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广西喀斯特地区土壤多金属胁迫对水稻重金属积累及生理特性的影响

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农业环境科学学报 2018年第1期37卷 27-35页

作者：畅凯旋叶丽丽陈永山蒋金平桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室广西桂林541004 桂林理工大学广西岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心广西桂林541004 泉州师范学院资源与环境科学学院福建泉州362000

为了解喀斯特地区农田土壤中重金属复合污染对水稻生长的影响,通过盆栽试验,研究了不同重金属污染程度下,多金属胁迫对水稻植株的株高、生物量、生理指标[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性和叶绿素(Chl)、丙二醛(MDA)含量]的... 详细信息

为了解喀斯特地区农田土壤中重金属复合污染对水稻生长的影响,通过盆栽试验,研究了不同重金属污染程度下,多金属胁迫对水稻植株的株高、生物量、生理指标[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性和叶绿素(Chl)、丙二醛(MDA)含量]的影响及水稻对重金属的积累特征。结果表明,土壤综合污染负荷指数PLI(Pollution load index)与水稻株高、生物量呈显著负相关(PCd>Pb>Hg>As,水稻对重金属生物累积系数BCF表现为Cd>Hg>Zn>As>Pb。PLI与叶片POD活性呈显著正相关,与SOD活性及MDA含量呈正相关,与Chl含量呈负相关。其中PLI为4.36时,水稻幼苗叶片中SOD活性达最大值235.02 U·g^(-1)FW,PLI为5.96时,水稻幼苗叶片中POD活性和MAD含量达到最大,分别为155.54 U·g^(-1)FW和41.48 nmol·g^(-1)FW。多金属胁迫下,水稻能够通过抗氧化酶系统减少植株受到的损害,但当污染负荷指数过大、影响水稻生长的时候,水稻就会死亡。

关键词：喀斯特多金属复合污染水稻重金属积累植物酶活性

滇池不同水环境对马来眼子菜叶绿素荧光诱导动力学参数的影响

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生态学报 2024年第19期44卷 8520-8531页

作者：曹光秀黄立成刘成前张志中朱宇潘珉昆明市滇池高原湖泊研究院昆明650228 滇池湖泊生态系统云南省野外科学观测研究站昆明650228

不同营养状态的水体环境对沉水植物的生长具有不同影响,可表现在植物体的生长、生理状况及光合作用等多个方面。选取滇池沉水植物优势种之一的马来眼子菜(Potamogeton wrightii Morong)作为研究对象,采集5个不同营养状况水质条件下生长... 详细信息

不同营养状态的水体环境对沉水植物的生长具有不同影响,可表现在植物体的生长、生理状况及光合作用等多个方面。选取滇池沉水植物优势种之一的马来眼子菜(Potamogeton wrightii Morong)作为研究对象,采集5个不同营养状况水质条件下生长的完整植株,分析其生理特征及与叶绿素荧光诱导动力学参数的相关性。结果发现5个采样点水质营养状况分级虽不同,但水下光照强度平均值与水深的指数拟合系数(R^(2))都在0.9以上;植物生长表征来看,各采样点叶片长度差异性显著(P0.05);生理数据显示水质处于中营养状态下的植株体内的CAT酶、可溶性糖及叶绿素含量最高,MDA、AA和H2O2含量较低,生长状态优于其他富营养化水环境下的植株。植株叶片叶绿素荧光参数和性能指数变化规律不显著(P植物光合参数的相关性显著(P植物叶片中CAT、Car、N、AA、Chl a与光合参数的相关性显著(P植物恢复的先锋种。

关键词：马来眼子菜沉水植物光合荧光参数植物酶活性水质滇池

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小青菜酶活性与铅形态关系的研究

干旱地区农业研究 2010年第5期28卷 133-137页

作者：殷宪强王昌钊易磊刘永轩王国栋张兴昌西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100 陕西出入境检验检疫局陕西西安710068 西北农林科技大学中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100

采用添加外源铅和室内培养的方法,研究了黄绵土盆栽小青菜体内铅的形态分布规律及铅形态对植物酶活性的影响。结果表明:土壤受铅污染后小青菜茎叶不同形态的铅的呈显著和极显著增加,根部各形态铅含量随土壤中外源Pb含量的增加呈极显著增... 详细信息

采用添加外源铅和室内培养的方法,研究了黄绵土盆栽小青菜体内铅的形态分布规律及铅形态对植物酶活性的影响。结果表明:土壤受铅污染后小青菜茎叶不同形态的铅的呈显著和极显著增加,根部各形态铅含量随土壤中外源Pb含量的增加呈极显著增加,铅污染后小青菜体内铅活性提高。在外源Pb作用下小青菜茎叶内多酚氧化酶和过氧化氢酶的活性显著提高,以保护植物免受铅的危害,同时可以指示植物体受到高浓度铅的危害,保护酶系统的变化主要受醋酸提取态和盐酸提取态铅的影响。

关键词：小青菜铅形态植物酶活性

广西石漠化地区多重金属复合胁迫对玉米生长及生理特性影响

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西南农业学报 2016年第9期29卷 2079-2085页

作者：张悠然李顺安熊林叶丽丽蒋金平桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室广西桂林541004 桂林理工大学广西岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心广西桂林541004

为了解重金属复合污染对石漠化地区土壤玉米生长及生理特征的影响,采集广西阳朔县9个不同重金属污染程度农田土壤,进行玉米盆栽试验。结果表明,广西重金属复合污染土壤中,有效态重金属对玉米株高及生物量的积累起到低浓促进高浓抑制的... 详细信息

为了解重金属复合污染对石漠化地区土壤玉米生长及生理特征的影响,采集广西阳朔县9个不同重金属污染程度农田土壤,进行玉米盆栽试验。结果表明,广西重金属复合污染土壤中,有效态重金属对玉米株高及生物量的积累起到低浓促进高浓抑制的作用。重金属复合污染显著影响玉米植物酶活性(P活性,高浓度有效态重金属促进玉米丙二醛活性。随有效态重金属浓度增加,超氧化物岐化酶(Superoxide dismutase,SOD)活性呈持续下降趋势,而过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性则呈现低浓度下降高浓度上升的趋势。多元回归分析结果表明,Cd、As对玉米体内SOD、POD活性表现出协同作用。而土壤中有效态Hg对玉米体内SOD、POD活性均表现出抑制效应。

关键词：石漠化玉米多金属土壤污染植物酶活性

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纳米材料对镉污染土壤的修复效果的研究

纳米材料对镉污染土壤的修复效果的研究

作者：马鸿岳沈阳大学

学位级别：硕士

由于工业化城市化水平加快,带来了一系列环境问题,其中重金属在土壤环境中难以自然转变为无害物质,由此引发了粮食安全、生命安全等问题。土壤重金属污染已成为国内外学者研究的热点问题之一。近年来,如何用纳米材料修复重金属污染土壤... 详细信息

由于工业化城市化水平加快,带来了一系列环境问题,其中重金属在土壤环境中难以自然转变为无害物质,由此引发了粮食安全、生命安全等问题。土壤重金属污染已成为国内外学者研究的热点问题之一。近年来,如何用纳米材料修复重金属污染土壤已成为热点研究。基于文献调研,本研究选择了纳米硫化亚铁（NFeS,自制）、羧甲基纤维素稳定的硫化亚铁（CMC-NFeS,自制）和纳米羟基磷灰石（NHAP,市售）作为供试纳米材料,以重金属镉（Cd）为目标污染物,通过土壤培养实验,研究上述三种不同纳米材料在60天培养过程中对土壤重金属镉的固定能力,筛选出一种适宜的纳米材料;通过小麦幼苗实验,开展了所筛选的该种纳米材料不同使用量对小麦植物酶及土壤酶活性的影响,确定了适宜的使用量;通过盆栽实验,研究了在不同浓度镉污染土壤中施加该纳米材料,土壤pH及Eh的变化情况、油菜及叶用红菾菜对镉的吸收富集情况、土壤中微生物群落的变化情况,明确了使用该纳米材料应用于重金属镉污染土壤修复的可行性及治理效果,为发展实用、高效、安全的重金属污染土壤修复技术提供理论依据与技术支撑。通过上述实验研究,可获得以下结论:（1）对比三种纳米材料NFeS、CMC-NFeS、NHAP对土壤pH、土壤TCLP法浸提Cd浓度的影响及土壤培养60天后Cd形态分布的差异,筛选一种适宜的纳米修复材料。研究结果表明,三种纳米材料NFeS、CMC-NFeS、NHAP对土壤pH的影响范围在6.41～7.53之间,其中NHAP使土壤pH显著提高了0.6～0.86。由TCLP毒性浸出实验可知,三种纳米材料均可降低镉有效态浓度,其能力为NHAP＞CMC-NFeS＞NFeS。通过对比NFeS、CMC-NFeS、NHAP对镉形态分布的影响可以看出,三种纳米材料处理均可明显促进土壤中重金属镉的形态由交换态和碳酸盐结合态向残渣态的转化。NFeS、CMC-NFeS、NHAP处理下土壤中重金属镉交换态的比例分别为34.5%～39.5%、27.5%～36.5%、24%～28%;与其他两种处理相比,NHAP处理下交换态镉的比例较低;NFeS、CMC-NFeS、NHAP处理下土壤中重金属镉残渣态的比例分别为20.5%～24%、21.5%～29%、27.5%～30%;与其他两种处理相比,NHAP处理下残渣态镉的比例较高。这三种纳米材料对镉均具有良好的钝化、固定效果,其中NHAP效果更为突出,因此,选择NHAP作为修复重金属镉污染土壤的适宜纳米材料进行下一步实验研究。（2）以筛选获得的NHAP为供试材料,通过小麦幼苗实验,开展了不同浓度的NHAP对小麦植物酶及土壤酶活性的影响。与对照相比,NHAP的用量在0.5%、1%、2%（w/w）情况下,均能提高小麦SOD、CAT酶活性,但对小麦POD酶活性影响不明显。在NHAP用量为1%时,POD和CAT酶活性比其他用量低,说明该用量下小麦抗氧化胁迫比其他两种用量下轻微。对土壤酶活性而言,添加NHAP能提高土壤过氧化氢酶活性,在第14天脲酶活性随NHAP用量增加而升高,但其对土壤碱性磷酸酶活性影响较小。综合考虑,NHAP的用量以1%为宜。（3）开展了NHAP与油菜/叶用红菾菜联合修复不同浓度重金属镉污染土壤的治理效果及可行性研究。通过盆栽实验可知,NHAP的添加能够提高植物根际、非根际土壤pH、降低根际、非根际土壤Eh;添加NHAP使油菜、叶用红菾菜的地上部干重分别提高了0.4%～1.5%、0.7%～2.3%;降低植物体内Cd浓度,减少植物对重金属Cd的富集量,并将重金属Cd固定在土壤中。在添加Cd为0.3 mg/kg的污染负荷下,添加NHAP的油菜、叶用红菾菜处理,其植物地上部Cd浓度比未添加的处理分别降低了0.25 mg/kg和0.67 mg/kg。在添加Cd为5 mg/kg的污染负荷下,添加NHAP的油菜、叶用红菾菜处理,其总富集Cd量比未添加的处理降低了19.08%、21.64%;NHAP处理下,叶用红菾菜的总富集Cd量比油菜高31.88mg/pot。添加NHAP可以增加微生物种类的丰度和多样性,能提高土壤放线菌门、芽单胞菌门的丰度;油菜和叶用红菾菜的生长提高了变形菌门的丰度。上述研究表明NHAP在重金属镉污染土壤的治理与修复方面是可行的且具有良好治理效果。综上,本研究筛选出了一种适宜于镉污染土壤修复的纳米材料NHAP,在本实验条件下,其适宜用量为1%。NHAP对重金属镉有良好的固定能力,在土壤镉污染负荷0.3～5mg/kg下,可有效降低油菜/叶用红菾菜对镉的吸收、富集,提高微生物群落的丰度,该纳米材料应用于重金属镉污染土壤的治理与修复是可行的且具有良好效果。

关键词：纳米材料镉土壤酶活性植物酶活性植物

重金属复合污染及固定修复对甜高粱生长及生理特性的影响

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重金属复合污染及固定修复对甜高粱生长及生理特性的影响

作者：邢缤侥桂林理工大学

学位级别：硕士

广西环境是我国西南典型的喀斯特石漠化区域。受当地居民对生产和对农田土壤重金属修复要求,探索在多重金属污染土壤中开展农业活动。本文选择采用盆栽方法种植甜高粱,研究在农田土壤不同重金属污染程度下对甜高粱生长、生理特性指标的... 详细信息

广西环境是我国西南典型的喀斯特石漠化区域。受当地居民对生产和对农田土壤重金属修复要求,探索在多重金属污染土壤中开展农业活动。本文选择采用盆栽方法种植甜高粱,研究在农田土壤不同重金属污染程度下对甜高粱生长、生理特性指标的影响,及其对Pb、Zn、As等多种重金属的吸收和累积效果。同时,深入研究在单施化肥和添加外源有机质(秸秆、有机肥、350℃厌氧烧制成的生物炭)配施NPK(氮磷钾)肥处理后,土壤pH值、有机质变化,土壤微生物和呼吸变化,重金属有效性及全量变化,以及在此基础上同样种植甜高粱后,对甜高粱生长和生理特性指标的影响。探讨重金属对甜高粱的毒害作用,甜高粱对重金属累积效应,以及外源有机质对重金属污染土壤的修复作用,以期为外源有机质改善农田重金属污染土壤提供科学依据。主要研究结果如下:(1)在多重金属复合污染土壤中种植甜高粱,重金属铅(Pb)、锌(Zn)、砷(As)汞(Hg)提取态较CK(对照)对甜高粱株高和生物量干重的累积有显著抑制作用。随重金属污染程度的提高,甜高粱株高、生物量积累呈先降后增趋势。甜高粱中重金属累积量随重金属浓度的增加而增加,地上部分累积量远远超过籽粒累积量,重金属累积量大小依次为Zn>As>Pb>Hg。随重金属含量增加,叶绿素(Chl)、超氧化物歧化酶(SOD)活性呈先增后降趋势,丙二醛(MDA)和过氧化物酶(POD)活性则呈先降后增趋势。根据Pearson相关性显示,PL(污染负荷指数)与叶片中SOD呈正相关,与其余酶、株高、生物量均呈负相关,差异性不显著。Hg、As、Pb提取态与Chl、SOD呈正相关外,与其余生长生理指标均呈负相关,且后两者重金属提取态与POD呈显著负相关(P活性在甜高粱苗期和抽穗期均有所增加,MDA含量则随外源有机质施入量的增加呈下降趋势,表明外源有机质配施NPK肥能有效改善土壤质量,减少多重金属复合污染土壤中重金属提取态含量,降低甜高粱对重金属的累积,减少对甜高粱的毒害作用。综合各处理效果,优劣顺序为有机肥>生物质炭>秸秆>NPK>PK(磷钾肥)。

关键词：多重金属污染甜高粱重金属累积有机物料植物酶活性