洪曉曦，袁 靜，鄭現(xiàn)明，夏 夢(mèng)，丁愛中，豆俊峰

油菜對(duì)Cs脅迫的響應(yīng)及其對(duì)Cs富集規(guī)律的研究

洪曉曦，袁 靜，鄭現(xiàn)明，夏 夢(mèng)，丁愛中，豆俊峰*

（北京師范大學(xué)水科學(xué)研究院，北京 100875）

以油菜為受試植物，采用盆栽法將其置于植物管理系統(tǒng)中進(jìn)行培育，90 d后測(cè)定不同濃度Cs水平下油菜的生理生化指標(biāo)和各個(gè)器官的Cs富集量，分析油菜對(duì)土壤Cs的脅迫響應(yīng)及富集規(guī)律。結(jié)果表明：低濃度的Cs（≤100 mg·kg－1）對(duì)油菜的生長發(fā)育有促進(jìn)作用，使株高、生物量、葉綠素含量、POD活性都有所增加，表明油菜對(duì)Cs有一定的抗脅迫機(jī)制；但隨著土壤中Cs濃度的升高，這種協(xié)調(diào)機(jī)制被打破，油菜生長受到抑制，株高、生物量、葉綠素含量、POD活性都呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。此外，隨著土壤中Cs濃度的提高，油菜的Cs富集量也增大。當(dāng)土壤中Cs濃度≤100 mg·kg－1時(shí)，富集情況為莖部＞葉片＞根系；當(dāng)100 mg·kg－1＜土壤中Cs濃度≤600 mg·kg－1時(shí)，富集情況為葉片＞莖部＞根系，表明油菜具有良好的Cs轉(zhuǎn)運(yùn)能力和富集能力，其在Cs污染土壤修復(fù)方面具有一定的應(yīng)用潛能。

油菜；Cs脅迫；生理生化響應(yīng)；富集規(guī)律

核電事業(yè)的不斷發(fā)展，導(dǎo)致對(duì)核燃料的需求不斷增加，鈾礦冶的加速致使鈾尾礦、鈾廢石的大量增加，周邊土壤中的放射性核素濃度也不斷增加。這些放射性核素會(huì)帶來一系列環(huán)境問題，并最終會(huì)通過生態(tài)系統(tǒng)和食物鏈進(jìn)入到人體，導(dǎo)致畸變甚至是癌癥的風(fēng)險(xiǎn)[1]。植物修復(fù)技術(shù)具有投資少、操作簡便、效果好、不破壞場(chǎng)地結(jié)構(gòu)、不引起二次污染的特點(diǎn)[2]，而Cs作為主要的放射性核素之一，其化學(xué)性質(zhì)與同族元素K相似，能夠作為K的類似營養(yǎng)物被植物吸收[3]。因此，放射性核素土壤污染的生物效應(yīng)及其植物修復(fù)技術(shù)成為近年來國內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)[4]。

但是目前該領(lǐng)域的研究主要集中在富集植物的篩選及其富集特性和通過加入外源物質(zhì)或微生物來提高植物的富集量。Tjahaja等[5]將印度芥菜（Brassica juncea L.）種植在經(jīng)過EDTA修飾的Cs污染土壤中，其根系的Cs吸收量增加了兩倍。Yang等[6]發(fā)現(xiàn)植物對(duì)Ur和Cs的富集方式存在差異，植物通過將Ur固定在根系表面將其富集，而Cs則是被植物吸收利用從而達(dá)到富集的效果。Kang等[7]在對(duì)象草（Pennisetum purpureum Schum）水培7周后對(duì)Cs的最大吸附量達(dá)到 26.365 mg·kg－1。Aung 等[8]發(fā)現(xiàn)接種短小芽孢桿菌菌株（Bacillus pumilus）可以增加植物的根體積和根系表面積，從而增加植物對(duì)Cs的富集量。Rinaldi等[9]通過將水芋（Calla palustris L.）培養(yǎng)在不同的基質(zhì)中證實(shí)了K+的存在會(huì)與Cs+造成競(jìng)爭吸附，使植物對(duì)Cs的富集量降低。但鮮有關(guān)于某一種植物對(duì)Cs的富集規(guī)律和脅迫響應(yīng)系統(tǒng)的研究。

在進(jìn)行富集植物的篩選時(shí)，應(yīng)選取生長周期短、耐性高、抗病抗蟲害、根系枝葉旺盛的植物[10]。油菜屬十字花科，是世界各地廣泛種植的一種油料作物，具有根系發(fā)達(dá)、生長速度快、生物量大的特點(diǎn)。Chou等[11]比較了多種植物對(duì)Cs的富集能力，其中油菜具有較高的富集量。植物在對(duì)土壤中的Cs進(jìn)行超富集的同時(shí)，自身也會(huì)受到一定的損害。唐永金等[12]發(fā)現(xiàn)Cs對(duì)油菜種子的萌發(fā)有一定的抑制作用。Lai等[13]通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了過量的Cs會(huì)引起芥菜（Brassica juncea L.）體內(nèi)細(xì)胞的代謝紊亂，使植物生長發(fā)育受到抑制。張曉雪等[14]表明低濃度的Cs對(duì)雞冠花（Celosia cristata L.）的生長無顯著影響，但當(dāng)濃度升高時(shí)抑制作用較為顯著。

本試驗(yàn)通過對(duì)Cs脅迫下油菜的各項(xiàng)生理生化指標(biāo)及其各器官對(duì)Cs的富集量的分析，初步闡明Cs對(duì)油菜生長發(fā)育的影響以及油菜對(duì)Cs的富集規(guī)律，旨在為土壤Cs污染的植物修復(fù)技術(shù)提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試土壤采自北京師范大學(xué)植物園試驗(yàn)場(chǎng)表層土（0～20 cm），其基本理化性質(zhì)如下：pH 7.47，有機(jī)質(zhì)含量 49.23 g·kg－1，全氮 1.49 g·kg－1，速效鉀 0.27 g·kg－1，速效磷 0.08 g·kg－1。受試植物為白菜型油菜（Brassia campestris L.），購于中國農(nóng)科院種子公司。放射性核素134Cs和137Cs與其穩(wěn)定同位素133Cs的最外層電子數(shù)是相同的，決定化學(xué)變化性質(zhì)的是原子的最外層電子數(shù)，從而可以用穩(wěn)定同位素133Cs取代放射性核素134Cs和137Cs做冷化學(xué)試驗(yàn)。133Cs的施加形式為133CsCl，為分析純?cè)噭擅绹鳤mresco公司提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用盆栽實(shí)驗(yàn)方式，地點(diǎn)在北京師范大學(xué)水科學(xué)研究院實(shí)驗(yàn)室。將土壤避光風(fēng)干，剔除植物的根系及莖葉和石塊等雜物，研磨過10目篩。采用逐步稀釋法配制污染土壤，設(shè)置5個(gè)Cs濃度梯度，分別為0、100、200、400、600 mg·kg－1，每個(gè)濃度 3 個(gè)重復(fù)，平衡9周后備用。每盆稱重2 kg（干重）土壤，澆施清水至土壤剛好達(dá)到飽和持水量，放置過夜后，將種子均勻播種，待出苗后，進(jìn)行定植以保證每盆中有7株長勢(shì)大致相同的幼苗。本試驗(yàn)設(shè)置了植物管理系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1 植物管理系統(tǒng)Figure 1 Plant management system

該系統(tǒng)由反應(yīng)器支架①、植物修復(fù)反應(yīng)器②、復(fù)合污染土壤③、濕度傳感器④、超累積植物⑤、單片機(jī)⑥、電源⑦、閥門⑧、噴水裝置⑨、植物補(bǔ)光燈⑩、補(bǔ)光燈支架?、定時(shí)器?、電源插座?、水槽?組成。植物管理系統(tǒng)主要分為兩部分，一部分是土壤濕度管理系統(tǒng)，另一部分是植物日照時(shí)間管理系統(tǒng)。土壤濕度管理系統(tǒng)的噴水裝置選取直徑為10 cm左右的噴頭，距離植物修復(fù)反應(yīng)器頂端為35 cm，植物修復(fù)反應(yīng)器是一個(gè)帶有底座的上底面直徑為25 cm、下底面直徑為15 cm、高為30 cm的圓臺(tái)狀容器，反應(yīng)器內(nèi)裝填2 kg復(fù)合污染土壤，濕度傳感器插入到距離反應(yīng)器底端10 cm的位置。單片機(jī)分別與濕度傳感器和電源相連，電源連接閥門，單片機(jī)通過控制電源的開關(guān)間接控制閥門的打開和閉合。當(dāng)濕度低于70%時(shí)，開通電源，閥門打開，為植物澆水；當(dāng)濕度高于70%時(shí)，斷開電源，閥門關(guān)閉，停止?jié)菜?，使田間持水量保持在70%左右。植物日照時(shí)間管理系統(tǒng)的植物補(bǔ)光燈為全光譜LED燈，長0.9 m，功率70 W，距離植物修復(fù)反應(yīng)器的頂端為70 cm。植物補(bǔ)光燈固定在補(bǔ)光燈支架上，與定時(shí)器相連，定時(shí)器連接電源插座，設(shè)置每天的補(bǔ)光時(shí)間為 8：00—19：00。

種植90 d后，測(cè)量植物的株高，取植物頂端葉片的同一位置用蒸餾水洗凈后進(jìn)行生理生化指標(biāo)的測(cè)定，收獲后按根、莖、葉洗凈，測(cè)量鮮重，烘干至恒重，測(cè)量干重，將其磨碎過60目，測(cè)量133Cs的含量。

1.3 測(cè)定和計(jì)算方法

1.3.1133Cs含量的測(cè)定

用去離子水洗凈后，將油菜分根、莖、葉3部分，分別稱其鮮重，然后在105℃下殺青0.5 h，75℃烘干至恒重，分別稱其干重。研磨后的根、莖、葉樣品，每個(gè)樣品3個(gè)重復(fù)，分別用HNO3和HCl為3∶1的混合試劑進(jìn)行消解，最后用Thermo Scientific火焰原子吸收光譜儀對(duì)根、莖、葉的Cs含量分別進(jìn)行測(cè)定。

1.3.2 生理性指標(biāo)的測(cè)定

油菜葉綠素總量的測(cè)定采用95%乙醇比色法[15]（mg·g－1FW），POD活性測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚法[16]（U·g－1·min－1FW），試驗(yàn)結(jié)果為3次重復(fù)結(jié)果的平均值。

特高壓直流閉鎖引發(fā)送端電網(wǎng)過頻的系統(tǒng)保護(hù)方案//邵廣惠,侯凱元,王克非,夏德明,劉明松,劉永奇//(22):26

1.3.3 計(jì)算方法

轉(zhuǎn)移系數(shù)（TF）=植株地上部 Cs含量（mg·g－1）/地下部 Cs含量（mg·g－1）

富集系數(shù)（BCF）=油菜體內(nèi) Cs含量（mg·g－1）/土壤 Cs處理濃度（mg·g－1）

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析采用Microsoft Excel 2010（美國，Microsoft）和 Origin 6.0 作圖軟件（美國，Microcal）。

2 結(jié)果與分析

2.1 油菜對(duì)Cs的脅迫響應(yīng)

2.1.1 Cs對(duì)油菜生長的影響

株高、生物量是綜合評(píng)價(jià)植物生長狀況的生理指標(biāo)，通過比較Cs處理與空白對(duì)照組油菜株高和生物量的差異，可以直觀地看出Cs對(duì)油菜生長的影響程度。由圖 2 可知，當(dāng)土壤 Cs濃度為 100 mg·kg－1時(shí)，株高比對(duì)照組增高了10.46%，達(dá)到最高值；隨著土壤Cs濃度的增加，油菜的株高下降，當(dāng)Cs濃度為200 mg·kg－1時(shí)，比對(duì)照組降低了0.13%；當(dāng)Cs濃度為400 mg·kg－1時(shí)，比對(duì)照組降低了13.41%；當(dāng)Cs濃度為600 mg·kg－1時(shí)，株高急劇下降，達(dá)到最低值，比對(duì)照組降低了71.22%。

由圖3可知，油菜生物量的變化趨勢(shì)與株高基本一致，在 Cs濃度為 100 mg·kg－1時(shí)，生物量達(dá)到最高值，比對(duì)照組增加了22.19%；在Cs濃度為600 mg·kg－1時(shí)，生物量降到最低值，比對(duì)照組減少了44.88%。

2.1.2 Cs對(duì)油菜葉綠素和POD活性的影響

圖2 Cs對(duì)油菜株高的影響Figure 2 Effects of different concentrations of Cs on the height of Brassia campestris L.

圖3 Cs對(duì)油菜生物量的影響Figure 3 Effects of different concentrations of Cs on the biomass of Brassia campestris L.

由圖4可知，當(dāng)土壤Cs濃度一定時(shí)，油菜體內(nèi)葉綠素a的含量始終比葉綠素b含量高，但葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量三者的變化趨勢(shì)是一致的。當(dāng)土壤Cs濃度從0變化到100 mg·kg-1時(shí)，葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量都隨之升高，在100 mg·kg-1時(shí)達(dá)到最大值，三者的數(shù)值比對(duì)照組分別增加了21.89%、5.35%、10.11%；隨著Cs濃度的不斷增加，葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量不斷減少，并在600 mg·kg-1時(shí)達(dá)到最低值，分別比對(duì)照組減少了75.93%、50.51%、63.03%。

由圖5可知，POD酶活性隨著土壤Cs濃度的增加先增加后減小。當(dāng)土壤Cs濃度由0增加到100 mg·kg-1時(shí)，POD 酶活性也隨之增加，在 100 mg·kg-1時(shí)達(dá)到最大值，比對(duì)照組增加了12.51%，而后POD酶活性則隨著Cs濃度的增加而降低，在600 mg·kg-1時(shí)降到最低值；在 200、400、600 mg·kg-1時(shí)的 POD 活性分別比對(duì)照組降低了1.46%、27.93%、95.92%。

2.2 Cs在油菜體內(nèi)的富集規(guī)律

圖4 Cs對(duì)油菜葉綠素含量的影響Figure 4 The effects of Cs stress on the content of chlorophyll in Brassia campestris L.

圖5 Cs對(duì)油菜POD活性的影響Figure 5 The effects of Cs stress on the activity of POD in Brassia campestris L.

不同的土壤Cs濃度下，油菜不同器官的富集情況也不相同。由圖6可知，隨著土壤Cs濃度的增加，油菜的根、莖、葉中Cs含量也隨之增加，而根系Cs的富集量始終小于莖部和葉片，當(dāng)土壤Cs濃度從200 mg·kg-1增加到 400 mg·kg-1時(shí)，根、莖、葉對(duì) Cs的富集量都有明顯增加。當(dāng)土壤Cs濃度小于100 mg·kg-1時(shí)，油菜的葉片Cs含量比莖部低；當(dāng)Cs濃度達(dá)到200 mg·kg-1時(shí)，葉片中Cs含量基本與莖部持平；當(dāng)Cs濃度高于200 mg·kg-1時(shí)，葉片對(duì)Cs的富集量大于莖部，隨著濃度的增加，兩者富集量的差值增大。

轉(zhuǎn)移系數(shù)反映的是油菜對(duì)Cs的轉(zhuǎn)運(yùn)能力，富集系數(shù)則反映的是油菜對(duì)土壤中Cs的富集能力。由表1可知，隨著土壤Cs濃度的增加，轉(zhuǎn)移系數(shù)先增加后減少，在土壤Cs濃度從100 mg·kg-1到200 mg·kg-1時(shí)，轉(zhuǎn)移系數(shù)略有增加，在200 mg·kg-1達(dá)到最大值3.07，之后呈下降趨勢(shì)；在土壤Cs濃度為600 mg·kg-1時(shí)達(dá)到最小值2.46，比在200 mg·kg-1時(shí)的富集系數(shù)降低了24.99%。富集系數(shù)則隨著土壤Cs濃度的增加而降低，在土壤Cs濃度為600 mg·kg-1時(shí)達(dá)到最低值，比土壤Cs濃度在100 mg·kg-1時(shí)降低了18.17%。

3 討論

3.1 Cs對(duì)油菜的生長脅迫

當(dāng)植物受到鹽脅迫、重金屬脅迫等時(shí)，其生長會(huì)受到抑制，通過判斷其脅迫程度可以看出植物對(duì)重金屬的耐性，為植物修復(fù)技術(shù)中超累積植物的篩選提供理論依據(jù)。本試驗(yàn)選取生物量、株高、葉綠素、過氧化物酶POD活性作為指標(biāo)來分析油菜對(duì)Cs的脅迫響應(yīng)。

圖6 Cs在油菜不同器官的富集情況Figure 6 The content of Cs in different organs

表1 Cs在油菜體內(nèi)的富集情況Table 1 Accumulation of Cs in Brassia campestris L.

試驗(yàn)表明，低濃度的 Cs處理（≤100 mg·kg-1）會(huì)促進(jìn)油菜的生長，其生物量、株高略有增加，但高濃度的Cs會(huì)抑制油菜的生長，且Cs濃度越高，抑制程度也會(huì)越大。Choi等[19]認(rèn)為低濃度的Sr可以促進(jìn)生長，而高濃度生長受到抑制。Xu等[20]發(fā)現(xiàn)高粱（Sorghum bicolor L.Moench）在 Cs濃度為 100 mg·kg－1時(shí)生長狀況良好，而在400 mg·kg－1時(shí)受到了抑制，與本試驗(yàn)得出的結(jié)果相似。

葉綠素作為光合作用的主要色素，正常情況下其在植物中的合成和分解處于一個(gè)相對(duì)平衡的狀態(tài)，但當(dāng)受到外界的脅迫時(shí)，光合作用顯著下降。在本試驗(yàn)中，隨著Cs處理水平的增加，葉綠素含量先增加后減小，周璐璐等[21]在研究Sr對(duì)油菜幼苗光合作用的影響時(shí)也得出了類似的結(jié)論。產(chǎn)生這種現(xiàn)象可能的原因是：低濃度的Cs促進(jìn)了油菜的生長，光合作用增強(qiáng)，使葉綠素含量增加，但高濃度的Cs可能會(huì)抑制葉綠素的合成，同時(shí)破壞葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能，也會(huì)使油菜體內(nèi)的活性氧含量增加，使葉綠素被分解。這兩方面的共同作用使得油菜葉片的葉綠素含量降低[22]。

POD是酶促反應(yīng)的抗氧化劑，它能夠有效地清除植物在逆境條件下產(chǎn)生的H2O2，降低重金屬對(duì)植物的損害。結(jié)果表明，POD活性在土壤Cs濃度較低（≤100 mg·kg－1）時(shí)并沒有降低反而增加，之后逐漸降低，與聞方平等[23]、李清飛等[24]得出的結(jié)論一致。由之前的試驗(yàn)可知，低濃度的Cs不僅促進(jìn)了植物的生長，葉綠素含量也是逐漸增加，說明此時(shí)植物所受的脅迫程度并不大，在植物生長狀況良好的情況下，低濃度的Cs會(huì)調(diào)動(dòng)植物自身的調(diào)節(jié)機(jī)制來應(yīng)對(duì)外界的脅迫，使POD活性增加。對(duì)于油菜這種低濃度水平下良好的抗脅迫機(jī)制，可以考慮作為低富集植物予以推廣種植，在實(shí)際應(yīng)用中種植油菜，可以保證油菜在含Cs土壤中得以正常生長。但當(dāng)Cs濃度過高時(shí)，調(diào)節(jié)機(jī)制被破壞，脅迫作用增強(qiáng)，POD活性降低。關(guān)于植物在受到重金屬脅迫時(shí)的自我調(diào)節(jié)機(jī)制，韓航等[25]發(fā)現(xiàn)類蘆（Neyraudia reynaudiana）在受到Cd脅迫時(shí)可以通過提高根系平均直徑和表面積、提高地上部富集轉(zhuǎn)運(yùn)能力來減少Cd對(duì)根系的傷害，也驗(yàn)證了植物確實(shí)存在一定的自我調(diào)節(jié)機(jī)制。

3.2 Cs在油菜體內(nèi)的富集規(guī)律

植物體內(nèi)Cs含量、轉(zhuǎn)移系數(shù)、轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)是評(píng)價(jià)植物富集能力的重要指標(biāo)。其中轉(zhuǎn)移系數(shù)是植株地上部與地下部Cs富集量的比值，它反映的是Cs在植物體內(nèi)的運(yùn)輸情況；富集系數(shù)則是植物總富集量與土壤Cs濃度的比值，它體現(xiàn)了植物從土壤中富集Cs的能力大小[26－27]。

本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)土壤中Cs含量較低（≤100 mg·kg－1）時(shí)，油菜各器官 Cs的富集情況為莖部＞葉片＞根系，油菜會(huì)將根系中的大部分Cs轉(zhuǎn)移至莖部，此時(shí)莖部的Cs含量大于根系和葉片；當(dāng)Cs含量較高時(shí)，則是葉片＞莖部＞根系。朱靖等[28]、安冰等[29]分別對(duì)康定柳和小麥對(duì)Cs的富集規(guī)律進(jìn)行了研究，他們的試驗(yàn)結(jié)果為根系＞莖部＞葉片，可能是因?yàn)橥寥乐蠧s的濃度、土壤類型、植物種類會(huì)影響最終的富集結(jié)果。油菜不同于康定柳的這一富集特性，說明高濃度的Cs水平會(huì)使油菜根系的Cs大量地轉(zhuǎn)移至地上部。唐永金[30]等比較了13種植物對(duì)Cs的富集情況，發(fā)現(xiàn)不同植物間的轉(zhuǎn)移系數(shù)分布于0.91～2.71之間，且科屬間數(shù)值差異較大，說明植物類型的不同對(duì)最終的富集結(jié)果影響較大。從試驗(yàn)結(jié)果還可以看出：根系的Cs含量最小，推測(cè)可能的原因是根系作為植物－土壤的聯(lián)系界面，為了降低對(duì)根系的損傷，從而更好地從土壤中吸收Cs，油菜將根系的Cs經(jīng)由莖部，最終轉(zhuǎn)運(yùn)至葉片中貯藏，說明油菜有較為良好的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制。這個(gè)推測(cè)可以通過油菜的轉(zhuǎn)移系數(shù)遠(yuǎn)大于1得到證實(shí)。

此外，隨著土壤中Cs濃度的增加，富集系數(shù)卻在不斷減小。富集系數(shù)與油菜體內(nèi)Cs的富集量和總生物量有關(guān)，雖然土壤Cs濃度越高，油菜對(duì)Cs的富集量也在增大，但隨著油菜受脅迫程度的不斷增加，生物量也在不斷降低，其富集能力也受到了一定的抑制。不同的植物的富集系數(shù)差異較大，鄒玥[31]等計(jì)算木耳菜在紫色土壤中不同Cs濃度下的富集系數(shù)，得出的數(shù)值分布在2.76～6.04；姚天月等[32]比較了29種植物地上部Ur富集量系數(shù)，罐罐菜最大為1.06。與鄒玥、姚天月相比，本文得出油菜的富集系數(shù)集中在3.31～3.92，處于較高水平，結(jié)合轉(zhuǎn)移系數(shù)，足以說明油菜對(duì)Cs具有較強(qiáng)的富集能力。

3 結(jié)論

（1）油菜在低濃度的 Cs水平下（≤100 mg·kg－1）存在一定的抗脅迫機(jī)制，生長發(fā)育得到一定的促進(jìn)作用，油菜的生物量、株高、葉綠素含量、POD活性都有所提高；但當(dāng)Cs濃度較高時(shí)，其生長發(fā)育受到抑制，且濃度越高抑制程度越大，說明該調(diào)節(jié)機(jī)制被打破。

（2）隨著土壤Cs濃度的提高，油菜的富集量也增大，但富集能力略有下降，為了降低Cs對(duì)自身的損害，植物會(huì)將一部分的Cs由根系向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)，從而更好地吸收Cs。

（3）該試驗(yàn)表明，油菜在高濃度的Cs土壤中有較好的轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)節(jié)機(jī)制，也具備一定的抗脅迫能力，可以作為修復(fù)受Cs污染土壤的潛力植物。

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Accumulation and physio-biochemical responses of Brassia campestris L.to Cs stress

HONG Xiao－xi,YUAN Jing,ZHENG Xian－ming,XIA Meng,DING Ai－zhong,DOU Jun－feng*
（College of Water Sciences,Beijing Normal University,Beijing 100875,China）

Herein we planted Brassia campestris L.in a plant management system via the potting method.After 90 days,we examined the physiological indices of Brassia campestris L.and the enrichment of each organ under different Cs stresses in order to discuss the response and accumulations.Our results showed that low Cs concentrations（Cs≤100 mg·kg－1）had certain promotional effects on plant height,biomass,chlorophyll content,and POD activity,thus Brassia campestris L.had certain stress resistance.However,increasing Cs concentrations caused a decline in height,biomass,chlorophyll content,and POD activity.The adjustment mechanism was broken,and plant growth was inhibited.With an increase of Cs content in the soil,the accumulation in every organ also increased.In addition,Brassia campestris L.presented the following accumulation order：stem ＞ leaf＞ root at Cs≤100 mg·kg－1in the soil and stem ＞ leaf＞ root at 100 mg·kg－1≤Cs≤600 mg·kg－1in the soil.These findings indicated that Brassia campestris L.had strong transportation capacity and great potential for phytoremediation of Cs polluted soils.

Brassia campestris L.;Cs stress;physio－biochemical responses;characteristics of enrichment

X171.5

A

1672－2043（2017）12－2394－07

10.11654/jaes.2017－0688

洪曉曦，袁 靜，鄭現(xiàn)明，等.油菜對(duì)Cs脅迫的響應(yīng)及其對(duì)Cs富集規(guī)律的研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2017,36（12）：2394－2400.

HONG Xiao－xi,YUAN Jing,ZHENG Xian－ming,et al.Accumulation and physio－biochemical responses of Brassia campestris L.to Cs stress[J].Journal of Agro-Environment Science,2017,36（12）：2394－2400.

2017－05－11 錄用日期:2017－07－24

洪曉曦（1995—），女，河南商丘人，碩士研究生，從事植物修復(fù)土壤重金屬污染研究。E－mail：201521470021@bnu.edu.cn

*通信作者：豆俊峰 E－mail：doujf@bnu.edu.cn

環(huán)保公益性行業(yè)科研專項(xiàng)（201509074）

Project supported：Special Fund for Scientific Research on Public Causes（201509074）