镉胁迫对10个桑树品种种子萌发的影响
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摘要:为研究品种和种植密度对桑树吸收土壤镉及在其体内运转规律的影响,选择湖南邵阳洞口和岳阳临湘两地的重金属污染区为研究区,按照不同种植密度(15000、30000、45000株·hm -2)种植三个品种桑树(粤桑11号、农桑14号和强桑1号),并对桑树植株中镉的含量与分布进行分析。
结果表明:两个污染区的土壤受到镉的重度污染,其中岳阳临湘污染区土壤中重金属的潜在风险高于邵阳洞口污染区;在试验设置的种植密度范围内,桑树地上部(茎、枝、叶)镉含量随着种植密度的增加而升高,高密度的种植方式有利于提高桑树对镉污染土壤的修复效率;在整个桑树植株中,根部镉的平均含量约占总量的40%,茎部和枝部镉的平均含量约占44%,叶片镉的平均含量约占16%;土壤Cd 污染程度的增加提升了桑树根向上运输Cd 的能力,桑树在洞口试验区根-茎、根-枝、根-叶的转运系数分别为0.37~0.46、0.38~0.51、0.37~0.49,临湘试验区分别为0.50~0.83、0.42~0.61、0.54~0.64。
研究进一步表明,桑树可种植于重金属污染的土壤。
关键词:土壤污染;镉;桑树;品种;种植密度中图分类号:X503.235文献标志码:A 文章编号:1672-2043(2016)08-1480-08doi:10.11654/jaes.2015-1725镉在桑树体内的迁移与分布特征研究潘雨齐1,黄仁志2,雷鸣1*,颜新培2,龚昕2,蒋诗梦2,贾超华2(1.湖南农业大学资源环境学院,长沙410128;2.湖南省蚕桑科学研究所,长沙410127)Transportation and distribution of Cd in different varieties of mulberry (Moms alba L.)PAN Yu-qi 1,HUANG Ren-zhi 2,LEI Ming 1*,YAN Xin-pei 2,GONG Xin 2,JIANG Shi-meng 2,JIA Chao-hua 2(1.College of Resources and Environment,Changsha 410128,China;2.The Sericultural Research Institute of Hunan Province,Changsha 410127,China )Abstract :Mulberry (Moms alba L.)has potential to be used as phytoremediating plant.In this study,three varieties of mulberry (called Yuesang 11,Nongsang 14,and Qiangsang 1)were planted at three planting densities in two heavy metal-contaminated fields named Dongk -ou in Shaoyang City and Linxiang in Yueyang City in Hunan Province,respectively.The transport,accumulation and distribution of cadmi -um in the plants were studied.Results showed that both soils were contaminated by heavy metals,especially by Cd.The potential risks of heavy metals in Linxiang soil were higher than those in Dongkou soil.The content of Cd in the aboveground (stem,branch and leaf )of mul -berry increased with increasing planting density,implying that high density planting method improved the remediation efficiency of Cd con -taminated soil.In the whole mulberry plant,the average Cd content in mulberry roots accounted for about 40%of the total,Cd in stems and branches contributed to about 44%,and Cd in leaves only about 16%.Increased soil Cd pollution promoted mulberry roots to transport Cd.The translocation factors of root-stem,root-branch,and root-leaf of mulberry in Dongkou soil were 0.37~0.46,0.38~0.51and 0.37~0.49,while 0.50~0.83,0.42~0.61,0.54~0.64in Linxiang,respectively.Therefore,mulberry can be planted for remediating heavy metals contam -inated soils.Keywords :soil contamination;cadmium;mulberry;variety;planting density收稿日期:2015-12-29基金项目:湖南省教育厅重点项目(14A068);湖南省科技计划项目(2013SK5036);湖南省环境保护厅科技计划项目(湘财建指[2013]229号)作者简介:潘雨齐(1990—),女,湖南长沙人,硕士研究生,从事重金属污染修复与治理研究。
54--土壤肥料•资源环境 引用格式:蒋诗梦,李章宝,黄仁志,等. 桑树修复污染农田的效果及桑树各部位镉含量调查[J]. 湖南农业科学,2020(7):54-57,60. DOI:10.16498/ki.hnnykx.2020.007.013根据2019年全国农田土壤污染治理暨长江经济带生态修复与产业扶贫技术交流会专家报告可知,我国污染耕地已有0.1亿hm 2,农田土壤受重金属污染现象突出,约占重金属总污染面积的40%。
土壤污染的现状推动了土壤修复行业与技术的发展。
国内外有许多技术与经验可供借鉴与参考,包括物理、化学和植物修复技术,其中植物修复具有技术和经济上的双重优势,但也存在不足之处[1]。
例如:超富集植物龙葵、三叶鬼针草等吸收能力强,但为草本植物[2-3],生长周期短,生物量小,大面积推广需要加强栽培技术研究与种子繁育。
木本植物生物量大,但富集能力有限[4]。
还有学者提出,草本与木本联合修复可有效提高农田土壤重金属复合污染的修复效率[5],还能改善污染土壤的环境质量[6]。
2016年,国家《土壤污染防治行动计划》中的目标提到,到2030年,全国受污染耕地安全利用率达到95%以上。
“安全利用”需要在超过风险筛选值或者超过风险管制值的农用地上收获符合国家安全标准的农产品。
桑树具有一定的重金属耐受性[7],虽然其吸收镉(Cd )的能力有限,但产量大,生长年限长,在发挥植物修复功能[8]的同时,还能产生经济效益,在污染农田种植桑树既不会影响桑树和蚕茧的产量[9],获得的蚕蛹和蚕茧也都符合安全标准[10]。
而且,桑树不仅可以养蚕,根据不同的功能,桑树产业正向多元化发展,如饲料桑、果桑等[11],发展前景广阔。
综合来看,桑树是重金属污染耕地安全利用较为理想的经济作物。
但由于桑树修复能力有限,因此在何种污染程度的农田中种植桑树既安全又可以产生效益是一个值得探讨的问题,课题组以此为目的,在不同污染程度的农田种植桑树,通过长时间调查取样监测农田与桑树内镉含量的变化,以期为蚕桑的安全利用提供一定的参考。
镉胁迫对10个桑树品种种子萌发的影响镉(Cd)是一种重金属元素,对植物具有高度的毒害作用。
随着工业化的加速发展和人类活动的不断增加,土壤中镉的污染问题也日益突出,给植物生长和发育带来严重影响。
桑树是一种重要的经济作物,广泛种植于世界各地。
本文通过研究镉胁迫对10个桑树品种种子萌发的影响,以期探讨桑树对镉的耐受性和选择适应性,为桑树的种植和镉污染土壤的修复提供科学依据。
本实验选择10个常见的桑树品种,包括A品种、B品种、C品种、D品种等,每个品种选择30粒健康、成熟的种子进行实验。
将这些种子分为两组,一组作为对照组,另一组暴露在含500mg/L CdCl2的培养液中,作为实验组。
对照组和实验组种子分别在恒温恒湿的条件下进行孵育。
在种子萌发过程中,每隔24小时观察并记录种子萌发情况,包括种子发芽率、发芽指数和根长。
通过对比两组数据,可以得出镉胁迫对桑树品种种子萌发的影响。
研究结果显示,镉胁迫对桑树品种种子萌发具有显著的抑制作用。
在实验组中,所有品种的种子发芽率和发芽指数均显著低于对照组。
A品种和B品种对镉的耐受性较高,种子发芽率和发芽指数相对较高;而C品种和D品种对镉的耐受性较低,种子发芽率和发芽指数较低。
这表明不同品种的桑树在镉胁迫下具有不同的耐受性和适应性,部分品种能够较好地适应镉的毒害环境,而部分品种则较为敏感。
镉胁迫还显著抑制了桑树种子的根长。
在实验组中,镉胁迫导致种子根长明显减短,根长与镉浓度呈负相关。
A品种和B品种在低浓度镉胁迫下的根长相对较长,而C品种和D 品种在低浓度镉胁迫下根长较短。
这进一步证明不同品种的桑树对镉的耐受性存在差异。
镉胁迫对10个桑树品种种子萌发具有明显的抑制作用。
不同品种的桑树对镉的耐受性和适应性差异明显,部分品种能够较好地适应镉的毒害环境,而部分品种则较为敏感。
这些研究结果对桑树的种植和镉污染土壤的修复提供了科学依据,为选择耐受性较强的品种和开展镉污染土壤治理提供了参考。
镉胁迫对植物的影响探究作者:姜艺黄琳丽来源:《南方农业·下旬》2020年第10期摘要镉是一种有毒的重金属,容易被动植物吸收,进而对人类产生严重危害。
基于此,分析镉对植物生长、光合作用、植物酶活性及植物细胞等的影响,为今后研究土壤中镉对植物的胁迫效应提供参考。
关键词镉胁迫;植物;耐镉机理中图分类号:S432.2+2 文献标志码:B DOI:10.19415/ki.1673-890x.2020.30.069目前,工业迅猛发展,城镇化进程加快,土壤重金属污染成为世界瞩目的问题,严重威胁着土壤资源的可持续利用和粮食的安全种植。
根据我国环境保护相关部门调查的部分地区的土壤重金属污染状况来看,我国大部分地区普遍存在镉污染问题。
1 镉胁迫对植物生长的影响植物生长受镉胁迫的影响主要表现为“低促高抑”。
不同种类的植物在镉胁迫下的表现有一定差异,但总体上表现为低浓度的镉基本不会影响植物的生长发育,甚至还会提高种子的发芽率,起到促进种子萌发和幼苗生长的作用;在高浓度的镉胁迫下,种子的发芽率会显著降低,幼苗的生长受到一定抑制,甚至完全停止生长。
王明新等人以孔雀草为实验材料,研究在不同浓度的镉胁迫下孔雀草叶片中光合色素和丙二醛含量以及镉积累量与化学形态分布变化[1]。
研究表明,随着培养基中镉浓度的增加,孔雀草叶片中的光合色素含量变化显著,叶绿素呈现先增加后减少的变化趋势,类胡萝卜素的含量变化不大,表明其未受到镉胁迫;叶片中丙二醛的含量则呈线性下降,高浓度镉处理(≥0.1 mmoL·kg-1)对孔雀草生长有明显的胁迫作用[1]。
高芳等人以不同品种的花生为实验对象,研究了土壤中不同浓度的镉胁迫对其生理生化指标和产量品质的影响,实验表明,在低浓度镉胁迫下,两个品种花生的营养生长都受到了促进,在高浓度镉胁迫下,两个品种花生的生长都受到了抑制[2]。
同时,两个品种花生叶片中的叶绿素含量均下降,净光合速率及产量也呈下降趋势[2]。
镉胁迫对植物生长发育的影响及其机制植物是生命的载体,生长发育是植物的生命体征之一。
然而,在人类的工业化进程中,很多有毒物质如镉不断被排放,加剧了土壤污染,对植物生长发育产生了严重威胁。
一、镉胁迫对植物生长发育的影响1.1 影响植物的根系镉胁迫会导致植物根毛数量减少、长度缩短、形态异常,同时还会影响根系结构和比表面积,从而使植物的营养吸收能力降低,影响养分的吸收和利用。
1.2 影响植物的光合作用镉胁迫还会影响植物光合作用过程,如破坏光合色素、降低光合酶活性等,导致植物叶片产生黄化,减小叶面积,影响光合作用的产物的形成和运输,影响植物生长。
1.3 影响植物的生长和发育镉胁迫会导致植物的茎秆变软、矮化,叶片变小、厚度减薄等,同时还会影响植物的叶芽、花序、花粉等发育,直接影响植物的繁殖能力。
二、镉胁迫对植物生长发育的机制镉胁迫导致的植物生长发育异常与其机制密切相关。
主要原因包括镉离子的毒性、离子对植物代谢物的影响以及激活氧的介入。
2.1 镉离子的毒性镉离子是植物生长发育受到镉胁迫的主要原因之一。
镉离子与植物的酶、蛋白质、核酸以及维生素等重要物质形成络合物,导致这些物质的功能损害,影响植物的代谢和养分吸收。
2.2 离子对植物代谢物的影响镉离子还可以影响植物代谢物的运输,导致植物代谢物的积累和分布不均,影响植物的生长发育。
2.3 激活氧的介入镉胁迫会导致植物体内激活氧的产生增多,激活氧直接损害植物的细胞壁、膜蛋白等,影响植物细胞的稳定性和透性。
三、镉胁迫对植物的防御机制要想保证植物在镉胁迫下正常的生长发育,必须要采取相应的防御措施,常见的方法包括增强植物的代谢能力、促进植物本身对毒物的解毒和调节化合物的合成。
3.1 增强植物的代谢能力对于受到镉胁迫的植物来说,增强植物自身的代谢能力可以有效地减轻镉离子的毒性。
例如,通过提高酵素活性、增强植物的氮素吸收,增强代谢能力,对植物细胞的应激反应能力进行提高。
3.2 促进植物自身的解毒植物自身含有一系列的解毒酶,能够将镉离子转化为无毒的形式。
锌和镉胁迫下的桑树幼苗盆栽试验刘旭辉;李月兰;李秋明;冯济梅;覃勇荣【期刊名称】《江苏农业科学》【年(卷),期】2012(040)004【摘要】在水培液中添加不同浓度梯度(0、2.5、5、10、25、50、100、150、200、250 mg/L) Zn2+、Cd2,模拟重金属胁迫桑树幼苗,研究不同培养时间、桑树幼苗不同部位吸收、积累和转运Zn2+、Cd2+的动态变化规律.结果表明:桑树幼苗体内锌、镉含量随着加入水培液中Zn2+、Cd2+浓度的增大而增大,但不呈线性关系.水培液中的Zn2+浓度在一定范围内(<100 mg/L),培养桑苗8d,茎叶部分的锌含量总体上不断上升,桑苗根部的含锌量总体上随培养液中Zn2+浓度的增加而增加.当水培液中Cd2+浓度为200 mg/L时,桑树幼苗体内的镉含量最高;水培液中的Cd2+浓度>50 mg/L 时,桑树幼苗生长受到明显的抑制.锌、镉在桑树幼苗体内的累积和分布情况是:根部>茎叶.【总页数】5页(P335-339)【作者】刘旭辉;李月兰;李秋明;冯济梅;覃勇荣【作者单位】河池学院化学与生命科学系,广西宜州 546300;河池学院化学与生命科学系,广西宜州 546300;河池学院化学与生命科学系,广西宜州 546300;河池学院化学与生命科学系,广西宜州 546300;河池学院化学与生命科学系,广西宜州546300【正文语种】中文【中图分类】S888.2【相关文献】1.锌对镉胁迫下水稻幼苗镉吸收转运及根系形态的影响 [J], 赵萍;瞿华香;张玉烛2.锌对镉胁迫下豌豆幼苗生长发育的影响 [J], 郁建锋;王立新;聂玲;杜兰芳3.镉胁迫下的桑树幼苗叶片丙二醛含量动态分析 [J], 覃勇荣;冯济梅;梁文忠;李秋明;刘旭辉4.铜、锌、镉胁迫下玉米幼苗金属硫蛋白的响应 [J], 李希良;艾丹丹;梁淑轩5.锌和镉胁迫对萝卜种子萌发及幼苗生长的影响 [J], 郑升;向成丽;叶媛丽;吴章桥;陈小军;张璐;邝曦;龙治坚因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
中国瓜菜2023,36(5):125-130收稿日期:2021-12-31;修回日期:2022-08-22基金项目:云南特色木本蔬菜种植及营养调控关键技术研究(西南林业大学基金2020YY013);云南省“三区”科技人才支持计划(20200402)作者简介:金友帆,男,在读硕士研究生,研究方向为经济林栽培。
E-mail :****************通信作者:董琼,男,副教授,现主要从事植被恢复与保持研究。
E-mail :***************.cn镉(Cd )是一种非必需的重金属元素,毒性强、水溶性高、迁移性大,易被植物及其他生物吸收,继而通过食物链在人畜体内累积,对环境和人体生命健康构成严重威胁[1]。
近年来,随着现代工农业生产的发展和人类活动的急剧增加,大量重金属镉进入土壤环境,镉污染日益严重。
研究发现,镉能抑制植物生长发育,其特点表现为植株矮小、叶片黄萎卷曲、根叶坏死导致植物死亡[2]。
目前,已有镉对植物种子萌发及幼苗生长指标影响的研究报道,如重金属Cd 对小麦、玉米的发芽率、幼苗生长和根的伸长均有抑制作用[3-5]。
Moya 等[6]、Verma 等[7]研究认为,Cd 抑制植物生长是由于细胞内贮藏的物质不镉对不同种源树番茄种子萌发及幼苗生长的影响金友帆,李世民,李树萍,张梅,董琼(西南地区生物多样性保育国家林业与草原局重点实验室·西南林业大学昆明650224)摘要:研究不同种源树番茄种子萌发及幼苗生长对镉添加的响应,探讨不同种源树番茄对镉的耐受能力,以期筛选耐镉性较强的优良种源。
以5个树番茄种源XS 、PE 、DH 、BS 、LC 种子为试材,采用单因素完全随机试验设计,设置5个镉浓度(土壤含镉量w 计:0、5、10、20、50mg·kg -1)水平,观测不同种源树番茄种子萌发及幼苗生长情况。
结果表明,XS 种源发芽率、发芽指数和活力指数在5mg·kg -1Cd 2+处理时有促进作用,BS 种源发芽势、发芽指数和活力指数在5mg·kg -1Cd 2+处理时有促进作用,LC 种源发芽势和活力指数均在5mg·kg -1Cd 2+处理时有促进作用。
收稿日期:2015-08-11作者简介:欧阳燕莎(1992-),女,硕士研究生,Email :870881305@ 。
*通信作者,Email :lay8155@ 。
基金项目:湖南省重点科技项目(15A091)。
镉对作物的影响及作物对镉毒害响应研究进展欧阳燕莎,刘爱玉*,李瑞莲(湖南农业大学棉花研究所,长沙410128)摘要:镉污染已成为中国南方部分农田的重要问题,对农产品质量安全特别是粮食安全造成了严重影响。
综述了近年来镉污染对作物生长、生理特性及分子生物学等方面影响的研究进展,主要包括镉毒害对作物种子萌发、幼苗生长、酶活性、光合作用、矿质元素及在遗传损伤效应和蛋白基因表达的影响以及作物对镉的吸收、分配和积累等方面的响应规律,并提出了镉胁迫下作物研究的可能方向,以期为利用作物进行镉污染修复提供参考。
关键词:作物;镉;毒害响应;生理特性;分子水平;修复中图分类号:X651;X131.3文献标识码:A文章编号:1001-5280(2016)01-0105-06DOI :10.16848/ki.issn.1001-5280.2016.01.027Research Progress on Effects of Cadmium on Cropsand the Response of Crops to CadmiumOUYANG Yansha ,LIU Aiyu *,LI Ruilian(Institute of Cotton Science ,Hunan Agricultural University ,Changsha ,Hunan 410128,China )Abstract :Cadmium pollution has become an important problem in parts of farmland of south China ,which seriously affect-ed on the quality safety of agricultural products ,especially food security.Research progress on effects of cadmium pollution on growth ,physiological characteristics and molecular biology of crops were summarized ,mainly including effects of cadmi-um toxicity on seed germination ,growth of crop seedlings ,enzyme activities ,photosynthesis ,mineral elements ,and genetic damage effect and protein gene expression ,and the response pattern of crops to cadmium absorption ,distribution and accu-mulation.And then the possible research directions on crop research under cadmium stress were put forward in order to provide reference for restoring of cadmium pollution used crops.Keywords :crop ;cadmium ;toxicity effect ;physiological characteristics ;molecular level ;restoring镉(Cadmium ,Cd )污染是最严重的环境污染之一[1]。
镉胁迫对水培桑苗生长的影响作者:曾燕蓉朱方容等来源:《南方农业学报》2019年第02期摘要:【目的】了解鎘胁迫对水培桑苗生长发育的影响规律,筛选适宜镉污染土壤的桑树材料,为高耐镉和镉低积累桑树品种的筛选提供参考依据。
【方法】以桂桑优12和桂桑优62为试验材料,设不同镉浓度的水培试验,测定桑苗的成活率和死亡率,运用线性回归法建立镉胁迫浓度与桑树死亡率的回归直线方程,计算不同桑树品种对水培液中镉的耐受性;调查桑苗在镉胁迫下生长30 d 的单株叶和茎鲜重及解除镉胁迫后培养30 d 的生长指标和叶片叶绿素荧光参数,分析镉对桑苗的毒害作用。
【结果】据回归直线方程计算得知,水培30 d 后,水培液中镉对桂桑优62和桂桑优12的半致死浓度分别为1.20和1.46 mg/kg ,致死浓度分别为2.07和2.54 mg/kg 。
水培液中镉浓度高于0.10 mg/kg 时,两个桑品种植株的叶片、茎鲜重均小于在无镉培养液中生长的桑苗(对照,CK)。
解除镉胁迫后,0.05 mg/kg处理桑苗的生长状况优于CK,实际光能转换效率[Y(II)值]低于CK,叶片光系统已受到镉的毒害;0.10~0.50 mg/kg 处理的桑苗生长状况明显不及CK,叶片最大光能转化效率(Fv/Fm)和Y(II)值均明显下降,光系统受到镉的严重毒害。
【结论】桑苗受到镉的毒害作用外在表现为植株生长受抑制,其中根系受到的影响最明显;内在表现为叶片光合作用被抑制,且该影响较难恢复。
利用水培法进行桂桑优12和桂桑优62栽培时水培液中的镉浓度应不高于1.0 mg/kg,以低于0.5 mg/kg 为宜,且桂桑优12对镉的水培耐受性高于桂桑优62。
关键词:镉胁迫;桑苗;水培;生长状况;叶绿素荧光特性;桂桑优12;桂桑优62中图分类号: S888.2; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文献标志码: A 文章编号:2095-1191(2019)02-0247-10Abstract:【Objective】The present study was conducted to understand influence rules of the growth of hydroponic mulberry seedlings under cadmium stress and screen mulberry materials suitable for cadmium contaminated soil and provide reference for high tolerance cadmium varieties and low accumulation cadmium varieties of mulberry screening.【Method】In this research,Guisangyou 12 and Guisangyou 62 were used as experimental material,hydroponic experiments with different cadmium concentrations were designed. Through determination of survival rate and mortality of mulberry seedlings,linear regression equation of cadmium stress concentration and mulberry mortality was established by linear regression method. According to the equation,the tolerance of mulberry varieties to cadmium in hydroponics were calculated. The toxic effect of cadmium on mulberry was analyzed by investigating leaf weight per mulberry plant and fresh weight of stem growing under cadmium stress for 30 d,and the growth indicators and chlorophyll fluorescence parameters of leaves for 30 d after cadmium stress was relieved. 【Result】Calculated by regression linear equation, the semi-lethal concentration of cadmium of Guisangyou 62 and Guisangyou 12 were 1.20 and 1.46 mg/kg respectively,and the lethal concentration were 2.07 and 2.54 mg/kg respectively after 30 d of hydroponic culture. When the cadmium concentration was more than 0.10 mg/kg in the hydroponic solution,the fresh weight of leaves and young stems of the two mulberry varie-ties were smaller than that grew in cadmium-free medium(control,CK). After the stress was removed,the growth of mulberry seedlings in 0.05 mg/kg were better than that of CK,and the actual photoenergy conversion efficiency[Y(II) value] was lower than that of CK,and the photosystem of leaves had been poisoned by cadmium.The growth of mulberry seedlings treated by 0.10-0.50 mg/kg treatments were largely lower than that of the control group,the maximum photoenergy conversion efficiency(Fv/Fm) and Y(II) value of leaves were greatly reduced,and the photosystem was seriously poisoned by cadmium. 【Conclusion】The external performance of mulberry is that plant growth is inhibited if mulberry is poisoned by cadmium. Simultaneously the root system is affected the most seriously. And the internal performance of mulberry is that the leaf photosynthesis is inhibited which is more difficult to recover. The concentration of cadmium in the hydroponic liquid should be no more than 1.0 mg/kg when cultivating Guisangyou 12 and Guisangyou62 by hydroponic method. It is better not to exceed 0.5 mg/kg. In this study, the hydroponic tolerance of Guisangyou 12 to cadmium is higher than that of Guisangyou 62.Key words: cadmium stress; mulberry; hydroponics; growth status; chlorophyll fluorescence characteristics; Guisangyou 12; Guisangyou 620 引言【研究意义】目前,我国耕地受重金属污染面积大(孙建帮等,2015),且呈现出加剧态势,对人们的身体健康、食品安全及生态环境均造成严重威胁。
镉对植物的生长影响研究现状摘要:土壤镉污染已成为目前较为严重的环境问题之一。
镉是植物生长发育的非必需微量元素,过量镉不仅会影响植物的生长,还可能在植物体内积累,经食物链进入人体后威胁人类的生命健康。
本文介绍了镉对植物生长发育及代谢的影响,并对相关研究领域的重点问题进行了展望。
关键词:镉;植物;影响1前言随着工业化进程的加快、采矿业的扩张、化肥的滥用以及污水灌溉,土壤重金属污染已成为一种普遍现象[1]。
据2014年发布的《全国土壤污染调查公报》显示,中国农用耕地点位超标率为19.4%,其中铜(Cu)、锌(Zn)、镉(Cd)的点位超标率分别为2.1%,4.8%和7.0%。
镉作为主要污染物之一,具有很高的生物可利用性和生物高毒性[2],因此被广泛关注。
土壤中的镉不会发生化学降解或被微生物降解,一旦进入土壤就会在土壤中长期存在[3]。
污染土壤中的镉经植物根系吸收后在植物体内富集,进而影响植物的生长发育。
本文主要从四个方面介绍了镉对植物生长发育的影响。
2镉对植物生长的影响2.1对种子萌发的影响种子萌发是植物生命周期中最重要的活动之一。
研究表明镉会抑制豇豆种子对水的吸收,减少种子胚芽的水分供应[4]。
在镉的胁迫下,豌豆胚芽中将产生氧自由基,进而破坏细胞结构,导致胚芽中丙二醛(MDA)含量增加[5]。
2.2对植物生长发育的影响土壤中的镉会影响多种植物的生长。
例如:鹰嘴豆根瘤中的根瘤菌对镉非常敏感,在镉的作用下鹰嘴豆植株生长受到影响,产量降低[6]。
当施加低浓度镉溶液后,芥菜[7]、玉米[8]和小麦[9]植株的鲜重均出现降低情况。
2.3对养分吸收的影响在镉的胁迫作用下,植物对矿物质营养素的吸收将受阻[10]。
实验表明镉的存在强烈地抑制了豌豆对磷、钾、硫、钙、锌、锰、硼等元素的吸收[11]。
此外,镉与矿质元素的竞争作用抑制了杨树中的转运蛋白对矿质元素的吸收转运[12]。
2.4对植物酶的抑制在镉的胁迫作用下,植物的抗氧化代谢能力减弱[13]是因为土壤中的镉在达到一定浓度后会在植物体内富集,会干扰植物酶系统的活性。
铜和镉胁迫对植物生长发育的影响研究植物在生长过程中需要一系列的元素和物质维持基本的生长和发育,其中,铜和镉是植物生长发育过程中必需的微量元素。
然而,铜和镉胁迫是目前环境污染中常见的问题之一。
因此,对铜和镉对植物的影响进行研究已经成为了一个热点。
一、铜和镉胁迫的特点及其影响1.铜胁迫的特点及影响铜作为植物生长发育过程中的重要微量元素,能够促进植物的光合作用、呼吸作用、元素转移和储存等重要的生理功能。
但如果过量的铜进入植物体内,就会损害植物的生理过程。
铜胁迫所造成的影响多体现在植物体内的酶活性和氧化还原能力等方面。
2.镉胁迫的特点及影响镉的存在会抑制植物的光合作用和气孔运动,影响植物的水分平衡和营养吸收。
同时,在植物体内,镉会结合硫化物、蛋白质等生化分子,改变它们的结构和功能,从而影响细胞的形态和功能。
二、铜和镉胁迫与植物生长发育的关系1.铜和镉胁迫对植物生长发育的影响铜和镉胁迫对植物的影响非常明显。
在铜和镉的不同浓度下,花卉的生长受到不同的程度的损害。
在高浓度下,植物体内的铜和镉浓度升高,影响植物内部结构和生长发育;在低浓度下,植物生长不会明显受到影响,但当镉和铜共同存在时,对植物的生长发育造成更加明显的影响。
2.铜和镉胁迫的分子机制植物对铜和镉的胁迫响应机制是多方面的。
铜和镉胁迫会导致植物体内铜离子和镉离子的浓度变化,从而引发对应的生理反应;铜和镉胁迫还能够改变植物中氧化还原状态,使植物体内氧化还原反应受到影响;铜和镉还能引起植物中各种酶的活性的改变,从而影响植物的生长发育。
三、对铜和镉胁迫的应对措施1.重要性对铜和镉胁迫采取合理的应对措施,既可以有效地提高植物对污染物的抵抗能力,又能保障农作物的产量和品质。
2.方法(1)育种育种是对铜和镉胁迫进行应对的重要方法之一。
在育种过程中,重点在于从自身种质资源中筛选出对铜和镉污染具有高耐受性的品种,培育新的抗胁迫种质资源,以提高农业生产的抗污染能力。
(2)控制浓度在实际农业生产中,应当对土壤、水源等污染物源入侵的浓度进行严格控制,给植物提供优良的环境条件,降低植物遭受铜和镉胁迫的程度。
镉铅胁迫对桑树种子萌发和幼苗生长以及重金属累积的影响作者:高鸿鹏郑直刘超张中羽董小龙苏超张敏娟来源:《安徽农业科学》2020年第11期摘要 [目的]研究重金屬胁迫对桑树种子萌发及幼苗生长的影响,分析桑树幼苗对重金属的吸收和累积规律。
[方法]以冀桑3号和鲁杂1号2个品种桑树种子和幼苗为材料,采用滤纸萌发法分析重金属镉、铅对2个品种桑树种子萌发的影响,采用土培盆栽法分析镉和铅对2个品种桑树幼苗生物量的影响及幼苗对镉和铅的吸收转运规律。
[结果]桑树种子萌发受到镉、铅的抑制作用,并且镉和铅对胚根毒害作用更强。
镉和铅元素对桑树种子胚根生长有显著抑制作用的浓度分别为114、331 mg/L;2个品种幼苗的生物量随着镉和铅处理浓度的升高而降低,冀桑3号幼苗能耐受20 mg/kg的镉胁迫和500 mg/kg的铅胁迫而不降低其生物量。
2个品种桑树幼苗对镉和铅的吸收水平均随着镉、铅处理浓度的升高而升高;幼苗对镉的富集系数和转移系数分别为0.53~3.58和0.41~0.84,对铅的富集指数和转移系数分别为0.02~0.58和0.11~0.78。
从2个品种的富集系数和转移系数的对比来看,冀桑3号幼苗与鲁杂1号幼苗对镉、铅的耐受能力、富集能力存在一定程度的差异,且2个品种幼苗均不能有效地将镉和铅转运至植株地上部分。
[结论]该研究可为植物修复重金属污染提供一定依据,为进一步利用桑树进行土壤修复奠定一定的理论基础。
关键词桑树;镉;铅;累积;生物量中图分类号 Q945 文献标识码 A文章编号 0517-6611(2020)11-0131-06Abstract [Objective]To study the effects of heavy metal stress on seed germination,seedling growth and the heavy metals absorption and accumulation of mulberry trees.[Method]Seeds of two mulberry cultivars (Jisang No.3 and Luza No.1) were exposed to five cadmium (Cd) and lead (Pb) concentrations by using petridish method,the germination percentage and root lengths were measured.Seedlings of these two mulberry cultivars were used as materials,the heavy metal treatment was carried out by using potculture method,the biomass and heavy metal content of two mulberry cultivars were examined.[Result]The germination of mulberry seeds was inhibited by lead and cadmium treatment,cadmium and lead had stronger toxic effects on the root elongation of mulberry.The roos of mulberry seeds were significantly inhibited at concentration of 114 mg/L and 331 mg/L for cadmium and lead,respectively;at the cadmium concentration of 20 mg/kg and the lead concentration of 500 mg/kg,mulberry seedlings of Jisang No.3 grew well without reducing biomass.Both of the two mulberry cultivars absorbed more elements with increasing cadmium or lead dose.The bioconcentration factor and transfer factor for cadmium in the two mulberry seedlings ranged from 0.53 to 3.06 and from 0.41 to 0.84,respectively.The bioconcentration factor and transfer factor for lead ranged from 0.02 to 0.58 and 0.11 to 0.78,respectively.By comparing the bioconcentration factor and transfer factor of the two cultivars,we found that there was a certain degree of difference in tolerance and uptake capacity to cadmium and lead between seedlings of Jisang No.3 and Luza No.1,and the two cultivars could not effectively transport cadmium and leadfrom root to shoot.[Conclusion]These results provided a basis for phytoremediation of heavy metal pollution,and indicated that mulberry can be a candidate for repairing heavy metal contaminated soil.Key words Mulberry;Cadmium;Lead;Accumulation;Biomass随着工业化、城市化进程的加快,近年来土壤重金属污染问题日益加剧,对人体健康和社会发展造成了一定威胁[1-4]。
文章编号:1673-887X(2023)12-0013-03重金属镉对大豆种子萌发与幼苗生长的影响刘佳丽(湖南农业大学,湖南长沙410125)摘要为了探索不同浓度重金属镉对大豆种子萌发与幼苗生长的影响,设置5个处理小组,每个处理小组分3个平行小组进行试验。
试验结果发现:对照组的发芽率显著高于处理1组和处理2组(P<0.05),极显著地高于处理3和处理4组(P<0.01),各个小组的发芽势相比,均达差异显著性(P<0.05);随着重金属镉浓度的升高,大豆的发芽指数和活力指数逐渐降低,和对照组相比,处理1组—处理4组的发芽指数分别降低了15.72%、22.41%、29.10%和44.15%,活力指数分别下降了13.03%、31.73%、55.17%和60.23%;株高以对照组的最高,和对照组相比,处理1组—处理4组的株高分别降低了23.17%、44.11%、52.75%、60.59%;叶长以对照组最高,除了处理2组、处理3组之间相比差异不显著外,其余各个小组之间相比均达差异显著性水平(P<0.05);叶宽以对照组的最宽,除了处理3组和处理4组之间相比差异不显著外,其余均达差异显著性水平(P<0.05);根长以对照组最长,且各个试验小组的根长相比均达差异性水平(P<0.05)。
试验说明,随着镉金属溶度升高,大豆种子的萌发会受到抑制,萌发所需要的时间加长,而且大豆苗的生长也会受到抑制。
关键词镉;大豆;种子;萌发;影响中图分类号S565.1;X173文献标志码A doi:10.3969/j.issn.1673-887X.2023.12.004Effects of Heavy Metal Cadmium on Seed Germination and Seedling Growth of SoybeanLiu Jiali(Hunan Agricultural University,Changsha410125,Hunan,China)Abstract:In order to explore the effects of different concentrations of cadmium on soybean seed germination and seedling growth,5 treatment group were set up,and each treatment group was divided into3parallel group.The results showed that the germination rate of control group was significantly higher than that of treatment group1and2(P<0.05),and was significantly higher than that of treatment group3and4(P<0.01).The germination potential of all group was significantly different(P<0.05).With the increase of cadmium concentration,the germination index and vitality index of soybean gradually pared with the control group, the germination index of soybean in treatment group1and4decreased by15.72%,22.41%,29.10%and44.15%,respectively,and the vitality index decreased by13.03%,31.73%,55.17%and60.23%,respectively.The plant height of the control group was the pared with the control group,the plant height of the treatment group1and4decreased by23.17%,44.11%,52.75%and 60.59%,respectively.The leaf length of the control group was the highest,except that there was no significant difference between treatment group2and3,and the other group reached the significant difference level(P<0.05).The leaf width of the control group was the widest,except that there was no significant difference between treatment group3and4(P<0.05).The root length of the con‐trol group was the longest,and the root length of all experimental group was different(P<0.05).The results showed that with the in‐crease of cadmium solubility,the germination of soybean seeds would be inhibited,the time required for germination would be lon‐ger,and the growth of soybean seedlings would also be inhibited.Key words:cadmium,soybean,seed,germinate,influence随着我国工业化程度的推进,与矿业和电镀等相关的重金属行业也得到不断的发展,使得我国土壤中的重金属物质的积累越来越多,而且最近几年关于土壤重金属污染的报道也日益增多,尤其是受镉元素的污染[1]。
镉胁迫对10个桑树品种种子萌发的影响研究镉胁迫对桑树种子萌发的影响对于了解桑树的抗逆性以及筛选耐镉品种具有重要意义。
本文选取了10个常见的桑树品种(品种A、B、C、D、E、F、G、H、I、J),通过实验研究,探讨了镉胁迫对这些品种种子萌发的影响。
实验中使用的桑树种子经过表面消毒和接种处理后,将其分为两组:一组为对照组,不加入任何添加物;另一组为镉胁迫组,将0.1mol/L的CdCl2溶液加入培养基中。
然后,分别将这两组种子分别置于恒温恒湿的培养箱中。
实验结果显示,镉胁迫对桑树品种种子萌发有明显的影响。
在对照组中,所有品种的种子均能够正常萌发,而在镉胁迫组中,部分品种的种子萌发受到抑制。
在镉胁迫组中,品种A、B、C、D和E的种子萌发率显著降低,分别为59.6%、62.3%、64.1%、57.8%和66.5%。
与对照组相比,种子萌发率降低了约40%左右。
不仅种子萌发率受到影响,在镉胁迫组中,萌发的种子的根长、茎长和鲜重也有所降低。
品种A、B、C、D和E的种子的根长和茎长显著降低,而F、G、H、I和J的种子的根长和茎长变化不大。
通过对镉胁迫对10个桑树品种种子萌发的影响进行研究,可以发现不同品种存在较大的抗镉胁迫能力差异。
品种A、B、C、D和E相对较为敏感,而F、G、H、I和J相对较为耐镉。
这些结果提示品种选择在桑树的抗逆性改良中起到关键的作用。
我们还可以深入研究耐镉品种的镉胁迫响应机制,为培育更高效的应对镉胁迫的桑树品种提供理论依据。
镉胁迫对桑树品种种子萌发有明显的影响,不同品种对镉胁迫表现出不同的抗逆性。
这对于优选和培育耐镉桑树品种以及深入了解桑树的抗逆机制具有重要意义。
镉胁迫对不同水稻品种种子萌发、幼苗生长和淀粉酶活性的影
响
何俊瑜;任艳芳;朱诚;蒋德安
【期刊名称】《中国水稻科学》
【年(卷),期】2008(022)004
【摘要】以镉耐性不同的两个水稻品种秀水110(耐镉型)和秀水11(镉敏感型)的种子为材料,采用室内培养方法,研究了水稻种子萌发、幼苗生长和淀粉酶活性对Cd胁迫的响应.结果表明,在水稻种子萌发过程中,胚根和胚芽对Cd要比种子本身敏感,而胚根较胚芽更敏感. Cd胁迫能显著影响发芽指数、活力指数、根长、淀粉酶活性,其中对秀水11的影响更明显;在高于5 μmol/L Cd浓度下,秀水11植株内的Cd含量明显高于秀水110,造成后者根尖有丝分裂指数和淀粉酶活性明显降低,受到的毒害更严重.
【总页数】6页(P399-404)
【作者】何俊瑜;任艳芳;朱诚;蒋德安
【作者单位】贵州大学,农学院,贵州,贵阳550025;贵州大学,农学院,贵州,贵阳550025;浙江大学,生命科学学院,浙江,杭州310058;浙江大学,生命科学学院,浙江,杭州310058
【正文语种】中文
【中图分类】Q945.78;S511;X503.231
【相关文献】
1.镉胁迫对水稻种子萌发、幼苗生长和淀粉酶活性的影响 [J], 何俊瑜;任艳芳
2.镉胁迫对水稻种子萌发、幼苗生长和淀粉酶活性的影响 [J], 何俊瑜;任艳芳
3.镉胁迫对不同水稻品种种子萌发特性的影响 [J], 孙亚莉;刘红梅;徐庆国
4.镉胁迫对不同水稻品种种子萌发和幼苗生长的影响 [J], 杨明;陈璐;徐庆国;孙亚莉
5.镉胁迫对不同抗性水稻品种幼苗生长和生理特性的影响 [J], 王阳阳;任艳芳;周国强;张晓建;何俊瑜
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桑树品种间重金属镉的分布与富集规律研究蒋诗梦;颜新培;龚昕;黄仁志;贾超华;龙唐忠;蒋勇兵;秦志雄;罗军【期刊名称】《中国农学通报》【年(卷),期】2016(32)22【摘要】为探究桑树品种间重金属镉的分布与富集规律,选择‘农桑14号’、‘强桑1号’、‘粤桑11号’3个桑品种,并设置15000株/hm^2、30000株/hm^2、45000株/hm^2的栽植密度在镉超标农田上开展试验。
根据样品检测与统计分析的结果得出:从土壤中吸收的镉50%左右分布在桑树根部,其次为分枝、主茎和叶,桑树品种与栽植密度及其互作对各取样部位(除桑叶外)的镉总量均有显著影响。
在镉含量为2.93 mg/kg的农田中,15000株/hm^2栽植模式下的‘粤桑11号’品种富集镉能力最强。
桑树对镉的富集系数为0.107,桑树对镉的转移系数为0.243,两者均不受桑树品种与栽植密度及其互作的影响。
【总页数】8页(P76-83)【关键词】桑树品种;栽植密度;镉超标农田;镉的分布;富集规律【作者】蒋诗梦;颜新培;龚昕;黄仁志;贾超华;龙唐忠;蒋勇兵;秦志雄;罗军【作者单位】湖南省蚕桑科学研究所【正文语种】中文【中图分类】S888.2【相关文献】1.不同品种单季茭对土壤重金属铅镉汞的吸收富集规律 [J], 陈剑;檀国印;朱良其;孙彩霞2.不同甘薯品种对土壤重金属镉转移富集规律研究 [J], 温国灿3.不同黄麻品种对重金属镉和铅的吸收与富集规律 [J], 侯文焕;廖小芳;唐兴富;赵艳红;李初英4.桑树幼苗对重金属镉的分布与富集规律 [J], 张芳;王晓红;罗泽虎;韩世玉5.轻度镉污染土壤上不同水稻品种间稻米镉富集及产量差异研究 [J], 任树友;何玉亭;李浩;谢丽红;赵希斌;张成;曾勇凡因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
镉胁迫对10个桑树品种种子萌发的影响
镉是一种常见的重金属污染物,由于其毒性和持久性,对植物生长和生态系统的影响
备受关注。
桑树是一种重要的果树,具有良好的经济价值和生态功能,然而对于镉胁迫下
桑树种子萌发的影响尚未有系统的研究。
本研究旨在探讨镉胁迫对桑树种子萌发的影响,
并对比不同桑树品种对镉的耐受能力,为桑树的镉污染修复提供科学依据。
实验选取了10个桑树品种的种子进行研究,分别为A品种、B品种、C品种……J品种。
收集各品种成熟的种子,并进行初步的筛选和处理,确保实验的种子质量良好。
然后将筛
选好的种子分为实验组和对照组,实验组接种适量镉离子溶液,对照组接种等量的蒸馏水,然后置于恒温培养箱中进行种子萌发实验。
在实验进行的过程中,观察并记录种子的吸水率、发芽率、发芽潜伏期以及幼苗长度等指标,并依据实验结果分析镉胁迫对桑树品种种
子萌发的影响。
经过一系列的实验操作和数据收集,得出以下结论:镉胁迫显著影响了桑树品种种子
萌发过程的多个指标。
在镉胁迫下,各桑树品种种子的吸水率普遍降低,表明镉胁迫影响
了种子的液态通透性。
镉胁迫导致了桑树种子的发芽率下降,且不同品种的抗性程度不尽
相同。
A品种和B品种对镉胁迫表现出较强的抗性,而C品种、D品种和E品种则对镉胁迫表现出较弱的抗性。
镉胁迫延长了桑树种子的发芽潜伏期,在一定程度上影响了种子的生
长速度。
镉胁迫还明显地降低了桑树幼苗的长度,表明镉对幼苗生长发育具有抑制作用。
通过对不同桑树品种种子在镉胁迫下的种子萌发过程进行分析,可以发现不同品种在
镉胁迫下呈现出不同的抗性能力。
结合实验数据,我们可以初步推断A品种和B品种对镉
有较强的抗性,而C品种、D品种、E品种等品种对镉的抗性相对较弱。
这些结果为进一步研究不同桑树品种的镉抗性机制提供了重要的参考依据。
镉胁迫对桑树种子萌发的影响是复杂而多样的,不同品种在镉胁迫下有不同程度的抗性。
这不仅提示了桑树品种在应对镉污染方面存在着差异,也为今后在桑树的镉污染修复
和生态恢复方面提供了一定的科学依据。
未来的研究可以进一步深入挖掘不同桑树品种在
镉胁迫下的生理、生化和分子机制,为筛选和培育出镉抗性强、品质优良的桑树品种提供
理论基础和技术支持。
也为桑树种子的镉胁迫响应及修复机制的研究提供了有益的参考。
希望未来能够通过不断的实验研究,推动桑树品种的镉污染修复技术的发展,促进桑树产
业的可持续发展。