【摘要】：汞(Hg)是有毒金屬元素,低濃度也會對生物產(chǎn)生較高的毒害作用�，F(xiàn)有的土壤汞污染修復(fù)技術(shù)存在高成本、對土壤產(chǎn)生負(fù)面影響等缺點。硒(Se)是人體必需的微量元素,據(jù)報道,硒可以降低土壤中重金屬鉛、砷、鎘等生物有效性,從而達(dá)到解毒的目的。而有關(guān)施用硒對土壤中汞是否有解毒作用及其機理如何尚不清楚。本研究通過盆栽試驗,研究了外源施入硒酸鹽和亞硒酸鹽對不同程度汞污染土壤解毒作用的影響,通過小白菜種植前和收獲后土壤中汞、硒形態(tài)的變化及植物生長、生理代謝對其響應(yīng)揭示了解毒的機制。得到以下主要結(jié)果:(1)外源施入硒有助于土壤汞轉(zhuǎn)化為更穩(wěn)定的形態(tài),降低了其生物有效性,減少了小白菜對汞的吸收和積累,亞硒酸鹽對汞生物有效性的抑制作用顯著大于硒酸鹽處理。(2)施用亞硒酸鹽降低了小白菜根部及地上部汞含量,但Se(Ⅵ)只能降低小白菜根部的Hg含量但增加了其地上部的含量。值得注意的是,在亞硒酸鹽適當(dāng)施用水平下(2.5 mg/kg)這種抑制作用才會顯著發(fā)生。種植前和收獲后土壤中可移動汞形態(tài)(水溶態(tài)及可交換態(tài))的占比及IR值與植物中汞的濃度具有較好的相關(guān)性,表明兩者均可用于預(yù)測土壤中汞的生物有效性。(3)最高施硒濃度(2.5 mg/kg)可顯著減少植物對汞的吸收,而低硒處理(≤1.0 mg kg-1)則會通過提高SOD、POD、CAT和GSH-Px酶活性以及SPAD值、抑制MDA及脯氨酸含量從而顯著促進(jìn)了小白菜的生長。此外,同等硒濃度條件下亞硒酸鹽對小白菜生長的促進(jìn)作用大于硒酸鹽。亞硒酸鹽施用濃度低于2.5 mg/kg時增加了抗氧化酶活性及葉綠素含量而促進(jìn)了小白菜的生長,而硒酸鹽僅在硒施用濃度為0.5 mg/kg時才出現(xiàn)類似的促進(jìn)作用。(4)土壤中汞的存在促進(jìn)了土壤中硒從有效態(tài)轉(zhuǎn)化為較為穩(wěn)定的形態(tài)從而降低硒的生物有效性,亦即小白菜對硒的吸收及積累。低硒濃度下(≤1.0 mg/kg),隨施硒濃度的增加,亞硒酸鹽對汞污染土壤中小白菜硒吸收及累積的促進(jìn)的作用大于硒酸鹽。在汞污染的硒酸鹽處理土壤中,土壤中硒的形態(tài)占總硒的比例與植物硒含量間具有顯著相關(guān),但是亞硒酸鹽處理土壤中卻未發(fā)現(xiàn)兩者間的相關(guān),表明汞對硒酸鹽處理植物的毒性影響大于亞硒酸鹽。(5)在汞污染土壤中,施用低濃度硒(≤1.0 mg/kg)能促進(jìn)小白菜對硒的吸收和生物積累,但在在所有亞硒酸鹽處理土壤或低濃度(≤1.0 mg/kg)硒酸鹽處理的土壤中,汞對植物毒性會對小白菜生長產(chǎn)生不利影響。相反,在高濃度(2.5 mg/kg)的硒酸鹽的處理中,外源Hg的施入會通過提高植物SOD、POD、CAT、GSH-Px酶活性和SPAD值、抑制MDA及脯氨酸含量等降低硒酸鹽的毒性,并顯著促進(jìn)了小白菜的生長。綜上所述,在汞污染土壤中施用硒肥是降低小白菜汞積累同時提高小白菜硒含量及食品安全性的潛在方式。此外,本研究還明確了施用亞硒酸鹽是降低汞污染土壤毒害作用的硒肥。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S154.4;X53


本文編號：2729768