镉胁迫对茶园绿肥槐叶决明“茶肥1号”的生长及吸收积累的影响

引用本文

向芬, 李维, 刘红艳, 周凌云, 丁玎, 曾振. 镉胁迫对茶园绿肥槐叶决明“茶肥1号”的生长及吸收积累的影响. 草业科学, 2018,35(7): 1679-1684
Xiang Fen, Li Wei, Liu Hong-yan, Zhou Ling-yun, Ding Ding, Zeng Zhen. Effect of cadmium stress on growth, absorption, and accumulation in green manure “Chafei 1#”. Pratacultural Science, 2018,35(7): 1679-1684. 复制到剪切板

Doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2017-0439
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《草业科学》编辑部

镉胁迫对茶园绿肥槐叶决明“茶肥1号”的生长及吸收积累的影响

向芬, 李维, 刘红艳, 周凌云, 丁玎, 曾振

湖南省农业科学院茶叶研究所,湖南长沙 410125

通讯作者:向芬(1983-),女,湖南隆回人,助理研究员,硕士,主要从事茶树生态栽培研究。E-mail:[email protected]

收稿日期: 2017-09-02 接受日期: 2017-12-21

资助项目: 国家重点研发计划(2016YFD0200904); 湖南农业科技创新资金项目(2017JC17)

摘要

以槐叶决明( Cassia sophera)“茶肥1号”为材料,采用盆栽法研究了不同浓度(0、5、10、20、40、80、120、160 mg·kg^-1)镉(Cd)胁迫对“茶肥1号”生长及Cd吸收积累特性的影响。结果表明:土壤中添加0~160 mg·kg^-1Cd,随Cd胁迫浓度的增加,各器官生长量受到明显抑制。“茶肥1号”各器官Cd含量与Cd胁迫浓度、土壤有效态Cd含量均呈显著正相关关系( P<0.05),各器官Cd积累量顺序为根>茎>叶。土壤中Cd元素大部分被根固定,向地上部运输的比例较低,说明“茶肥1号”植株根部最易受到Cd毒害。随着Cd浓度的增加,“茶肥1号”的种子Cd累积量增加缓慢。本研究在较高的Cd胁迫浓度条件下,“茶肥1号”在较短的时期内对Cd具有明显的富集作用,其根、茎、叶中浓度分别为113.85、20.15、7.00 mg·kg^-1。因此,“茶肥1号”可作为土壤修复类的植物,在污染地区种植,对环境保护与田地污染治理有重要的意义。

关键词: “茶肥1号”; 镉; 累积; 吸收系数; 富集系数; 茶园

中图分类号:S571.106.2;Q945.7 文献标志码:A 文章编号:1001-0629(2018)07-1679-06

Effect of cadmium stress on growth, absorption, and accumulation in green manure “Chafei 1#”

Xiang Fen, Li Wei, Liu Hong-yan, Zhou Ling-yun, Ding Ding, Zeng Zhen

Tea Research Institute of Hunan Academy of Agricultural Sciences, Changsha 410125, Hunan, China

Corresponding author: Xiang Fen E-mail:[email protected]

Abstract

The growth, absorption, and accumulation of Chafei 1# ( Cassia sophera) under different cadmium (Cd) concentrations (0, 5, 10, 20, 40, 80, 120, 160 mg·kg^-1) were investigated using the pot experiment. The results showed that upon adding 0~160 mg·kg^-1 Cd in soil, the growth of various organs were significantly inhibited along with increasing concentrations of Cd. There were significant positive correlations between Cd content in organs and Cd stress, and Cd content in organs and available Cd content ( P<0.05). The order of Cd content in various organs was root>stem>leaf; in addition, most of the Cd was fixed by the roots in the soil, so less Cd was transported from the soil to the upper part, indicating that the roots of Chafei 1# were vulnerable to Cd toxicity. Although the Chafei 1# was treated with a high concentration of Cd, in a short time, there was an obvious enrichment in Cd as Cd stress increased, as the content in the root, stem, and leaf were 113.85, 20.15, and 7.0 mg·kg^-1, respectively. Therefore, Chafei 1# could be planted in polluted areas as soil remediation plants, which are of great significance to environmental protection and in control measures for polluted cultivated land.

Key words: Chafei 1#; cadmium; accumulation; green manure; coefficient of absorption; enrichment coefficient; tea plantation

文章图片

镉(Cd)是植物生长发育的非必需元素, 较低浓度即可对作物产生较大危害^[1]。Cd在环境和植物中的迁移性和生物毒性较强, 由于其稳定、积累和不易清除等特性, 进入土壤中易被植物吸收, 并通过食物链进入人体, 可在人体内不断富集, 严重威胁人们身体健康与生命安全, 与其相关的致病、致畸、致癌等报道日益增多^{[2, 3, 4]}。研究表明, 排到环境中的Cd有82%~94%进入土壤, 其中包括农作物的耕地土壤^[5]。在我国, 因Cd含量超标大面积的耕地被迫弃耕与转型^[6]。茶叶作为我国的一种重要的经济作物, 因具有较强的保健功能而深受广大人民喜爱。但近年来, 随着生活水平的不断提高, 包括茶叶在内的食品安全问题越来越受到人们关注, 因此, 茶园中的重金属污染问题目前已受到高度重视。前人研究表明, 随着时间的推移和社会经济的发展, 茶叶中Cd含量增加了近一倍, Cd含量超标问题呈显著升高趋势^{[7, 8]}。因而, 研究茶园土壤Cd污染的修复与治理具有重要的理论和实践意义。

在众多植物中, 豆科植物如花生(Arachis hypogaea)^[9]、大豆(Glycine max)^[10]等对重金属Cd具有较强的耐受性和较高的富集能力, 而且不同品种间的耐受性和富集能力差异明显。槐叶决明(Cassia sophera)“ 茶肥1号” 为湖南省茶叶研究所自主选育的一种旱地夏季绿肥植物, 为豆科决明属一年生亚灌木草本植物, 耐酸性, 适合在茶园中种植, 由于其氮含量, 产草量较决明属绿肥圆叶决明高等特点^[11], 已在我国茶区广泛种植。“ 茶肥1号” 对矿质元素P、K的吸收能力较强^[12]。决明属绿肥圆叶决明(Chamaecrista rotundifolia)能忍耐2 mg· kg^-1以下的Cd胁迫, 可作为南方红壤地区矿山Cd污染土壤的生态修复植物类型^[13]。因此决明属的“ 茶肥1号” 可能对镉离子等重金属具有富集作用, 该植物能否降低重金属污染的土壤或者茶园中Cd的含量, 目前研究较少。为此, 本研究拟通过高浓度Cd处理盆栽“ 茶肥1号” 植株, 通过“ 茶肥1号” 生长及Cd含量的积累情况来探讨“ 茶肥1号” Cd累积特性, 为Cd污染茶园及其他农作物种植地区土壤治理与修复提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以“ 茶肥1号” 为供试材料, 于2016年4月在湖南省茶叶研究所长沙市马坡岭试验基地布置盆栽试验。盆钵直径40 cm, 高度35 cm, 土壤取自长沙市马坡岭茶叶试验基地(113° 07.476' E, 28° 20.511' N), 砂质红壤, 有机质9.65 mg· kg^-1, pH 5.46, 碱解氮64.73 mg· kg^-1, 速效磷4.6 mg· kg^-1, 速效钾109.1 mg· kg^-1, 总Cd含量0.46 mg· kg^-1。土壤经风干、去杂质、压碎后过2 mm孔径筛, 每盆按14.5 kg 称重装盆。采用田间常规管理“ 茶肥1号” , 2016年11月结束试验, 历时8个月。

1.2 试验设计

“ 茶肥1号” 于4月20日播种, 选取长势一致的5叶龄幼苗于5月27日移栽于盆钵中, 每盆栽种3株, 6月7日按 0(CK)、5、10、20、40、80、120、160 mg· kg^-1进行Cd处理, 分别记为 CK、Cd₁、Cd₂、Cd₃、Cd₄、Cd₅、Cd₆、Cd₇, 共8个处理, 每处理4盆。以硝酸镉[Cd(NO₃)₂· 4H₂O]溶于水作为Cd供源, CK、Cd₁、Cd₂、Cd₃、Cd₄、Cd₅、Cd₆、Cd₇分别补充尿素0.45、0.44、0.42、0.39、0.34、0.23、0.11和0 g平衡氮元素含量。

1.3 取样及测定方法

取样:在Cd胁迫50 d(2016年7月27日)时, 取出植株清洗后, 按根、茎、叶片分别取样。各样品经蒸汽杀青固定后, 置于烘箱中80 ℃干燥后称重, 测定各处理的生长量, 再粉碎过筛备测。在Cd胁迫163 d(2016年11月17日)时, 收获果荚, 取出植株的根清洗后, 分别经蒸汽杀青固定后, 于80 ℃烘箱中干燥后, 分选出种子, 再把种子、根粉碎过筛备测。同时取各处理土壤样品风干碾碎后过筛备用。

测定:“ 茶肥1号” 各器官及土壤中有效态Cd含量的测定参照GB/5009.15-2014, 将各样品经硝酸、高氯酸消解后用原子吸收光谱仪(岛津 AA-6300C)测定。然后计算吸收系数^{[14, 15]}(absorbtion coefficient, AC)和富集系数^[16]。

AC= 某器官中Cd元素含量/根系Cd元素含量。

富集系数=植物体或某器官中Cd元素的含量/Cd元素在土壤中的含量。

1.4 数据分析

利用DPS14.5软件对所测数据进行统计与分析, 用平均值和标准误表示测定结果, 对各处理测定结果采用Duncan新复极差法进行多重比较分析。采用线性回归对“ 茶肥1号” 各器官的Cd累积量与Cd处理浓度间、土壤有效Cd含量的相关性进行分析, 利用Excel 2010软件进行制图。

2 结果

2.1 Cd胁迫对“ 茶肥1号” 生物量的影响

研究结果表明, 在处理后2个月内, 随着处理浓度的增加, “ 茶肥1号” 逐渐出现植株矮小、分枝减少的中毒症状。随着胁迫时间的延长, 120和160 mg· kg^-1Cd处理出现死苗现象, 其他处理生长基本正常, 但生长势明显弱于对照。Cd胁迫对“ 茶肥1号” 的叶、根影响较茎大, 20 mg· kg^-1(Cd₃)处理时, 根系、叶片生长量显著(P< 0.05)低于对照组; 40 mg· kg^-1(Cd₄)处理时, 茎的生长量较对照组显著降低(P< 0.05), 表明“ 茶肥1号” 生长已受到明显的抑制(表1)。“ 茶肥1号” 对外源Cd较敏感, 随Cd胁迫浓度的增加, “ 茶肥1号” 各器官生长量均受抑制, 160 mg· kg^-1(Cd₇)处理组受到的抑制作用最强, 与对照组比较, 其根、茎和叶片的生长量分别下降了69.42%、45.47%和47.96%。

表1 不同浓度Cd胁迫对“ 茶肥1号” 生物量的影响 Table 1 Effects of different levels of Cd treatments on Chafei 1# biomass

2.2 “ 茶肥1号” 各部位对Cd的吸收积累特性

“ 茶肥1号” 根、茎、叶的Cd积累量均随Cd处理浓度的增加呈现升高趋势(表2)。Cd处理浓度达160 mg· kg^-1时, 根、茎和叶片的Cd含量分别是对照的91.08、36.63、14.00倍。各器官Cd积累量高低顺序为根> 茎> 叶。根对Cd的吸收积累量为茎的2~6倍、叶片的3~16倍, 与根系的积累量相比, Cd向地上部分迁移的量相对较少。

表2 Cd处理对“ 茶肥1号” 各器官Cd含量的影响 Table 2 Accumulation and distribution of Cd in Chafei 1#

吸收系数AC反映了“ 茶肥1号” 各器官对Cd的相对吸收程度。以根为参比器官, AC值呈先升高再下降趋势, Cd浓度按梯度逐渐升高至10 mg· kg^-1, 叶的AC值逐渐升高, 20~160 mg· kg^-1时, 叶的AC值又逐渐降低(表3); 当Cd质量浓度按梯度逐渐升高至40 mg· kg^-1时, 茎的AC值逐渐升高, 80~160 mg· kg^-1时, 茎的AC值又逐渐降低。表明Cd胁迫浓度达到一定值后, 随着浓度的进一步加大, “ 茶肥1号” 各器官对Cd的相对吸收能力明显变弱。

表3 “ 茶肥1号” 各器官的Cd吸收系数AC Table 3 Coefficient AC of Cd absorption in different organs of Chafei 1#

2.3 Cd处理茶肥1号后土壤Cd含量的变化

随着Cd胁迫处理浓度增加, 土壤中有效Cd含量显著增加(图1)。“ 茶肥1号” 不同器官对Cd的吸收存在明显差异, 各器官的生物富集系数表现为根> 茎> 叶, “ 茶肥1号” 根、茎、叶分别在处理浓度为Cd₄(40 mg· kg^-1)、Cd₂(10 mg· kg^-1)、Cd₁(5 mg· kg^-1)时, 富集系数分别为0.835、0.868和0.967, 表明向地上部分输送的Cd多(表4)。

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	图1 不同Cd浓度处理后土壤Cd含量的变化 * 代表Cd胁迫处理与对照在0.05水平显著性差异。表5同。Fig. 1 Changes in Cd content in soil treated with Cd * indicate the difference between untreated and cadmium treated at 0.05 level.

表4 不同Cd浓度处理的“ 茶肥1号” 不同器官的生物富集系数比较 Table 4 Comparison of bioconcentration factors in different organs of Chafei 1# treated with Cd

“ 茶肥1号” 各器官Cd含量(y)与Cd胁迫浓度(x₁)、土壤有效态Cd含量(x₂)均呈显著正相关(P< 0.05), 表明土壤中有效态Cd向“ 茶肥1号” 迁移是各器官所积累Cd的主要来源(表5)。拟合曲线的斜率反映了“ 茶肥1号” 对土壤中Cd吸收程度的大小, 各器官Cd含量与Cd胁迫浓度和土壤有效态Cd含量的浓缩系数均为根> 茎> 叶。综合可知, “ 茶肥1号” 根对Cd的吸收能力最强, 且其增强趋势稳定。

表5 “ 茶肥1号” 各器官Cd含量(y)与Cd胁迫浓度(x₁)、土壤有效态Cd含量(x₂)的相关性分析 Table 5 Correlations between the Cd content in different parts of Chafei 1#(y) and Cd concentrations (x₁), soil (x₂)

2.4 收获后不同Cd浓度处理茶肥1号根、种子中的Cd含量累积特性

为了研究“ 茶肥1号” 种子对Cd是否具有积累效应, 能否在Cd污染地进行“ 茶肥1号” 种子繁育, 对收获后“ 茶肥1号” 的种子Cd含量进行了测定。当处理浓度达到Cd₂(10 mg· kg^-1) 时, 收获后“ 茶肥1号” 根、种子中的Cd含量较对照显著增加, 但种子中的Cd含量在处理浓度Cd₅(80 mg· kg^-1)以上后累积量增加减缓, 处理浓度达160 mg· kg^-1时, 种子的Cd含量增加了30.3%, 而根部Cd含量增加了2.49倍, 同一浓度处理, “ 茶肥1号” 根中Cd含量是种子的2.7~35.9倍(P< 0.05)(见表6)。

表6 收获后不同浓度处理“ 茶肥1号” 根、种子中的Cd含量 Table 6 Cd content in roots and seeds treated with Cd after harvest of Chafei 1#

3 讨论与结论

Cd是重金属污染中较危险的元素之一, 易于被植物吸收、富集, 过量的Cd严重影响植物的生长发育^{[17, 18]}。研究表明, Cd胁迫会对植物的株高、生物量等性状指标产生一定的抑制作用^{[19, 20, 21]}。本研究结果表明, 与对照比较, 土壤中施入5~160 mg· kg^-1的外源Cd, 当Cd浓度为5~80 mg· kg^-1时, “ 茶肥1号” 无明显的Cd过量症状出现, 120 mg· kg^-1浓度以上处理“ 茶肥1号” 出现死苗, 可能由于少部分“ 茶肥1号” 幼苗在移栽时根部受损, 浓度过高导致其死苗。植物根系是重金属富集最高的部位^[22], 本研究发现Cd处理后各器官生长量显著下降, 其中对根的影响最大(表1), 当Cd浓度达到160 mg· kg^-1时, 根的生物量下降了69.42%。

本研究结果表明, 在较高的Cd胁迫浓度条件下, “ 茶肥1号” 在较短的时期内对Cd具有明显的富集作用。“ 茶肥1号” 各器官Cd含量与Cd胁迫浓度、土壤有效态Cd含量均呈显著正相关关系(P< 0.05)。各器官Cd积累量高低顺序为根> 茎> 叶(表2); 吸收系数与生物富集系数亦表现为根> 茎> 叶(表4)。这主要是由于根系对Cd的富集作用较强, Cd在植物根部的大量积累且大部分被固定, 向地上部分运输比例较低, 可减轻Cd对整个植株的毒害, 这是植物对Cd胁迫的一种耐受方式^[22]。因此茎、叶中Cd含量与吸收系数显著低于根部, 同时也导致其受到Cd胁迫的影响也最大。这与王春梅等^[15]、赵鲁等^[16]对茶树(Camellia sinensis)进行的研究结果一致。随着生育期的延长, 各处理组根的Cd累积量稳定增加, Cd₆(120 mg· kg^-1)浓度处理组在收获时根的Cd积累量较生物量测量时增加最多, 达61.78%, 而Cd₇(160 mg· kg^-1)浓度处理组只增加了30.52%。该结果一方面可能是Cd₆处理浓度较Cd₇浓度低, Cd₆处理组的生长势较Cd₇组好(表1), 并且Cd₆处理组的富集系数较Cd₇大(表4), 使得Cd₆处理组生长后期能够吸收的Cd较多; 另一方面可能是由于Cd₇处理组的浓度较高, “ 茶肥1号” 在生长前期根积累Cd较多, 更接近其本身潜在的Cd富集饱和量, 其吸收速率下降从而使得后续吸收减慢。

本研究中各处理种子的Cd累积量较叶片低, Cd浓度处理160 mg· kg^-1时, 其累积量仅为4.3 mg· kg^-1(表6), 对于Cd污染较严重的地区, “ 茶肥1号” 能正常生长, 其繁育的种子可用于污染地的连年种植以修复土壤。对于Cd污染较轻的荒地, 可以通过连续几年种植“ 茶肥1号” 改善土壤后再种植茶树或者其它作物。“ 茶肥1号” 产草量高, 是决明属绿肥圆叶决明的5倍, 本研究经Cd处理之后, 其产草量仍然可观。因此, “ 茶肥1号” 可像Shit和Cai^[9]的研究结果一样, 在Cd污染地区种植, 一方面可用来改良土壤地力, 另一方面可用于对污染地区土壤修复与环境治理。

(执行编辑苟燕妮)

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

文献选项

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2010

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... Cd在环境和植物中的迁移性和生物毒性较强,由于其稳定、积累和不易清除等特性,进入土壤中易被植物吸收,并通过食物链进入人体,可在人体内不断富集,严重威胁人们身体健康与生命安全,与其相关的致病、致畸、致癌等报道日益增多^[2,3,4] ...

2012

0.0

于方明, 刘可慧, 刘华, 邓华, 周振明, 陈朝述, 李明顺. 镉污染对水稻不同生育期抗氧化系统的影响. 生态环境学报, 2012, 21(1): 88-93.

Yu F

, Liu K

, Liu

, Deng

, Zhou Z

, Chen C

, Li M

. Effects of cadmium pollution on antioxidant system with different growth stages in rice. Ecology and Environmental Sciences, 2012, 21(1): 88-93. (in Chinese)

采用土培的方法,研究了不同Cd添加水平(0、5、10、20、30、60 mg.kg-1,以CK,T1,T2,T3,T4,T5表示)对水稻分蘖期、孕穗期和抽穗期叶绿素、可溶性蛋白质、丙二醛(MDA)、总巯基(-SH)、谷胱甘肽(GSH)、植物络合素(PCs)含量以及水稻叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的影响。结果表明,叶片中Cd的含量随生长时期的延长而增加;T1处理时,水稻3个时期中叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量最高,表明低质量分数Cd有利于水稻的生长;而T4和T5处理显著降低了叶绿素含量(P0.05)。Cd对不同生育时期抗氧化酶的影响不一,对分蘖期SOD、POD、CAT活性影响较明显,而对孕穗期和抽穗期SOD、POD、CAT活性以及可溶性蛋白质含量影响不显著(P0.05)。高质量分数Cd提高了叶片中MDA含量,在T5处理时,MDA含量在分蘖期、孕穗期和抽穗期分别为对照的1.9倍、4.5倍和4.6倍。水稻不同生育时期总-SH、GSH、PCs含量随着Cd处理质量分数的增加而增加,表明Cd处理诱导了水稻PCs的解毒机制。

2000

0.0

2015

0.0

李冬琴, 陈桂葵, 郑海, 黎华寿, 李小兵. 镉对两品种玉豆生长和抗氧化酶的影响. 农业环境科学学报, 2015, 34(2): 221-226.

Li D

, Chen G

, Zheng

, Li H

, Li X

. Effects of cadmium on growth and antioxidant enzyme activities of two kidney bean( Phaseolus vulgaris L. )cultivars. Journal of Agro-Environment Science, 2015, 34(2): 221-226. (in Chinese)

... 研究表明,排到环境中的Cd有82%~94%进入土壤,其中包括农作物的耕地土壤^[5] ...

2006

0.0

李培军, 刘宛, 孙铁珩, 巩宗强, 付莎莎. 我国污染土壤修复研究现状与展望. 生态学杂志, 2006, 25(12): 1544-1548.

Li P

, Liu

, Sun T

, Gong Z

, Fu S

. Remediation of contaminated soil: Its present research situation and prospect. Chinese Journal of Ecology, 2006, 25(12): 1544-1548. (in Chinese)

This paper introduced the outstanding characteristics and the harmfulness of soil contamination,looked back the research course and summarized the theoretical and applied research results in contaminated soil remediation,and brought forward the essence and technologic system of this remediation in China. Aimed at the actual conditions and demands of contaminated soil remediation, the urgent research contents were suggested, and the promotion effect of related research on the development of environmental sciences was predicted.

介绍了我国土壤污染的突出特点及其危害，回顾了污染土壤从清洁技术研究到物理、化学和生物修复研究的历程，总结了污染土壤修复取得的初步成果，提出了污染土壤修复的实质和系统技术方法。根据我国土壤污染的实际和修复需求，本文提出了当前本领域急需开展的研究内容，预测了污染土壤修复研究对环境科学相关学科的推动作用。

... 在我国,因Cd含量超标大面积的耕地被迫弃耕与转型^[6] ...

2006

0.0

石元值, 阮建云, 马立峰, 韩文炎, 王方. 茶树中镉、砷元素的吸收累积特性. 生态与农村环境学报, 2006, 22(3): 70-75.

Shi Y

, Ruan J

, Ma L

, Han W

, Wang

. Absorption and accumulation of As and Cd in Tea. Journal of Ecology and Rural Environment, 2006, 22(3): 70-75. (in Chinese)

... 前人研究表明,随着时间的推移和社会经济的发展,茶叶中Cd含量增加了近一倍,Cd含量超标问题呈显著升高趋势^[7,8] ...

2002

0.0

江用文, 陈宗懋, 鲁成银. 我国茶叶安全质量现状与建议. 中国农业科技导报, 2002, 4(5): 24-27.

Jiang Y

, Chen Z

, Lu C

. The status and suggest of tea quality safety in China. Review of China Agricultural Science and Technology, 2002, 4(5): 24-27. (in Chinese)

... 前人研究表明,随着时间的推移和社会经济的发展,茶叶中Cd含量增加了近一倍,Cd含量超标问题呈显著升高趋势^[7,8] ...

2009

0.0

... 在众多植物中,豆科植物如花生(Arachis hypogaea)^[9]、大豆(Glycine max)^[10]等对重金属Cd具有较强的耐受性和较高的富集能力,而且不同品种间的耐受性和富集能力差异明显 ...

... 可像Shit和Cai^[9]的研究结果一样,在Cd污染地区种植,一方面可用来改良土壤地力,另一方面可用于对污染地区土壤修复与环境治理 ...

2006

0.0

黄运湘, 廖柏寒, 肖浪涛, 王志坤, 刘素纯. 添加Cd²+对大豆生长发育及逆境生理指标的影响. 水土保持学报, 2006, 20(3): 187-191.

Huang Y

, Liao B

, Xiao L

, Wang Z

, Liu S

. Metabolic responses of soybean ( Glycine max) to cadmium. Journal of Soil and Water Conservation, 2006, 20(3): 187-191. (in Chinese)

A pot experiment was conducted to study the metabolic responses of soybean to cadmium in two types of soils(alluvial soil and red soil) in Hunan.All physiological indexes were mensurated in the leave of soybean.The results investigated that the growing of soybean was inhibited in all treatments with cadmium.The synthesis of abscisic acid(ABA) and proline(PRO) were simulated in all treatments with cadmium.Peroxidase(POD) activities of soybean growing in red soil with cadmium were stimulated.In the treatments with alluvial soil,POD activities were inhibited with the lower Cd~(2 ) concentrations and stimulated with the higher Cd~(2 )concentrations.ABA and POD were the most sensitive indicators for soybean under cadmium exposure.The total biomass of soybean growing in red soil was less than in alluvial soil.In conclusion,red soil with cadmium has a strong influence on the growth of soybean than alluvial soil.

2010

0.0

... 为湖南省茶叶研究所自主选育的一种旱地夏季绿肥植物,为豆科决明属一年生亚灌木草本植物,耐酸性,适合在茶园中种植,由于其氮含量,产草量较决明属绿肥圆叶决明高等特点^[11],已在我国茶区广泛种植 ...

2011

0.0

... 对矿质元素P、K的吸收能力较强^[12] ...

2016

0.0

何梨香, 黄运湘, 黄楚瑜, 刘利杉, 龙祥, 罗琳. 圆叶决明对镉胁迫的生理响应. 草业科学, 2016, 25(2): 198-204.

He L

, Huang Y

, Huang C

, Liu L

, Long

, Luo

. Physiological response of chamaecrista rotundifolicto cadmium exposure. Pratacultural Science, 2016, 25(2): 198-204. (in Chinese)

Chamaecrista rotundifolia , introduced from Australia in the 1980s is a leguminous forage widely cultivated in subtropical regions. The effects of cadmium (Cd) exposure on the growth and physiological characteristic of C. rotundifolia were studied at different Cd concentrations (0, 1, 2, 4, 8 mg Cd/kg dry soil) using a pot experiment. When C. rotundifolia was exposed to a Cd concentration of 1-2 mg Cd/kg soil, the protective enzymes superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), and catalase (CAT) were all produced and C. rotundifolia growth was normal. There was no significant decrease in underground or aboveground biomass, compared with the controls. When C. rotundifolia was exposed to 4 mg Cd/kg soil, SOD activity was reduced, while the content of the oxidative stress marker malondialdehyde (MDA) increased. However, the enzymes POD and CAT were activated. Therefore, there was some alleviation of Cd stress. Although no tissue death was observed, at the Cd concentration of 4.0 mg/kg, the values for underground and above ground biomass were reduced by 59.69% and 63.77%, respectively, compared with the control. When C. rotundifolia was exposed to 8 mg Cd/kg soil, the MDA content increased significantly, the cell protective enzyme system was imbalanced, and all plants were dead when harvested. The synthesis of chlorophyll a, chlorophyll b and carotenoids was inhibited by Cd exposure, and the inhibitory effect increased with increasing Cd concentration. The Cd accumulated mainly in the underground organs of C. rotundifolia , and the translocation factor was only 0.152-0.234. In this experiment were available Cd was added to soil, C. rotundifolia tolerated Cd concentrations below 2.0 mg/kg. C. rotundifolia has potential as a remediation plant to restore soil contaminated with Cd by mining operations in China’s south red soil region.

圆叶决明是我国20世纪80年代从澳大利亚引进的豆科牧草,适合亚热带地区广泛种植。为探明圆叶决明的耐镉性,本文采用添加外源有效态镉的土壤盆栽试验方法,研究不同浓度(0,1,2,4,8 mg/kg)镉胁迫对圆叶决明CIP86134生长发育及其生理响应机制。结果表明,镉胁迫抑制圆叶决明的生长发育,降低其生物产量,且随镉浓度的升高,抑制作用加强。当镉处理浓度为4 mg/kg时,地下部、地上部生物产量与对照比显著下降,分别为对照的59.69%和63.77%。镉胁迫抑制圆叶决明叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的合成,镉浓度升高,叶绿素含量逐渐降低,处理之间达显著差异水平。镉处理浓度为12 mg/kg时,SOD、POD、CAT 3类保护酶协调一致,圆叶决明生长正常,地下部、地上部生物产量与对照比差异不显著;镉浓度升高至4 mg/kg,SOD酶活性降低,MDA含量升高,POD和CAT酶被诱导激活,缓解了镉胁迫对圆叶决明的伤害,生物产量虽显著下降,但未中毒死亡;镉浓度升高至8 mg/kg时,MDA含量显著增加,细胞保护酶系统失调,圆叶决明至收获时全部干枯死亡。圆叶决明吸收的镉主要积累在地下部,迁移系数仅为0.1520.234。在供试土壤添加外源有效态镉的条件下,圆叶决明能忍耐2 mg/kg以下的镉胁迫,可作为南方红壤地区矿山镉污染土壤的生态修复植物类型。

... kg^-1以下的Cd胁迫,可作为南方红壤地区矿山Cd污染土壤的生态修复植物类型^[13] ...

2004

0.0

马立锋, 阮建云, 石元值, 韩文炎. 茶树氟累积特性研究. 浙江农业学报, 2004, 16(2): 46-48.

Ma L

, Ruan J

, Shi Y

, Han W

. Study on accumulation characteristics of fluorine in tea plants. Acta Agriculturae Zhejiangensis, 2004, 16(2): 46-48. (in Chinese)

... 然后计算吸收系数^[14,15](absorbtion coefficient,AC)和富集系数^[16] ...

2012

0.0

王春梅, 唐茜, 张小琴, 张冬川. 高浓度镉胁迫对茶树生理及吸收积累特性的影响. 茶叶科学, 2012, 32(2): 107-114.

Wang C

, Tang

, Zhang X

, Zhang D

. Effect of high concentrations of Cd stress on the physiological characteristics, absorbtion and accumulation in tea plant. Journal of Tea Science, 2012, 32(2): 107-114. (in Chinese)

摘　要：以名山白毫品种茶苗为材料,通过土壤盆栽实验,研究了高浓度镉胁迫对茶树生长、生理及吸收积累特性的影响。结果表明,土壤添加0~120 mg/kg镉,茶树未表现出明显受害症状。但随镉胁迫浓度的增加,各器官生长量、叶绿素合成和光合作用均受到明显抑制;超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性均逐渐降低;丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）含量以及相对电导率（RC）大幅上升。茶树各器官镉含量（y）与镉胁迫浓度（x1）、土壤有效态镉含量（x2）均呈显著或极显著性正相关关系,各器官镉积累量高低顺序为：细根〉粗根〉主茎〉枝条〉叶片〉新梢。土壤中有效态镉向茶树迁移是各器官所积累镉的主要来源,镉在茶树体内大部分被细根、粗根固定,向地上部运输的比例较低。

... 然后计算吸收系数^[14,15](absorbtion coefficient,AC)和富集系数^[16] ...

... 这与王春梅等^[15]、赵鲁等^[16]对茶树(Camellia sinensis)进行的研究结果一致 ...

2013

0.0

... 然后计算吸收系数^[14,15](absorbtion coefficient,AC)和富集系数^[16] ...

... 这与王春梅等^[15]、赵鲁等^[16]对茶树(Camellia sinensis)进行的研究结果一致 ...

2012

0.0

陈虎, 郭峰, 郭笃发, 李晓晴, 孟静静, 范仲学, 万书波. 山东花生主产区花生镉含量与土壤交换性钙含量的关系及其健康风险评价. 农业环境科学学报, 2012, 31(10): 1884-1890.

Chen

, Guo

, Guo D

, Li X

, Meng J

, Fan Z

, Wan S

. The relationship between cadmium contents of peanut and contents of exchangeable cadmium in soil in main production area in Shand ong Province and the health risk assessment to human health. Journal of Agro-Environment Science, 2012, 31(10): 1884-1890. (in Chinese)

选择山东花生主产区58个田块进行土壤样品和花生样品的随机采集,测定并分析了土壤镉含量、土壤交换性钙含量、花生镉含量及其相互关系,在此基础上进行了健康风险评价。结果表明:土壤样品中镉的含量为0.03～0.18mg·kg-1,平均为0.069mg·kg-1;所有样品均未超过农业部绿色食品产地土壤环境的质量标准;交换性钙的含量平均为4368mg·kg-1;花生样品中镉的含量为0.019～0.46mg·kg-1,平均为0.14mg·kg-1,按照FAO/WHO规定的无公害食品镉含量标准0.1mg·kg-1,有60.3%的花生样品镉超标;全钙的含量平均为0.528mg·g-1,并且随着土壤中交换性钙含量的升高,花生镉含量有降低的趋势,但相关性较低。花生样品中有12个超出%AD(I100),占取样总数的20.7%,即食用镉含量超过0.2mg·kg-1的花生会对人体膳食健康有一定的风险,并且镉含量越高风险性越大。

... 3 讨论与结论Cd是重金属污染中较危险的元素之一,易于被植物吸收、富集,过量的Cd严重影响植物的生长发育^[17,18] ...

2014

0.0

李慧芳, 袁庆华, 赵桂琴. 镉胁迫对多年生黑麦草种质幼苗生长的影响. 草业科学, 2014, 31(5): 898-904.

Li H

, Yuan Q

, Zhao G

. Effects of cadmium stress on seeding growth of perennial ryegrass germplasm. Pratacultural Science, 2014, 31(5): 898-904. (in Chinese)

... 3 讨论与结论Cd是重金属污染中较危险的元素之一,易于被植物吸收、富集,过量的Cd严重影响植物的生长发育^[17,18] ...

2010

0.0

刘俊, 廖柏寒, 周航, 张永, 曾敏, 黄运湘, 曾清如. 镉胁迫下大豆生长发育的生理生态特征. 生态学报, 2010, 30(2): 333-340.

Liu

, Liao B

, Zhou

, Zhang

, Zeng

, Huang Y

, Zeng Q

. Main characteristics of physiological-ecological dynamics of soybean during the growth cycle under Cd stress. Acta Ecologica Sinica, 2010, 30(2): 333-340. (in Chinese)

采用土壤盆栽试验方法,研究了不同浓度Cd 胁迫对大豆整个生长发育周期的生长以及叶片叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量的生理生态适应性变化过程.结果表明,(1)Cd 胁迫对大豆整个生活周期的叶绿素含量、POD活性、SOD活性及MDA含量的影响都是极显著的(P 胁迫对大豆植株的生长发育有刺激效应,高浓度、长时间的Cd 胁迫对大豆植株构成明显的抑制效应;大豆株高增长开始受到抑制的Cd 浓度为1.00 mg·kg ,远低于大豆生物量的增长开始受抑制的Cd 浓度(2.50 mg·kg );(3)当Cd 浓度超过一定水平时,大豆植株生物量和株高的抑制程度与外源Cd 浓度呈极显著的正相关(P 污染程度具有指示作用,且大豆植株高度与其生物量相比,株高对Cd 污染具有更好的指示作用;大豆幼苗期叶绿素含量对镉的敏感性高于开花结荚期和成熟期的敏感性;(4)大豆POD、SOD活性的增加,能在一定程度上减轻Cd 胁迫引起的膜脂过氧化造成的伤害作用;在Cd 达到2.50 mg·kg 水平时,植物保护性酶系统活性的提高已经不足以弥补因Cd 胁迫对大豆植株造成的伤害;大豆幼苗期和花荚期叶片的POD活性对土壤Cd 污染程度具有较好的指示作用,而大豆花荚期和成熟期叶片的SOD活性对土壤Cd 污染程度具有较好的指示作用;在Cd 胁迫下大豆MDA含量增加,表明细胞膜脂过氧化作用加强.

... 研究表明,Cd胁迫会对植物的株高、生物量等性状指标产生一定的抑制作用^[19,20,21] ...

2010

0.0

... 研究表明,Cd胁迫会对植物的株高、生物量等性状指标产生一定的抑制作用^[19,20,21] ...

2017

0.0

刘大林, 孙启鑫, 邵将, 陈鸣晖, 张华. 镉胁迫对两种狼尾草不同生育时期生长性能、光合作用特征及镉吸收转运差异的影响. 草业科学, 2017, 34(1): 84-93.

Liu D

, Sun Q

, Shao

, Chen M

, Zhang

. Effects of Cd concentrations on growth, photo-synthetic indices and bioconcentration of two pennisetum during different growth stages. Pratacultural Science, 2017, 34(1): 84-93. (in Chinese)

... 研究表明,Cd胁迫会对植物的株高、生物量等性状指标产生一定的抑制作用^[19,20,21] ...

1991

0.0

... 植物根系是重金属富集最高的部位^[22],本研究发现Cd处理后各器官生长量显著下降,其中对根的影响最大(表1),当Cd浓度达到160 mg#cod#x000b7 ...

... 这主要是由于根系对Cd的富集作用较强,Cd在植物根部的大量积累且大部分被固定,向地上部分运输比例较低,可减轻Cd对整个植株的毒害,这是植物对Cd胁迫的一种耐受方式^[22] ...