作物間作對重金屬吸收的影響及其機制的研究
發(fā)布時間:2021-03-14 07:49
隨著工業(yè)化的發(fā)展,大量的重金屬被排入環(huán)境中,對土壤特別是耕地造成嚴重的污染。由于重金屬可隨食物鏈移動,最終積累在人體內,對人類健康造成危害,因此對重金屬污染土壤的修復迫在眉睫。與傳統(tǒng)的物理、化學修復手段相比,新型的植物修復方式具有成本低、對土壤擾動性小、不造成二次污染等優(yōu)點,被譽為土壤重金屬污染修復的最佳方法。但是由于常用于植物修復的高積累植物,往往生物量小、生長緩慢,修復效果并不理想。因此迫切需要尋找新方法來提高重金屬污染土壤的修復效率,或者降低重金屬在農作物中的積累,從而獲得在污染土壤中也可實現(xiàn)安全食用的農產品的生產。1.本研究選擇了四種Cd吸收能力顯著差異的作物(Cd相對高積累青菜(杭州油冬兒)和番茄(中蔬4號);Cd相對低積累甘籃(京豐一號)和玉米(金珠蜜甜玉米)),在Cd污染土壤中進行間作試驗。實驗結果如下:1)在Cd 2.62 mg kg-1的污染水平下,青菜和甘藍間作條件與單作相比,Cd在青菜中的積累濃度提高(地上部分從6.55 mg kg-1升高至9.29 mg kg-1,地下部分從4.45 mg kg-1升高至7.65 mg kg-1),而在甘藍中的積累濃度下降(地上...
【文章來源】:浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:102 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
致謝
摘要
Abstract
插圖和附表清單
縮略同
第一章 文獻綜述
1.1 重金屬的特性及其生理毒害作用
1.1.1 重金屬的特性
1.1.2 重金屬對植物的生理毒害作用
1.1.2.1 重金屬對植物生長的影響
1.1.2.2 重金屬對植物水分吸收和氣孔運動的影響
1.1.2.3 重金屬對植物光合作用的影響
1.1.2.4 重金屬能引起植物的氧化脅迫
1.1.2.5 重金屬對植物體內酶活性的影響
1.1.2.6 重金屬對植物體亞細胞的損傷
1.1.3 重金屬對人體的生理毒害作用
1.2 植物對重金屬脅迫的耐受及利用植物的重金屬污染修復
1.2.1 植物對重金屬脅迫的耐受機制
1.2.1.1 植物螯合肽
1.2.1.2 液泡區(qū)室化作用
1.2.1.3 金屬硫蛋白
1.2.1.4 抗氧化酶和抗氧化防御系統(tǒng)
1.2.1.5 細胞壁束縛作用
1.2.1.6 應激蛋白和應激乙烯
1.2.2 重金屬污染的植物修復
1.3 影響植物吸收重金屬的因素
1.3.1 土壤中重金屬含量
1.3.2 土壤pH
1.3.3 土壤Eh
1.3.4 土壤有機質
1.3.5 根系分泌物
1.3.6 微生物
1.3.7 土壤酶
1.3.8 土壤中的其他元素
1.3.9 其他因素
1.4 間作對植物吸收重金屬的影響機制
1.4.1 間作影響植物的根系分泌物
1.4.2 間作影響土壤微生物
1.4.3 間作影響土壤酶的活性
1.4.4 間作影響土壤pH值
1.5 本研究的目的和意義
第二章 不同品種的番茄對Cd積累的差異
2.1 前言
2.2 材料與方法
2.2.1 實驗材料
2.2.2 栽培與處理
2.3 結果與分析
2.3.1 番茄果實的生物量
2.3.2 番茄果實中Cd含量
2.4 討論
第三章 青菜和甘藍間作對Cd吸收的影響
3.1 前言
3.2 材料與方法
3.2.1 盆栽實驗
3.2.1.1 實驗材料
3.2.1.2 實驗設計與栽培
3.2.1.3 樣品處理
3.2.2 大田實驗
3.2.2.1 實驗選地
3.2.2.2 實驗設計
3.2.2.3 樣品處理
3.3 結果與分析
3.3.1 土壤和蔬菜中的Cd濃度
3.3.2 土壤中五種不同存在形態(tài)的Cd的濃度
3.3.3 土壤pH值
3.3.4 土壤酶的活性
3.4 討論
第四章 番茄和玉米間作對Cd吸收的影響及原因
4.1 前言
4.2 材料與方法
4.2.1 實驗材料
4.2.2 實驗設計
4.2.3 樣品處理
4.2.3.1 樣品Cd水平、土壤pH值和土壤酶活性的測定
4.2.3.2 土壤微生物DNA的提取
4.2.3.3 16S rRNA基因片段的擴增
4.2.3.4 DGGE分析微生物種群
4.3 結果與分析
4.3.1 作物和土壤中的Cd濃度
4.3.2 土壤pH值和土壤酶活性
4.3.3 DGGE條帶測序結果
4.4 討論
第五章 大田不同種植模式下作物吸收重金屬的特性
5.1 前言
5.2 材料與方法
5.2.1 實驗選地
5.2.2 實驗材料
5.2.3 實驗設計
5.2.4 樣品處理
5.2.5 數(shù)據(jù)分析
5.3 結果與分析
5.3.1 植物不同組織對重金屬的積累能力
5.3.2 不同重金屬在植物各部分的富集系數(shù)
5.3.3 不同種植方式下植物不同組織對重金屬的積累能力
5.4 討論
5.4.1 不同植物種類對重金屬的吸收能力差異顯著
5.4.2 植物對不同重金屬的吸收能力差異顯著
5.4.3 不同種植方式下植物對重金屬的修復效率差異顯著
5.4.4 重金屬污染土壤的植物修復效果
第六章 結論與展望
參考文獻
簡歷
【參考文獻】:
期刊論文
[1]重金屬對鹽生草光合生理生長特性的影響[J]. 魯艷,李新榮,何明珠,蘇延桂,曾凡江. 西北植物學報. 2011(02)
[2]香蕉間作模式和香蕉莖稈堆漚還田對土壤酶活性的影響[J]. 匡石滋,田世堯,李春雨,易干軍,彭群. 中國生態(tài)農業(yè)學報. 2010(03)
[3]不同作物間作對黃瓜病害及土壤微生物群落多樣性的影響[J]. 吳鳳芝,周新剛. 土壤學報. 2009(05)
[4]馬唐與玉米間作對鎘的富集效果研究初探[J]. 劉海軍,陳源泉,隋鵬,高旺盛,姜莉,汪洪焦,張敏. 中國農學通報. 2009(15)
[5]重金屬污染下土壤酶活性的研究進展[J]. 陳娟,何云曉,冉瓊. 安徽農業(yè)科學. 2009(21)
[6]印度芥菜-苜蓿間作對鎘脅迫的生態(tài)響應[J]. 李新博,謝建治,李博文,王偉. 應用生態(tài)學報. 2009(07)
[7]不同品種小白菜對鎘的吸收積累差異[J]. 陳瑛,李廷強,楊肖娥,金葉飛. 應用生態(tài)學報. 2009(03)
[8]超富集植物對重金屬耐受和富集機制的研究進展[J]. 閆研,李建平,趙志國,林慶宇. 廣西植物. 2008(04)
[9]茶樹與大豆間作效應分析[J]. 黎健龍,涂攀峰,陳娜,唐勁馳,王秀榮,年海,廖紅,嚴小龍. 中國農業(yè)科學. 2008(07)
[10]某電子廢棄物拆卸區(qū)土壤、水和農作物中砷含量狀況研究[J]. 姚春霞,尹雪斌,宋靜,李晨曦,錢薇,趙其國,駱永明. 環(huán)境科學. 2008(06)
本文編號:3081771
【文章來源】:浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:102 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
致謝
摘要
Abstract
插圖和附表清單
縮略同
第一章 文獻綜述
1.1 重金屬的特性及其生理毒害作用
1.1.1 重金屬的特性
1.1.2 重金屬對植物的生理毒害作用
1.1.2.1 重金屬對植物生長的影響
1.1.2.2 重金屬對植物水分吸收和氣孔運動的影響
1.1.2.3 重金屬對植物光合作用的影響
1.1.2.4 重金屬能引起植物的氧化脅迫
1.1.2.5 重金屬對植物體內酶活性的影響
1.1.2.6 重金屬對植物體亞細胞的損傷
1.1.3 重金屬對人體的生理毒害作用
1.2 植物對重金屬脅迫的耐受及利用植物的重金屬污染修復
1.2.1 植物對重金屬脅迫的耐受機制
1.2.1.1 植物螯合肽
1.2.1.2 液泡區(qū)室化作用
1.2.1.3 金屬硫蛋白
1.2.1.4 抗氧化酶和抗氧化防御系統(tǒng)
1.2.1.5 細胞壁束縛作用
1.2.1.6 應激蛋白和應激乙烯
1.2.2 重金屬污染的植物修復
1.3 影響植物吸收重金屬的因素
1.3.1 土壤中重金屬含量
1.3.2 土壤pH
1.3.3 土壤Eh
1.3.4 土壤有機質
1.3.5 根系分泌物
1.3.6 微生物
1.3.7 土壤酶
1.3.8 土壤中的其他元素
1.3.9 其他因素
1.4 間作對植物吸收重金屬的影響機制
1.4.1 間作影響植物的根系分泌物
1.4.2 間作影響土壤微生物
1.4.3 間作影響土壤酶的活性
1.4.4 間作影響土壤pH值
1.5 本研究的目的和意義
第二章 不同品種的番茄對Cd積累的差異
2.1 前言
2.2 材料與方法
2.2.1 實驗材料
2.2.2 栽培與處理
2.3 結果與分析
2.3.1 番茄果實的生物量
2.3.2 番茄果實中Cd含量
2.4 討論
第三章 青菜和甘藍間作對Cd吸收的影響
3.1 前言
3.2 材料與方法
3.2.1 盆栽實驗
3.2.1.1 實驗材料
3.2.1.2 實驗設計與栽培
3.2.1.3 樣品處理
3.2.2 大田實驗
3.2.2.1 實驗選地
3.2.2.2 實驗設計
3.2.2.3 樣品處理
3.3 結果與分析
3.3.1 土壤和蔬菜中的Cd濃度
3.3.2 土壤中五種不同存在形態(tài)的Cd的濃度
3.3.3 土壤pH值
3.3.4 土壤酶的活性
3.4 討論
第四章 番茄和玉米間作對Cd吸收的影響及原因
4.1 前言
4.2 材料與方法
4.2.1 實驗材料
4.2.2 實驗設計
4.2.3 樣品處理
4.2.3.1 樣品Cd水平、土壤pH值和土壤酶活性的測定
4.2.3.2 土壤微生物DNA的提取
4.2.3.3 16S rRNA基因片段的擴增
4.2.3.4 DGGE分析微生物種群
4.3 結果與分析
4.3.1 作物和土壤中的Cd濃度
4.3.2 土壤pH值和土壤酶活性
4.3.3 DGGE條帶測序結果
4.4 討論
第五章 大田不同種植模式下作物吸收重金屬的特性
5.1 前言
5.2 材料與方法
5.2.1 實驗選地
5.2.2 實驗材料
5.2.3 實驗設計
5.2.4 樣品處理
5.2.5 數(shù)據(jù)分析
5.3 結果與分析
5.3.1 植物不同組織對重金屬的積累能力
5.3.2 不同重金屬在植物各部分的富集系數(shù)
5.3.3 不同種植方式下植物不同組織對重金屬的積累能力
5.4 討論
5.4.1 不同植物種類對重金屬的吸收能力差異顯著
5.4.2 植物對不同重金屬的吸收能力差異顯著
5.4.3 不同種植方式下植物對重金屬的修復效率差異顯著
5.4.4 重金屬污染土壤的植物修復效果
第六章 結論與展望
參考文獻
簡歷
【參考文獻】:
期刊論文
[1]重金屬對鹽生草光合生理生長特性的影響[J]. 魯艷,李新榮,何明珠,蘇延桂,曾凡江. 西北植物學報. 2011(02)
[2]香蕉間作模式和香蕉莖稈堆漚還田對土壤酶活性的影響[J]. 匡石滋,田世堯,李春雨,易干軍,彭群. 中國生態(tài)農業(yè)學報. 2010(03)
[3]不同作物間作對黃瓜病害及土壤微生物群落多樣性的影響[J]. 吳鳳芝,周新剛. 土壤學報. 2009(05)
[4]馬唐與玉米間作對鎘的富集效果研究初探[J]. 劉海軍,陳源泉,隋鵬,高旺盛,姜莉,汪洪焦,張敏. 中國農學通報. 2009(15)
[5]重金屬污染下土壤酶活性的研究進展[J]. 陳娟,何云曉,冉瓊. 安徽農業(yè)科學. 2009(21)
[6]印度芥菜-苜蓿間作對鎘脅迫的生態(tài)響應[J]. 李新博,謝建治,李博文,王偉. 應用生態(tài)學報. 2009(07)
[7]不同品種小白菜對鎘的吸收積累差異[J]. 陳瑛,李廷強,楊肖娥,金葉飛. 應用生態(tài)學報. 2009(03)
[8]超富集植物對重金屬耐受和富集機制的研究進展[J]. 閆研,李建平,趙志國,林慶宇. 廣西植物. 2008(04)
[9]茶樹與大豆間作效應分析[J]. 黎健龍,涂攀峰,陳娜,唐勁馳,王秀榮,年海,廖紅,嚴小龍. 中國農業(yè)科學. 2008(07)
[10]某電子廢棄物拆卸區(qū)土壤、水和農作物中砷含量狀況研究[J]. 姚春霞,尹雪斌,宋靜,李晨曦,錢薇,趙其國,駱永明. 環(huán)境科學. 2008(06)
本文編號:3081771
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