Arsenic hyperaccumulator Pteris Vittata L. and its arsenic accumulation

An arsenic hyperaccumulator Pteris vittata L. (Chinese brake) was first discovered in China by means of field survey and greenhouse cultivation. Field survey showed that Chinese brake had large accumulating capacity to arsenic; the orders of arsenic content in different parts of the fern were as follows: leaves>leafstalks>roots, which is totally different from that of ordinary plants; bioaccumulation coefficients of the above ground parts of the fern decreased as a power function of soil arsenic contents. In the control of pot trials with normal unpolluted soil containing 9 mg/kg of arsenic, the bioaccumulation coefficients of the above ground parts and rhizoids of Chinese brake were as high as 71 and 80 respectively. Greenhouse cultivation in the contaminated soil from mining areas has shown that more than 1 times greater arsenic can be accumulated in the leaves of the fern than that of field samples with the largest content of 5070 mg/kg As on a dry matter basis. During greenhouse cultivation, arsenic content in the leaves of the fern increased linearly with time prolonging. Not only has Chinese brake extraordinary tolerance and accumulation to arsenic, but it grew rapidly with great biomass, wide distribution and easy adaptation to different environmental conditions as well. Therefore, it has great potential in future remediation of arsenic contamination. It also demonstrates important value for studies of arsenic physiology and biochemistry such as arsenic absorption, translocation and detoxification mechanisms in plants.     

Effect of phosphorus on arsenic accumulation in As-hyperaccumulator Pteris vittata L. and its implication

Pot experiment was conducted to understand the effect of phosphorus on arsenic accumulation in As-hyperaccumulator Chinese brake (Pteris vittata L.). It is shown that arsenic concentrations in the fronds and rhizoids, the arsenic bioaccumulation factor, and the total arsenic in the fronds were not influenced significantly under low levels of phosphorus (≤400 mg/kg) and increased sharply under high levels of phosphorus (＞400 mg/ kg). The discovery implies that the efficiency of arsenic removal in phytoremediation using the hyperaccumulating plant can be greatly elevated by the phosphorus addition at high rates. The interaction between the accumulation of phosphorus and that of arsenic in plant was stimulated mutually. The result represents that Chinese brake is a good material for plant physiologist to conduct comparative and mechanism studies on the uptake behaviors of phosphorus and arsenic, and phosphorus is also a potential accelerator for phytoremediation of arsenic-contaminated soils.     

Effect of phosphorus on arsenic accumulation in As-hyperaccumulator Pteris vittata L. and its implication

Pot experiment was conducted to understand the effect of phosphorus on arsenic accumulation in As-hyperaccumulator Chinese brake (Pteris vittata L.). It is shown that arsenic concentrations in the fronds and rhizoids, the arsenic bioaccumulation factor, and the total arsenic in the fronds were not influenced significantly under low levels of phosphorus (≤400 mg/kg) and increased sharply under high levels of phosphorus (>400 mg/ kg). The discovery implies that the efficiency of arsenic removal in phytoremediation using the hyperaccumulating plant can be greatly elevated by the phosphorus addition at high rates. The interaction between the accumulation of phosphorus and that of arsenic in plant was stimulated mutually. The result represents that Chinese brake is a good material for plant physiologist to conduct comparative and mechanism studies on the uptake behaviors of phosphorus and arsenic, and phosphorus is also a potential accelerator for phytoremediation of arsenic-contaminated soils.     

喀斯特山区晴隆锑矿不同介质砷锑铋污染特征研究

以喀斯特山区锑矿冶炼厂周围旱地农田土壤、水和典型植物为研究对象,对土壤、水和植物中重金属As、Sb和Bi进行分析研究,探讨喀斯特山区晴隆锑矿冶炼As、Sb和Bi对环境介质造成的影响。结果发现:土壤表层受As、Sb和Bi污染程度不同,生物有效性Sb>As>Bi,与贵州省土壤背景值相比差异极显著(P<0.01);作为生活饮用水源的黄家洞山泉水Sb含量符合饮用安全标准;调查3种野生优势本土植物:芒萁(Dicranopteris pedata)、白茅(Imperata cylindrica)和头花蓼(Polygonum capitatum Buch.-Ham.exD.Don),发现同种植物在不同土壤条件下对重金属的积累有显著差异,芒萁和白茅可作为修复锑矿污染土壤的首选植物,头花蓼可作为修复砷污染的首选植物。     

土壤加砷对大豆叶绿素、脯氨酸和过氧化氢酶活性的影响

为了认识土壤砷污染对大豆生理指标的影响,设置土壤加砷0、5、10、30、50和100mg kg-1共6个水平的盆栽大豆试验,测定大豆生长期间叶片的叶绿素、脯氨酸含量和过氧化氢酶活性等生理指标.结果表明,土壤砷污染影响大豆的叶绿素、脯氨酸、过氧化氢酶等生理指标.土壤加砷对大豆叶绿素的影响随生长期而不同,在结荚期,土壤加砷对叶绿素含量的影响不显著,但是高砷水平降低了叶绿素a与b的比值;在鼓粒期,高砷水平增加了大豆的叶绿素含量,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和叶绿素总量的最大增加率分别达119.8%、111.0%、105.6%和117.2%.在大豆结荚期,土壤加砷30～100mg kg-1使大豆脯氨酸的含量降低了23.4%～31.4%,而所有加砷处理的过氧化氢酶活性都显著低于对照,土壤加砷使大豆过氧化氢酶活性降低了10.7%～46.6%.总之,土壤砷污染会通过影响叶绿素的构成和含量改变大豆光合作用、降低大豆抗逆性和破坏大豆抗氧化系统来妨碍大豆的生长.     

FERN SECTION IN CUlZHOU BOTANICAL GARDEN

With the devcioprnent of economics and owing to certain factors of plants themselves,some ferns arc in a dangcrous situation. It is necessary to set up a fern section or fernaripm in Guizhou as a gene pool mainly for subtropical ferns, which can not be replaced by the hcrbariurn or natural preserve. A fern section in Guizhou Botanical Garden has been established, It's composed of a 3-are fern garden,a grccnhouse and a shed. 300 taxa of rems and fern aUics from Guizhou and East, South,North east, and South west patts in China have bccn gathered in recent 5 years. Another 3-year project supported by the National Natural Science Foundation of China (NSFC) is carded on for morc fern introduction. It will be not only for thc conservation of the rare and/or endangered pteridophytes, but as a base for fern researching, teaching, scientific propagating and exploiting.Practice shows that Guiyang, the capital of' Guizhou, is one of the ideal places for fern introduction and conscrvation in China.     

土壤加砷对魔芋砷的含量、吸收与分布的影响

为了认识土壤砷污染与植物砷含量的关系,进行土壤加砷盆栽魔芋试验.结果表明,本实验条件下,魔芋球茎和茎叶的砷含量范围分别为2.12～14.98和1.23～21.23μg g-1,均与土壤加砷量呈极显著的线性相关.在对照下,球茎砷含量高于茎叶,在土壤加砷下,茎叶的砷含量高于球茎.魔芋的富砷量与土壤加砷量呈极显著的线性相关,在低土壤砷水平下,魔芋球茎富砷量大于茎叶,高土壤砷水平下,魔芋茎叶的富砷量大于球茎.同对照相比,土壤加砷降低了魔芋球茎富砷量所占比例,增加了魔芋茎叶富砷量所占比例,低土壤砷水平下,球茎富砷量所占比例高于茎叶,高土壤砷水平下,茎叶富砷量所占比例高于球茎.魔芋对土壤加砷的利用量与土壤加砷量呈极显著的线性相关,魔芋对土壤加砷的利用率只有0.25‰～0.84‰.魔芋球茎和茎叶对砷的富集系数分别为0.03～0.13和0.07～0.13,同对照相比,土壤加砷降低了球茎的富集系数,增加了茎叶的富集系数,在对照下,球茎的富集系数高于茎叶,在土壤加砷下,茎叶富集系数高于球茎.总之,土壤加砷不仅显著增加了魔芋球茎和茎叶的砷含量,也改变砷在魔芋体内的分布格局,魔芋是吸收利用土壤砷能力弱的植物,魔芋通过将所吸收的砷转移到地上部分以适应砷污染土壤环境.     

东莞地区土壤环境质量基本特征

东莞市土壤环境质量较好,土壤中重金属铅、汞、镉、铬和砷虽有所累积,但大多都在《国家土壤环境质量标准》二级以下,仅汞和砷在三角洲平原前缘局部地带达到污染级．由于三角洲平原土壤有机质及养分含量较高,质地粘重,并有盐分累积,耕作方式常采用水旱轮作,从而减少了土壤中重金属的积累,也减少了植物对重金属的吸收．     

炼砒遗址土壤及植物总砷分布的特征

在炼砒遗址的河流两岸，土壤受砷污染严重，含砷量比一般土壤高１～２个数量级。该区域的植物含砷量也比其它地区高。但砷在土壤中的分布和在植物各部位的分布仍然是有规律的。     

魔芋在不同土壤环境条件的含硒量

通过分析从湖北恩施采集的野外魔芋样品和2种土壤加硒盆栽实验的魔芋样品的含硒量,研究魔芋在不同土壤环境中的含硒量、富硒特征及其影响因素.结果表明,随采样点不同,野外魔芋样品的含硒量不同,魔芋球茎和茎叶的最高含硒量为5.58和13.04μg g-1,并与土壤含硒量呈极显著的线性相关,茎叶含硒量高于球茎.盆栽实验条件下,魔芋含硒量与土壤施硒量呈极显著的线性相关,魔芋球茎和茎叶最高含硒量在潮土中为55.6和76.8μg g-1,在红壤中为14.5和21.4μg g-1,茎叶的含硒量显著高于球茎,潮土魔芋的含硒显著高于红壤.魔芋对土壤硒的生物富集系数均表现为茎叶高于球茎,潮土魔芋的生物富集系数高于红壤,土壤施硒的富集系数高于天然含硒土.总之,魔芋能吸收利用天然富硒土和施人到土壤中的硒,土壤类型和土壤硒水平是影响魔芋含硒的关键因素,土壤施硒的有效性高于天然含硒土,潮土施硒的有效性高于红壤.     

土壤砷污染对大豆砷含量与分布的影响

通过土壤加砷盆栽大豆实验,利用氢化物发生-分光光度法测定大豆和土壤的砷含量,以研究土壤砷污染对大豆砷含量及其分布的影响.结果表明,大豆根、茎和籽粒砷含量均与土壤加砷水平呈极显著的线性相关,并呈根〉茎〉籽粒的规律.大豆收获后,土壤砷含量与土壤加砷水平呈极显著的线性相关,土壤砷的残留率在82%以上,与土壤加砷水平呈极显著的对数相关.大豆根、茎和籽粒的富砷量均与土壤加砷呈极显著的二次函数相关关系,大豆茎的富砷量是根富砷量的3.4~8.1倍,是籽粒富砷量的2.8~4.6倍.大豆吸收的砷有82%以上存在于地上部分,但大豆对土壤加砷的利用率只在万分之几.大豆富砷量和大豆对土壤砷的利用率均以茎最高,而富集系数则为根〉茎〉籽粒.总之,大豆砷含量受土壤砷水平决定,籽粒含砷量最低有利于砷污染土壤的利用,土壤砷污染具有长效性.     

稀土元素在甘蔗植株中分布的研究

研究了甘蔗喷施低浓度农用混合稀土硝酸盐溶液后,植株中稀土元素的含量和分布的变化情况.结果表明:蔗汁的稀土元素含量无明显变化,甘蔗喷施稀土不影响食用;稀土主要分布于叶片,尤其集中于生长活跃的顶部叶片;喷施稀土可促进植株吸收土壤中的可溶态稀土;植株中的稀土主要来源于土壤.     

苏南丘陵区杉木根系的生态特性

<正>本文记述了在杉木根系研究中采用的方法——重量法。按照这一方法于1973—1979年间在苏南丘陵区调查了33株2—20年生杉木的根系及地上部分生物产量。研究结果表明: 一、丘陵区杉木根系分布的特点具有明显的浅根性,根系主要集中分布于0—20厘米的土层内(占根量的80％);根系分布因土壤容积重和营林措施的不同表现出一定程度的可塑性,即土壤容积重愈大,根系愈集中土壤表面,地上部分生长愈差,深翻能减轻土壤容积重,促进杉木根系分布位置有一定程度的下移。 二、杉木根系具有明显的趋肥性、好气性、怕水渍和与杂草竞争能力弱等生态特性。 三、杉木根量(ω)的大小与树高(H)之间呈幂函数关系:(ω=3.430H~(1.3686) 四、杉木地下与地上部分生物量之间的比例关系(地下:地上=1:y),随树高(H)而变,呈对数曲线关系:y=0.3067+3.5321lgH。 掌握了杉木树高与根量,树高与地下和地上部分的比例关系后,只要测出林分平均高就能粗略地计算出林分的生物产量。     

金华市郊益母草及土壤中4种重金属含量的分析

对金华市郊不同生态环境下益母草(Leonurus jαponicus)9个群体及其土壤中Zn、Cu、Cd、Pb 4种金属元素含量的测定和统计表明:(1)益母草体内重金属元素的含量与土壤受重金属污染的程度成正相关;(2)益母草不同部分4种重金属元素的含量均为根部多于地上部分,富集系数均为根部大于地上部分;(3)益母草能够耐受较强的重金属污染,但对4种重金属元素的富集能力均不高.研究结果和药典中规定的益母草以地上部分入药相符合.由于益母草体内重金属含量与环境背景值是相关的,在采收或人工栽培时要注意土壤及周边环境的重金属污染情况.     

红砂对荒漠盐化土适应特征

以阿拉善左旗锡林高勒地区红砂（Reaumuria soongorica）及其生长土壤为研究对象,通过常规离子含量测定法、电镜制片及观察、氧化酶活性测定、MDA、脯氨酸含量测定及模糊数学函数分析,探讨红砂对荒漠盐化土的适应特征,得出如下结果：锡林高勒土壤环境均呈碱性.全盐含量在3.0-7.0ɡ·㎏-1之间,pH8.0-8.25,电导率为1.6-5.9ms·cm-1.红砂叶片肉质化,叶、茎表面具有盐腺、气孔器和表皮毛,叶表皮的盐腺密度较大,在1 mm2的表皮中,具有盐腺16-17个.红砂的根、茎、叶含有Na＋、K＋、Ca2＋和Mg2＋等离子,与根系生长土壤环境中的阳离子组分一致.红砂植株不同部位的各种离子含量的基本趋势均是：根〈茎〈叶,其中阳离子K＋含量较高,Na＋离子的含量相对低些,Mg2＋、Ca2＋含量更低.不同株型的红砂叶片均属于中抗型,在不同株型间超氧物歧化酶（SOD）、游离脯氨酸（pro）的含量无显著差异（〈0.05）,丙二醛（MDA）的含量大株与小株、中株有显著差异（P〈0.05）,过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）的含量均呈小株与大株、中株有显著差异（P〈0.05）.红砂叶片中MDA、SOD和CAT的含量均为大株〈中株〈小株;POD的含量为中株〈大株〈小株;pro的含量为大株〈中株〈小株.     

铜、锌胁迫对丁香蓼生理指标的影响

通过盆栽实验研究了铜、锌单一及复合胁迫时对丁香蓼(Ludwigia prostrate Roxb)叶片叶绿素含量和活性氧清除系统的影响。结果表明:较低质量分数铜(100 mg/kg)、锌(100 mg/kg)处理时,叶绿素含量上升,SOD活性增加,电导率、MDA水平则下降,可认为这是植物的一种保护性机制。但随着铜、锌处理质量分数的增大,SOD活性下降,800 mg/kg铜、锌处理下丁香蓼SOD活性分别是对照的67.05%和53.58%;POD活性则逐渐增加,起主要抗氧化作用,其中以铜(200 mg/kg)+锌和锌(200 mg/kg)+铜两个处理系列变幅最大;MDA含量随处理质量分数的增加而增加,其中200 mg/kg铜+800 mg/kg锌和200 mg/kg锌+800 mg/kg铜处理时,MDA分别高出对照110%和130%;CAT活性持续下降,但在此过程中作用不明显。因此,铜、锌胁迫明显地影响活性氧清除系统,导致丁香蓼叶片活性氧代谢失调。     

雀稗-博落回间作强化修复铀污染土壤的研究

采用铀富集植物博落回与雀稗进行间作,开展了强化修复铀污染土壤的试验,对各植物富集铀的性能以及根际土壤中可交换态铀的浓度、酶的活性及微生物群落结构的变化进行了研究。结果表明,与雀稗、博落回单作相比,雀稗-博落回间作下,它们的铀富集总量分别达到了0.25 mg/株、1.2 mg/株,铀的富集总量分别提高了38.89%、34.83%,转移系数分别提高了40.00%、43.48%;根际土壤中Acidobateria等耐受菌比例升高,提高了植物对铀的耐受性,根际土壤酶活性增强,间接提高了植物的生物量,根际土壤中Aspergillus等真菌分泌的有机酸与铀形成螯合物,增加了生物可利用态铀的比例。这些可能是雀稗-博落回间作能强化修复铀污染土壤的主要机理。     

水铁矿促进湿地植物净化含砷微污染水源水的试验研究

为了研究水铁矿促进湿地植物净化微污染水体中砷的效果及机理,选用美人蕉,添加不同比例水铁矿的石英砂构建微型垂直流人工湿地,考察含砷微污染水连续漫灌条件下美人蕉根表铁膜中铁含量及砷在湿地基质和植物茎叶中的分布规律。结果表明:湿地基质中水铁矿的添加剂量在200 mg/kg以内,湿地基质吸附截留砷的能力随水铁矿添加剂量的增加而提高;超过200 mg/kg以后,增加水铁矿对湿地基质截留砷的能力影响不明显。美人蕉根表铁膜中的铁含量随湿地基质中水铁矿添加剂量(在50~1 200 mg/kg范围内)的增加而增加;渍水状态下的美人蕉净化含砷的微污染水,根表铁膜中铁含量在100 mg/kg左右,最有利于砷的吸收和最终去除。     

3种抗生素在小白菜中的积累迁移及风险评估

为了探究土壤中氯霉素类抗生素对小白菜生长的影响及累积迁移规律,并进行健康风险评价.通过盆栽试验,在含有不同质量比(0,5,10,25 mg/kg)的氟苯尼考、氯霉素、甲砜霉素土壤中种植小白菜,检测根茎叶中各抗生素的累积量;采用富集系数、迁移系数分析土壤-小白菜体系的迁移累积特性,并采用风险商值(hazard quoti...     

非根际土壤中丛枝菌根网和碳酸钙互作对香樟幼苗氮磷养分的影响

为考察非根际土壤中丛枝菌根网(后简称菌根网)和碳酸钙互作对香樟(Cinnamomum camphora)幼苗氮磷养分的影响，模拟构建了植物根际和非根际隔室装置，采用尼龙网隔离实现根际与非根际隔室菌根网互联，在根际隔室中种植香樟幼苗并接种丛枝菌根真菌，在非根际隔室施加或未施加外源碳酸钙，培养期结束后测定植物生物量和氮、磷含量。结果显示：菌根网对香樟幼苗植株生物量，氮、磷摄取量及氮磷比有明显影响；施加碳酸钙明对幼苗植株氮含量、氮摄取量及氮磷比有明显的影响；在施加碳酸钙后菌根网明显提升了幼苗植株生物量，氮含量及氮、磷摄取量，叶片氮、磷摄取量和根的氮磷比；在菌根网存在时施加碳酸钙可明显提高植株氮含量、根和叶的氮摄取量以及根的氮磷比；菌根网与碳酸钙的交互作用明显影响了幼苗植株氮含量，氮、磷摄取量和氮磷比，但对幼苗植株生物量无明显影响。研究结果提示非根际喀斯特土壤中互联菌根网和碳酸钙相互作用能够促进植物对氮磷养分的吸收利用。