本文關(guān)鍵詞：外源低分子量有機酸對鎘脅迫下美洲商陸的超累積和解Cd毒的機制研究

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【摘要】：由人為活動造成的重金屬Cd污染土壤問題已經(jīng)成為當前備受關(guān)注的環(huán)境污染問題。Cd因其高毒性、致畸致癌和易遷移等性質(zhì),對生態(tài)系統(tǒng)、食品安全和人類健康造成了嚴重的威脅。當前我國鎘污染土壤的范圍已經(jīng)涉及十多個省市的二十多個地區(qū),并且其污染面積還有逐漸蔓延的趨勢。針對這種大面積的污染土壤,用傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法來治理不僅經(jīng)濟成本高,工程量大,大面積應(yīng)用難,而且容易破壞土壤的結(jié)構(gòu),造成二次污染。而植物修復(fù)以其經(jīng)濟適用、操作簡便并且生態(tài)環(huán)保的特性,具有廣闊的發(fā)展前景。為了有效提高污染土壤的植物修復(fù)效率并且降低修復(fù)成本,可以通過外源添加螯合劑與超富集植物相結(jié)合來達到提高植物修復(fù)效率的目的。實驗以美洲商陸為對象,先通模擬不同Cd濃度的土壤污染(0,10,30,50和100 mg kg~(-1) dw),對美洲商陸的耐鎘情況和吸鎘能力進行研究。然后通過外源添加不同濃度的檸檬酸(CA),蘋果酸(MA)和草酸(OA)(10,20,30和40 mmol kg~(-1))對鎘脅迫下美洲商陸體超累積和解Cd毒的機制進行探究。通過研究添加不同濃度的外源低分子量有機酸作用下,美洲商陸生理指標的情況變化,以及對Cd的吸收和分布的影響,為提高美洲商陸的植物修復(fù)效率和推動植物修復(fù)技術(shù)的實用化、實現(xiàn)我國大面積重金屬污染土壤的高效修復(fù)提供理論參考。本研究主要有以下結(jié)論:(1)在較低濃度的土壤鎘(Cd)處理中,美洲商陸生長旺盛,無脅迫癥狀;在鎘(Cd)處理濃度大于50 mg kg~(-1)后,美洲商陸脅迫癥狀明顯。葉片蜷曲褶皺、失綠發(fā)黃,植株矮小、生長受到抑制。(2)不同濃度的土壤鎘(Cd)處理下,美洲商陸對Cd表現(xiàn)出較高的富集能力較好的抗逆性,其地上部吸鎘(Cd)量超過100 mg kg~(-1)。大于50 mg kg~(-1)鎘(Cd)處理下美洲商陸生物量和葉綠素含量都顯著降低,而丙二醛(MDA)含量顯著升高,SOD、POD和CAT酶活性降低,這說明鎘(Cd)脅迫下,通過影響美洲商陸的生長發(fā)育、光合作用和生理代謝等產(chǎn)生毒害作用。(3)50 mg kg~(-1)Cd脅迫下,施加不同濃度的外源低分子量有機酸對美洲商陸積累鎘(Cd)的增效作用有不同影響。低濃度的檸檬酸、蘋果酸和草酸(10,20 mmol kg~(-1))施加后,植物的各項生理指標的惡化趨勢得到了不同程度的緩解,包括對生長抑制的緩解、SOD、POD和CAT酶活性的增加以及MDA含量的降低等,能夠延緩Cd對植物膜的損傷,增強美洲商陸對Cd的抗性。并且美洲商陸各營養(yǎng)器官對鎘的積累量都有提高,尤其是顯著提高了植物地上部分中葉片和莖中鎘的含量,這說明低濃度的低分子量有機酸能促進植物體內(nèi)鎘從地下部向地上部的轉(zhuǎn)移。而高濃度低分子量有機酸(30,40 mmol kg~(-1))則對美洲商陸吸鎘能力的提高作用不明顯,并且此時美洲商陸各項生理指標的惡化趨勢緩解效果不明顯,甚至加重了植物的毒效應(yīng)。綜上所述,低濃度的外源檸檬酸、蘋果酸和草酸最美洲商陸修復(fù)土壤中的鎘有較好的增效作用,它們不僅在一定程度上緩解了Cd毒害癥狀,而且促進了美洲商陸對重金屬的吸收和轉(zhuǎn)運,增強了美洲商陸植物修復(fù)的能力。
【關(guān)鍵詞】：植物修復(fù) 超累積植物 美洲商陸 低分子量有機酸 土壤Cd污染 累積量
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X173;X53
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 第1章 緒論13-26
• 1.1 重金屬鎘污染土壤概況13-17
• 1.1.1 土壤鎘污染來源13-14
• 1.1.2 土壤鎘污染現(xiàn)狀14-15
• 1.1.3 土壤鎘污染危害15-17
• 1.2 土壤鎘污染的植物修復(fù)技術(shù)17-22
• 1.2.1 植物修復(fù)技術(shù)的由來17-18
• 1.2.2 植物修復(fù)技術(shù)的類別18-19
• 1.2.3 超富集植物的判斷標準19
• 1.2.4 超富集植物的研究現(xiàn)狀19-21
• 1.2.5 植物修復(fù)的技術(shù)瓶頸21-22
• 1.2.6 植物修復(fù)技術(shù)未來的研究方向22
• 1.3 低分子量有機酸對植物修復(fù)技術(shù)的影響22-23
• 1.4 選題背景及研究意義23-26
• 1.4.1 選題背景23-24
• 1.4.2 選題內(nèi)容24-25
• 1.4.3 選題目的及意義25-26
• 第2章 美洲商陸對鎘的富集能力及其生理表現(xiàn)26-41
• 2.1 引言26
• 2.2 材料與方法26-34
• 2.2.1 美洲商陸的培養(yǎng)和土樣制備26-27
• 2.2.2 實驗設(shè)計27-28
• 2.2.3 美洲商陸體生理指標的測定28-33
• 2.2.5 美洲商陸體內(nèi)鎘（Cd）吸收量的測定33-34
• 2.2.6 數(shù)據(jù)分析及處理34
• 2.3 結(jié)果與討論34-39
• 2.3.1 鎘（Cd）脅迫下美洲商陸生長的表觀情況34-35
• 2.3.2 鎘（Cd）脅迫下美洲商陸的葉綠素含量變化35
• 2.3.3 鎘（Cd）脅迫下美洲商陸的膜脂過氧化情況35-36
• 2.3.4 鎘（Cd）脅迫下美洲商陸的抗氧化系統(tǒng)酶活性的變化36-39
• 2.3.5 鎘（Cd）脅迫下美洲商陸體內(nèi)累積的Cd含量情況39
• 2.4 小結(jié)39-41
• 第3章 不同濃度的低分子量有機酸對鎘脅迫下美洲商陸的超累積和解鎘毒的機制研究41-55
• 3.1 引言41-42
• 3.2 材料與方法42-44
• 3.2.1 美洲商陸的培養(yǎng)和土樣制備42
• 3.2.2 外源物質(zhì)低分子量有機酸的施加和實驗設(shè)計42-43
• 3.2.3 美洲商陸體生理指標的測定43-44
• 3.2.4 美洲商陸體內(nèi)鎘（Cd）吸收量的測定44
• 3.2.5 數(shù)據(jù)分析及處理44
• 3.3 結(jié)果與討論44-53
• 3.3.1 不同濃度的低分子量有機酸對Cd脅迫下美洲商陸的葉綠素變化情況的影響44-45
• 3.3.2 不同濃度的低分子量有機酸對Cd脅迫下美洲商陸的膜脂過氧化程45-46
• 3.3.3 不同濃度的低分子量有機酸對Cd脅迫下美洲商陸的抗氧化系統(tǒng)酶活性的影響46-49
• 3.3.5 不同濃度的低分子量有機酸對Cd脅迫下美洲商陸吸鎘的影響49-53
• 3.4 小結(jié)53-55
• 結(jié)論55-57
• 參考文獻57-65
• 致謝65-67
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文目錄67

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