加而增加。同一处理下,地上部镉浓度均低于根的镉浓度,但其地上部生物量较大,因此能获得可观的Cd积累量。根据本研究结果推算,种植1hm^(2)甜高粱可以带走土壤中的Cd的量约为71.04~213.12g。因此,甜高粱可以用作中低浓度(≤10mg·kg^(-1))Cd污染土地的修复植物。适当调控土壤水分,使其保持在土壤最大持水量的60%~90%,有利于提高甜高粱对镉污染的耐性及其吸收能力。

柠檬酸辅助甜高粱对南方典型母质土壤的镉修复效应

甜高粱生物量大,镉(Cd)吸收能力强,具有植物修复Cd污染土壤的潜力.为研究柠檬酸辅助甜高粱对南方典型母质土壤的Cd修复效应,在湖南省2种典型成土母质(中性紫泥田和黄麻砂泥田)Cd污染农田,开展甜高粱植物修复田间试验.结果表明:①柠檬酸对甜高粱生长无抑制,施用柠檬酸后甜高粱成熟期地上部生物量均呈现增大趋势,增幅为10.1%~24.7%;②甜高粱种植和柠檬酸施用降低了土壤pH值,其中柠檬酸施用进一步降低甜高粱各生育期土壤pH值,且在中性紫泥田降幅更大,降低了0.24~0.72个单位;③甜高粱种植和柠檬酸施用降低了土壤Cd总量,中性紫泥田和黄麻砂泥田降幅分别为23.8%~52.2%和17.1%~31.8%,并同时增大两地土壤Cd酸可提取态占比38.6%~147.7%和4.8%~22.7%;④柠檬酸施用显著提高甜高粱各部位Cd含量,中性紫泥田甜高粱茎和叶ω(Cd)分别为0.25~1.90 mg·kg^(−1)和0.21~0.64 mg·kg^(−1),均高于黄麻砂泥田;⑤施用柠檬酸后中性紫泥田甜高粱成熟期地上部Cd提取量可达47.56 g·hm^(−2).综上,柠檬酸可强化甜高粱修复Cd污染土壤效率,在中性紫泥田上效果更好,该技术具有重金属污染农田的边生产边修复潜力.

高粱属植物对土壤镉吸收及亚细胞的分配

通过盆栽模拟试验研究了3种高粱属植物(甜高粱、高丹草和苏丹草)对土壤Cd的富集效应及其亚细胞的分配。结果表明:Cd在3种高粱属植物不同部位的富集量随着Cd处理浓度的增加而增加,生育期内3种高粱属植物根系中Cd的富集量大于茎鞘和叶片中的富集量;高丹草对Cd的富集量高,甜高梁次之,苏丹草最低;Cd在高粱属植物叶片、茎鞘和根系中各亚细胞组分中的分布相似表现为细胞壁>可溶性部分>细胞核、叶绿体组分>线粒体。