小麦镉铅积累的农艺调控途径及其机理研究

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:YOYO654321
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,随着经济的高速发展,土壤重金属污染日趋严重。镉(Cd)是一种非必需的有毒金属,由于其高溶解度和毒性,它在20种高毒素中排名第7位。铅(Pb)是一种剧毒元素和广泛的环境污染物,会对人类身体造成伤害,尤其是对儿童的生长发育和智力发育影响深远。本文尝试通过农艺调控措施—间作种植和施加不同钝化剂,研究对小麦植株体内Cd、Pb积累转运的影响,以期间作种植和施加钝化剂后降低小麦植株重金属吸收和积累量。研究结果如下:本研究采用原位重金属污染土壤进行室外盆栽试验,设置黑麦草(Loliumperenne L.)、小麦(Triticum aestivumL.)单作以及两者间作的2个种植方式,研究单、间作种植模式对小麦各器官Cd、Pb积累和转运的影响。研究结果显示:间作种植模式下,不同生育期小麦的根、茎、叶Cd含量和Cd提取量显著低于单作,且小麦地上部Cd提取量较单作下降44%,同时与单作模式相比,间作模式降低了收获期小麦根系向地上部各器官的Cd转运系数,使小麦籽粒Cd含量下降13.4%。小麦根部Pb含量间作种植模式显著低于单作,而且小麦在整个生育期地上部Pb提取量显著低于单作,地上部各器官到籽粒的Pb转运系数显著低于单作,使籽粒Pb含量下降76%。另一方面,小麦与黑麦草间作提高了黑麦草对Cd、Pb的吸收,使黑麦草根和地上部Cd、Pb积累量增加。以上试验结果表明,采用黑麦草与小麦间作种植的农艺方式,可以显著降低小麦植株的重金属积累量,提高黑麦草对Cd、Pb的富集效率,从而有效降低了小麦籽粒中Cd、Pb含量。为了研究不同植物与小麦间作种植的农艺调控措施,对植物重金属积累和转运的影响,本文利用了镉超积累植物龙葵(Solanum nigrum L.)和小麦室外盆栽试验,设置龙葵、小麦单作以及龙葵和小麦间作的2个种植方式。研究结果显示小麦与龙葵间作种植后,在整个生育期促进了小麦各器官Cd、Pb含量的积累,小麦地上部Cd、Pb提取量也显著升高。同时间作种植模式促进了龙葵地上部Cd、Pb含量的增加,以及龙葵地上部Cd、Pb提取量显著升高。在小麦整个生育期,土壤重金属有效态浓度随着时间的增长而逐渐增加,小麦根际土壤Cd有效态浓度间作种植高于单作,而Pb有效态浓度则是间作种植低于单作;龙葵根际土壤Cd、Pb有效态浓度间作种植显著高于单作。对于龙葵生物量则没有显著影响,而小麦在灌浆期和收获期,其间作种植干重显著高于单作。研究结果表明,小麦与龙葵间作种植后,增加了 土壤重金属有效性,促进了植物对重金属的积累,这说明采用小麦与龙葵间作种植的农艺措施并不能降低小麦对重金属的积累。本文还利用重金属污染土壤施加钝化剂后进行温室小麦盆栽试验,设置5个处理组分别是:(1)施加羟基磷灰石,添加量为20 gkg-1;(2)施加石灰,添加量为4 gkg-1;(3)施加过磷酸钙,添加量为20 gkg--1;(4)施加生物炭,添加量为50 gkg-1;(5)对照(未施加钝化剂),研究施加钝化剂后小麦对重金属积累转运的影响。研究结果显示,在小麦生长至40天时,施加羟基磷灰石、石灰和生物炭处理组的小麦地上部Cd含量与对照相比分别下降76%、60%和74%,Cd提取量分别下降77%、60%、78%;小麦地上部Pb含量也显著低于对照组,分别下降80%、82%、76%。80天时,施加羟基磷灰石和生物炭处理组的小麦地上部Cd含量及提取量显著低于对照组;而小麦地上部Pb提取量施加4种钝化剂处理后,都显著低于对照组,分别下降了 74%、68%、43%、45%,而且根部到地上部转运系数也显著低于对照组。这说明,施加钝化剂后,能够显著降低小麦植株的Cd、Pb的积累量。
其他文献
学位
荧光原位杂交(Fluoresence in situ hybridization,FISH)是研究染色体变异的有力工具。本研究基于本实验室开发的寡核苷酸探针套#4(Oligonucleotide probe multiplex#4,ONPM#4)进行FISH分析,结合A基因组寡核苷酸探针开发,分析了人工合成小麦、小麦祖先种和小麦-百萨偃麦草异染色体系中染色体演化特征,主要结果如下:首先,通过对栽培
学位
甘蔗是我国最为重要的糖料作物,病毒病害是影响甘蔗生产的主要因素,甘蔗杆状病毒病是甘蔗的重要病毒病害,是由甘蔗杆状病毒(Sugarcane bacilliform virus,SCBV)引起的一种病毒病。SCBV属于花椰菜花叶病毒科杆状DNA病毒属,SCBV侵染甘蔗后会影响甘蔗的单茎重、出汁率、蔗糖分的降低,最终使甘蔗的产量和品质下降。SCBV在我国蔗区传播蔓延速度极快,SCBV的感染率不断增加。为
水稻和小麦是我国最重要的粮食作物,全国超过一半的人口以米饭和面粉为食。太湖流域作为我国重要的产粮基地,主要实行稻麦轮作方式。近年来因为化肥的过量和不合理使用,导致作物产量停滞、土壤肥力下降、环境污染等一系列问题。针对这些问题,本论文选取典型的太湖流域地区——宜兴市作为实验地点,设置大田磷肥减施试验,重点研究稻麦轮作中有机肥和硝化抑制剂对产量和肥效的影响。实验发现,在农户常规施肥用量的基础上,减少2
学位
天然气水合物是重要的替代油气洁净新能源,具有广泛的应用前景。我国南海泥质粉砂型水合物藏埋藏浅、未固结、渗透率低,导致相变-渗流机理复杂、试采产能低。目前泥质粉砂储层微孔隙中水合物微观相变分解过程和流体流动机制尚不明确,成为制约我国水合物有效开采的关键科学问题之一。本文以分子动力学模拟为主要手段,研究微孔隙条件下天然气水合物分解过程的微观机理以及孔隙中两相流体的流动特征,从而阐述天然气水合物开采微观
转基因水稻的环境释放可能产生杂草化的生态风险,其中包括转基因水稻的自身杂草化,以及通过花粉介导的与杂草稻的基因漂移所引起的杂草化。与单一性状的转基因水稻相比,复合性状转基因水稻转入了至少2个外源基因,因而复合性状的基因逃逸可能比单一性状的基因逃逸所带来的杂草化生态风险更为复杂,因此更应该全面评价。本论文以抗虫抗除草剂复合性状转cry2A*/bar基因水稻T2A-1和转cry1C*/bar基因水稻T
砾石充填防砂是油井出砂防治的常用手段,但随着生产进行,砾石层与近井地带逐渐产生堵塞现象,使部分井进入“低液量、低产能”状态,导致作业频率升高、生产效益降低。去防砂管排砂解堵是一种成本可控、激动伤害小的解堵新工艺,可在缓解堵塞的同时有效恢复油井产能;但目前由于缺乏有效的定量分析方法,该工艺对单井的适用性尚不明确,其作业参数设计缺少充分的科学依据,在现场实施中存在较大的盲目性。针对上述问题,本文基于数
学位