不同甘蓝型油菜对镉污染菜地的修复效果评价及影响因素

选择既能修复镉污染菜地又能不破坏土壤结构和肥力,还能产生经济效益的植物,是当前土壤污染植物修复的重点工作。本文以两种不同甘蓝型油菜“苏油一号”和“绵新油68”作为供试植物,选取镉污染场地进行现场替代种植实验。结果表明：①两种油菜种植2个月,试验场地土壤镉含量从0.76 mg/kg~1.36 mg/kg下降到0.15mg/kg~0.48mg/kg。种植4个月,土壤镉含量下降至0.17mg/kg~0.34mg/kg,若不考虑获取油菜籽的经济价值,在油菜花期就可以收割,修复期可以缩短到3个月。②油菜镉含量茎＞根＞油菜籽,油菜地上部分镉含量为0.32-0.59mg/kg,地下部分镉含量为0.19-0.42mg/kg,菜籽镉含量为0.06~0.25mg/kg。③两种油菜的富集系数和转运系数都大于1,独立样本T检验表明,两种甘蓝型油菜在富集镉的能力和转运镉的能力上没有显著的差异性,菜籽存在镉富集且存在显著差异,这与菜籽果实品质有明显关系,籽粒饱满度较好,吸收镉的机会比较大。④两种甘蓝型油菜具有能满足镉污染菜地修复的生物量,茎叶长度平均可达1米~1.5m,根系长度达到15-22cm,根系的地面覆盖率达到28-62%。油菜植株的间距和根系覆盖率呈显著负相关(R2=0.9843),20cm为油菜最佳种植间距,既能满足根系的覆盖率(大于50%),也可以满足最大生物量的要求。上述结论为甘蓝型油菜修复镉污染菜地提供依据。     

油菜对Cd污染土壤的修复潜力分析

以甘蓝型油菜为研究材料,利用盆栽试验研究了不同浓度Cd(0,1,2mg/kg)胁迫下油菜的吸收特性,以及土壤微生物群落结构变化.结果表明:随着Cd浓度的升高,油菜植株对Cd的吸收显著增加,而且油菜地上部分的吸收量显著高于地下部分,其中茎的Cd浓度最高,籽粒最低;油菜将Cd从地下转移到地上部分的转运系数随外源Cd浓度的升高而呈现先升高后下降的趋势;且低浓度Cd处理下,油菜对Cd的转运系数较高,修复效率可以达到6.841%~7.752%.土壤微生物多样性分析发现,Cd改变了土壤微生物群落的结构,降低了部分优势菌群的相对丰度,而油菜可以增加这些菌群的相对丰度,提高土壤微生物多样性.因此,种植油菜有利于土壤生态系统的稳定性,可以用于修复中等程度Cd污染土壤.     

镉胁迫对转PprI基因油菜生理生化的影响

利用露天盆栽试验研究了不同浓度Cd胁迫下转PprI基因油菜和非转基因野生型油菜对Cd的吸收特性以及生理响应。结果表明：随着Cd胁迫浓度的升高,转基因和非转基因野生型油菜对Cd的吸收均显著增加,且二者地下部分的吸收都大于地上部分;在0.5 mg/kg Cd处理下,转基因和非转基因油菜对Cd的吸收差异不显著,但1和2 mg/kg处理下转基因油菜对Cd的吸收显著低于非转基因野生型油菜。两种油菜对Cd的富集系数和转运系数均随处理浓度的升高而降低;随着Cd浓度的增加,超氧化物歧化酶（SOD）活性呈现先上升后下降的趋势,且在相同处理浓度下,转基因油菜的SOD活性均高于非转基因野生型油菜;丙二醛（MDA）含量呈上升趋势,且其在转基因油菜中的含量均低于非转基因野生型油菜;叶绿素a和叶绿素b的含量随Cd浓度的升高而下降。因此PprI基因的导入,显著降低了油菜对Cd的吸收,提高了其可食部分安全性。     

龙葵修复不同浓度土壤镉污染研究

通过温室试验，设置不同浓度镉(Cd)处理(0、20、40、80 mg/kg和160 mg/kg),研究龙葵(Solanum nigrum L.)对不同浓度Cd的富集特征和修复性能.结果表明：龙葵对Cd具有较强的耐受性，株高随Cd浓度的增加先升高后降低，生物量无明显变化；龙葵对Cd的富集量随Cd胁迫浓度增大而增加，且主要分布在地上部；不同处理龙葵的富集系数、转运系数和Cd去除率均随处理浓度的提高呈先上升后下降的趋势，在土壤总Cd含量为20 mg/kg时均达到最大.可知，龙葵对土壤Cd污染具有良好的耐受性和吸收、富集能力，对低浓度的Cd污染土壤修复效果较好.     

镉胁迫对转PprⅠ基因油菜生理生化的影响

利用露天盆栽试验研究了不同浓度Cd胁迫下转PprⅠ基因油菜和野生型油菜对Cd的吸收特性以及生理响应.结果表明:随着Cd胁迫浓度的升高,转基因和野生型油菜对Cd的吸收均显著增加,且二者地下部分的吸收都大于地上部分;在0.5mg/kg Cd处理下,转基因和非转基因油菜对Cd的吸收差异不显著,但1和2mg/kg处理下转基因油菜对Cd的吸收显著低于非转基因油菜.两种油菜对Cd的富集系数和转运系数均随处理浓度的升高而降低;随着Cd浓度的增加,超氧化物歧化酶(SOD)活性呈现先上升后下降的趋势,且在相同处理浓度下,转基因油菜的SOD活性均高于非转基因油菜;丙二醛(MDA)含量呈上升趋势,且其在转基因油菜中的含量均低于非转基因油菜;叶绿素a和叶绿素b的含量随Cd浓度的升高而下降.因此PprⅠ基因的导入,显著降低了油菜对Cd的吸收,提高了其可食部分安全性.     

Pb/Zn复合轻污染土壤中小白菜类蔬菜Pb/Zn吸收和转运的差异

为筛选Pb/Zn复合轻污染等级土壤中适宜种植的低积累预防蔬菜品种(Pb+Zn-PSC)和高积累植物修复品种,提高人类健康饮食安全和农田土壤可持续利用。采用土壤盆栽试验方法,以食用农产品产地环境质量评价标准(HJ/T 332-2006)为依据,比较了Pb/Zn综合污染指数Pj为1.94的轻污染等级土壤中17个小白菜类蔬菜品种对土壤重金属Pb/Zn的吸收积累与转运的差异,并采用聚类分析方法对其进行差异分类。结果表明,在Pb/Zn复合轻污染等级土壤中,17种蔬菜茎叶中Pb和Zn的质量分数平均值(以鲜质量计)分别为0.065±0.048 mg/kg和25.204±5.546 mg/kg,较对照分别提高32.88%和813.22%,变异系数分别为74.87%和22.00%;17种蔬菜Pb和Zn的转运系数平均值分别为0.103和2.205,较对照分别降低65.89%和提高121.16%,变异系数分别为110.07%和109.36%,表明不同品种蔬菜Zn较Pb更易于从根系向地上部转移和积累;17种蔬菜茎叶的生物量变化与Pb的质量分数和转运系数变化均呈显著负相关,耐性指数变化与Zn质量分数和Pb转运系数均呈显著负相关,表明不同品种蔬菜耐性指数差异可以表征Pb和Zn吸收和转运能力水平的高低。聚类分析表明,17种蔬菜品种茎叶中Pb和Zn的质量分数及其转运系数大小由低到高均划分为3个类群,其中热抗605品种同时具有较低的Pb/Zn吸收和转运能力,华冠青梗油菜品种同时具有较高的Pb/Zn吸收和转运能力。研究提出,不同吸收和转运能力大小的蔬菜品种可分别作为Pb/Zn复合轻污染土壤适宜种植的预防品种(Pb+Zn—PSC)和植物修复品种。     

枯草芽孢杆菌对早熟禾和紫花苜蓿修复镉污染土壤的强化作用

植物-微生物联合修复是一种经济可行且生态良好的重金属污染土壤修复方法.通过盆栽试验,探究接种枯草芽孢杆菌对两种草坪植物(早熟禾、紫花苜蓿)去除土壤中镉效率的影响及机制.结果表明,种植早熟禾时,枯草芽孢杆菌能够阻隔早熟禾吸收镉,显著提高生物量,增加土壤酶活性,降低土壤有效态镉含量,并且将土壤中总镉的去除率提高约49％;对于紫花苜蓿,枯草芽孢杆菌能够促进紫花苜蓿吸收镉,显著提高生物量,增加土壤酶活性、微生物物种多样性以及有效态镉含量,并且将土壤中总镉去除率提高约140％.可见,接种枯草芽孢杆菌对两种草坪植物修复镉污染土壤均表现出显著的强化作用,而且能够改善只种植紫花苜蓿造成的土壤微生态环境破坏.研究接种枯草芽孢杆菌对两种草坪植物不同的影响和强化机制将为重金属污染场地的植物-微生物修复策略的制订与实施提供理论支持.     

铅、镉污染对水丝蚓的急性毒性效应

本实验以霍甫水丝蚓（Limnodrilus hoffmeisteri Claparede）为对象,采用静水生物测试法研究了铅、镉单一及复合污染对水丝蚓的急性毒性效应．单一实验结果表明,铅和镉对水丝蚓作用24h的LC50分别为：7．096mg／L,31．621mg/L,作用48h的LC50分别为4．731mg/L,23．441mg/L.复合试验结果表明,铅和镉复合污染24h对水丝蚓的急性毒性具有明显的协同作用,复合污染48h时,低浓度的铅与镉具有协同作用,高浓度的铅与镉具有拮抗作用．     

田头菇菌丝体对镉、铅及其复合胁迫的生长与富集响应

 在PDA平板培养条件下,研究了镉、铅及其复合污染对田头菇菌丝体生长的影响以及田头菇菌丝体对生长基质中镉、铅的生物富集作用。 结果表明,在试验设置质量浓度范围内,菌丝生长势、菌落直径和菌丝体干质量等均随着重金属质量浓度的增大而减弱(小)或降低。田头菇菌丝体对Cd、Pb均具有生物富集作用,并且随着重金属质量浓度的增大菌丝体中重金属质量分数逐渐增大,初步认为Cd、Pb复合污染促进了菌丝体对Pb的吸收而抑制了对Cd的吸收。     

甘露糖促进小白菜对重金属镉耐受研究

近年来土壤重金属镉污染问题日益严峻,植物修复技术以低成本、安全等特点被广泛研究。文章选用小白菜的3个品种四月慢油菜、黄心乌菜和黑心乌菜分别进行研究,在镉污染土壤中分别施加不同质量比的甘露糖,比较分析四月慢油菜、黄心乌菜和黑心乌菜的生物量变化和植物组织镉质量比的变化。研究表明,土壤中施加甘露糖后小白菜的3个品系的生物量均增加,测定植物组织镉质量比发现,甘露糖的质量比在200mg/kg以内随着甘露糖质量比的增加,小白菜对重金属镉的吸收量也随之升高,黄心乌菜中镉质量比变化尤其显著。由此说明,土壤中施加甘露糖可以促进小白菜对重金属镉的耐受性,从而提高植物对镉的富集作用。