發(fā)布時(shí)間：2017-09-23 12:19

  本文關(guān)鍵詞：土壤鎘污染對小麥植物絡(luò)合素合成的影響

  更多相關(guān)文章： 農(nóng)田土壤 鎘污染 植物絡(luò)合素 土壤理化性質(zhì)

【摘要】：自上個世紀(jì)中葉以來,我國工農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展,工廠排污、過度采礦、污水灌溉等一系列行為造成了大量污染物進(jìn)入環(huán)境,而土壤因其疏松多孔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),長時(shí)間以來吸納、積累了大量污染物,導(dǎo)致土壤質(zhì)量急劇惡化。在土壤的各類污染源中,重金屬由于其多源性、累積性、隱蔽性等特點(diǎn),已經(jīng)成為人類目前面臨的而且亟待解決的一個嚴(yán)重的環(huán)境問題。土壤重金屬污染持續(xù)時(shí)間長,污染物又不易被降解或從土壤中徹底分離,而隨著植物根系對土壤重金屬的吸收,重金屬進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈中傳遞和富集,最終危害人類健康。所以土壤重金屬污染已經(jīng)不再是一項(xiàng)單純的環(huán)境污染問題,而是關(guān)乎人類身體健康與未來發(fā)展的一項(xiàng)大事。本研究選擇在我國18種典型農(nóng)田土壤的背景下,研究低濃度、長時(shí)間土壤重金屬鎘污染下小麥多個生理時(shí)期內(nèi)小麥葉片中非蛋白巰基(TNP)、谷胱甘肽(GSH)、植物絡(luò)合素(PCs)合成的規(guī)律,并探究了較長時(shí)間范圍內(nèi)土壤鎘污染下小麥葉片中植物絡(luò)合素(PCs)合成量的變化規(guī)律,最后對不同土壤理化性質(zhì)與重金屬鎘污染下小麥不同生長時(shí)期葉片中植物絡(luò)合素(PCs)合成量間的關(guān)系進(jìn)行探索,得出以下主要結(jié)論:1長時(shí)間、低濃度土壤重金屬鎘污染下小麥葉片中非蛋白質(zhì)類巰基化合物的合成情況(1)試驗(yàn)設(shè)定范圍內(nèi),隨著土壤中重金屬鎘(Cd)的濃度的增加,小麥分蘗期葉片中非蛋白巰基(TNP)的含量顯著增加(P0.05)。即使重金屬鎘(Cd)未對小麥植物生物量造成顯著的毒害時(shí),小麥葉片中的非蛋白巰基(TNP)對土壤中重金屬鎘(Cd)的含量反應(yīng)依舊敏感,兩者間表現(xiàn)出了一定的正相關(guān)性。(2)隨著土壤中重金屬鎘(Cd)的濃度的增加,小麥分蘗期葉片中谷胱甘肽(GSH)的含量顯著減少(P0.05)。小麥葉片中谷胱甘肽(GSH)的合成雖然對土壤中重金屬鎘(Cd)含量的變化有一定反應(yīng),但變化幅度不大、反應(yīng)規(guī)律不明顯,因此很難通過檢測小麥葉片中谷胱甘肽(GSH)的含量對土壤中重金屬鎘(Cd)的污染情況進(jìn)行判斷。(3)隨著土壤中重金屬鎘(Cd)濃度的增加,小麥分蘗期葉片中植物絡(luò)合素(PCs)的含量顯著增加(P0.05),且在不同地帶性土壤中增加規(guī)律表現(xiàn)穩(wěn)定,隨Cd濃度變化規(guī)律優(yōu)于非蛋白巰基(TNP)與谷胱甘肽(GSH)。這表明即使重金屬鎘(Cd)未對小麥植物生物量造成顯著的毒害時(shí),小麥葉片中的植物絡(luò)合素(PCs)對土壤中重金屬鎘(Cd)的含量反應(yīng)更加敏感,兩者濃度間表現(xiàn)出了一定的劑量-效應(yīng)關(guān)系,在細(xì)胞層面上證明了一定條件下可通過檢測小麥葉片中的植物絡(luò)合素(PCs)含量來評價(jià)或預(yù)測農(nóng)田土壤中重金屬鎘(Cd)的污染情況。(4)小麥分蘗期內(nèi)葉片中植物絡(luò)合素占非蛋白巰基的比例(PCs/TNP)隨重金屬鎘(Cd)的施入有著顯著的增加(P0.05),達(dá)到80%左右,與國內(nèi)外相關(guān)研究結(jié)果相似,這一變化規(guī)律在全部供試土壤種類中均表現(xiàn)明顯。這同樣表明了面對土壤中重金屬鎘(Cd)含量增加時(shí),植物絡(luò)合素(PCs)合成量的大量增加,進(jìn)一步證明了植物PCs含量與土壤中Cd污染濃度間的劑量-效應(yīng)關(guān)系,進(jìn)一步表明了植物絡(luò)合素(PCs)是一種敏感的土壤重金屬鎘(Cd)污染的生物指示劑。2土壤鎘污染下小麥不同生理時(shí)期葉片中植物絡(luò)合素含量的變化規(guī)律(1)在低濃度、長時(shí)間的土壤鎘暴露下,小麥葉片中植物絡(luò)合素(PCs)的合成量在分蘗期形成了一個巨大的峰值,隨生長周期的變化,小麥葉片中植物絡(luò)合素(PCs)合成量的變化規(guī)律呈現(xiàn)“倒V字”型。(2)植物絡(luò)合素(PCs)合成量在小麥分蘗期形成的峰值與該時(shí)期小麥生長速率達(dá)到小麥全生長周期的峰值在時(shí)間與變化規(guī)律上高度吻合,這進(jìn)一步證明了植物絡(luò)合素(PCs)是一種敏感的土壤重金屬鎘污染生物指示指標(biāo)。3土壤理化性質(zhì)與小麥植物絡(luò)合素合成量的關(guān)系(1)在試驗(yàn)設(shè)定的范圍內(nèi),pH≤7.5的土壤種類中,土壤有效態(tài)磷(AV.P)與小麥植物絡(luò)合素(PCs)合成量之間呈現(xiàn)極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,隨著土壤中有效態(tài)磷素的增加,小麥植物絡(luò)合素的合成量顯著降低。預(yù)測在這一大類土壤(pH≤7.5)中有效態(tài)磷的提高能夠在一定程度內(nèi)減弱重金屬鎘對小麥的生物毒性。(2)在試驗(yàn)設(shè)定的范圍內(nèi),pH≤7.5的土壤種類中,土壤陽離子交換量(CEC)與小麥植物絡(luò)合素(PCs)合成量之間呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,表明隨著土壤中陽離子交換量的升高,小麥植物絡(luò)合素的合成量顯著降低。推測在這一大類土壤(pH≤7.5)中提高土壤陽離子交換量在一定程度內(nèi)可以減輕重金屬鎘對小麥的生物毒性。(3)在試驗(yàn)設(shè)定的范圍內(nèi),pH≤7.5的土壤種類中,土壤游離氧化鐵(Free ir.oxide)與小麥植物絡(luò)合素(PCs)合成量之間呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系,表明隨著土壤中游離氧化鐵含量的升高,小麥植物絡(luò)合素的合成量顯著增加。猜想植物絡(luò)合素(PCs)可能參與到了維持小麥體內(nèi)游離鐵離子動態(tài)平衡的過程中。(4)在多變且復(fù)雜的土壤理化性質(zhì)介質(zhì)下,證明了植物絡(luò)合素(PCs)對土壤重金屬鎘濃度的敏感反映,進(jìn)一步說明了植物絡(luò)合素(PCs)在預(yù)測土壤重金屬鎘污染趨勢中的作用。
【關(guān)鍵詞】：農(nóng)田土壤 鎘污染 植物絡(luò)合素 土壤理化性質(zhì)
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X53
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-23
• 1.1 研究背景和意義12-13
• 1.2 植物絡(luò)合素（PCS）以及其在重金屬抗性中的功能13-16
• 1.2.1 植物絡(luò)合素（PCs）的結(jié)構(gòu)13-14
• 1.2.2 植物絡(luò)合素（PCs）的合成14-15
• 1.2.3 植物絡(luò)合素酶（phytochelatin synthase，， PCS）15
• 1.2.4 植物絡(luò)合素（PCs）在植物重金屬抗性中的功能15-16
• 1.3 鎘脅迫下植物絡(luò)合素合成及土壤理化性質(zhì)對其影響的研究概況16-23
• 1.3.1 重金屬脅迫下植物絡(luò)合素合成的研究方法17-19
• 1.3.2 重金屬脅迫下植物絡(luò)合素合成的研究內(nèi)容19-21
• 1.3.3 重金屬脅迫下植物絡(luò)合素合成的影響因素21-23
• 第二章 研究內(nèi)容及方法23-32
• 2.1 研究內(nèi)容23
• 2.2 研究方法及技術(shù)路線23-24
• 2.3 試驗(yàn)材料與方法24-32
• 2.3.1 供試土壤24-30
• 2.3.2 供試小麥30
• 2.3.3 主要實(shí)驗(yàn)儀器30
• 2.3.4 實(shí)驗(yàn)處理30-31
• 2.3.5 植物樣品的測定31
• 2.3.6 數(shù)據(jù)分析31-32
• 第三章 不同土壤鎘濃度對小麥葉片中植物絡(luò)合素合成的影響32-43
• 3.1 引言32-33
• 3.2 結(jié)果與討論33-41
• 3.2.1 小麥分蘗期葉片中非蛋白巰基、谷胱甘肽、植物絡(luò)合素對重金屬鎘的響應(yīng)33-38
• 3.2.2 重金屬鎘作用下小麥分蘗期葉片中植物絡(luò)合素在非蛋白巰基中的分布比例38-41
• 3.3 小結(jié)41-43
• 第四章 長時(shí)間土壤鎘污染下小麥植物絡(luò)合素含量的變化規(guī)律43-48
• 4.1 引言43
• 4.2 結(jié)果與討論43-47
• 4.3 小結(jié)47-48
• 第五章 土壤理化性質(zhì)與小麥植物絡(luò)合素合成量的關(guān)系48-55
• 5.1 引言48
• 5.2 結(jié)果與討論48-54
• 5.2.1 小麥幼苗期土壤理化性質(zhì)與葉片中植物絡(luò)合素合成量的關(guān)系49-51
• 5.2.2 小麥分蘗期土壤理化性質(zhì)與葉片中植物絡(luò)合素合成量的關(guān)系51-53
• 5.2.3 關(guān)于土壤理化性質(zhì)與小麥葉片中植物絡(luò)合素合成量關(guān)系的討論53-54
• 5.3 小結(jié)54-55
• 第六章 結(jié)論與展望55-58
• 6.1 主要結(jié)論55-56
• 6.1.1 長時(shí)間、低濃度土壤重金屬鎘污染下小麥葉片中非蛋白質(zhì)類巰基化合物的合成55
• 6.1.2 長時(shí)間土壤鎘污染下小麥葉片中植物絡(luò)合素含量的變化規(guī)律55-56
• 6.1.3 酸性土壤條件下土壤理化性質(zhì)與小麥植物絡(luò)合素合成量的關(guān)系56
• 6.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)56
• 6.3 不足之處56-57
• 6.4 展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-63
• 致謝63-64
• 作者簡介64

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王海燕,吳曉芙,胡曰利;土壤鎘活度模型與控制相研究[J];中南林學(xué)院學(xué)報(bào);2000年02期

2 劉翠華,依艷麗,張大庚,朱洪國,楊宇;葫蘆島鋅廠周圍土壤鎘污染現(xiàn)狀研究[J];土壤通報(bào);2003年04期

3 劉國勝,童潛明,何長順,樊睿;土壤鎘污染調(diào)查研究[J];四川環(huán)境;2004年05期

4 張智杰;陳然;;土壤鎘污染及修復(fù)技術(shù)[J];牡丹江師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年03期

5 劉育紅;;土壤鎘污染的產(chǎn)生及治理方法[J];青海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年02期

6 崔力拓;耿世剛;李志偉;;我國農(nóng)田土壤鎘污染現(xiàn)狀及防治對策[J];現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技;2006年11期

7 黃進(jìn);;環(huán)境因素對土壤鎘溶出和遷移的影響[J];化工之友;2006年12期

8 張會民;呂家瓏;徐明崗;劉紅霞;宮春艷;;土壤鎘吸附的研究進(jìn)展[J];中國土壤與肥料;2006年06期

9 王凱榮;張格麗;;農(nóng)田土壤鎘污染及其治理研究進(jìn)展[J];作物研究;2006年04期

10 李森;亢秀平;邢國明;;影響植物吸收鎘的因素[J];北方園藝;2007年07期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉展華;唐振柱;李裕生;黎勇;黃江平;農(nóng)惠婷;黎智;黃柯;;礦區(qū)周邊農(nóng)村水與土壤鎘分布調(diào)查[A];2009重金屬污染監(jiān)測、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)及修復(fù)技術(shù)高級研討會論文集[C];2009年

2 曹仁林;賈曉葵;;不同地區(qū)土壤鎘污染對農(nóng)產(chǎn)品影響的比較研究[A];首屆全國農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2005年

3 許詠梅;馬興旺;陳署晃;何生麗;郭海峰;李毳;嚴(yán)莉;李平;蔣文;楊紅麗;;烏魯木齊蔬菜主產(chǎn)區(qū)土壤鎘污染評價(jià)及空間變異分析[A];第二屆重金屬污染監(jiān)測風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)及修復(fù)技術(shù)高級研討會論文集[C];2008年

4 胡紅青;高彥征;汪文芳;;土壤鎘、鉛污染對小白菜的生物效應(yīng)研究[A];青年學(xué)者論土壤與植物營養(yǎng)科學(xué)——第七屆全國青年土壤暨第二屆全國青年植物營養(yǎng)科學(xué)工作者學(xué)術(shù)討論會論文集[C];2000年

5 吉衛(wèi)星;王祖?zhèn)?;堿性土壤鹽化過程中陽離子對土壤中鎘形態(tài)分布影響[A];十一五農(nóng)業(yè)環(huán)境研究回顧與展望——第四屆全國農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2011年

6 韓光亮;席景磚;李翠梅;王守英;張苗;蔣志剛;;河南某市北郊污水灌溉農(nóng)田土壤鎘污染狀況及評價(jià)[A];中國毒理學(xué)會環(huán)境與生態(tài)毒理學(xué)專業(yè)委員會第二屆學(xué)術(shù)研討會暨中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)與基準(zhǔn)專業(yè)委員會2011年學(xué)術(shù)研討會會議論文集[C];2011年

7 童潛明;;洞庭湖區(qū)土壤、稻米的鎘問題及其治理[A];2012洞庭湖發(fā)展論壇文集[C];2012年

8 欒云霞;王北洪;陸安祥;馬智宏;潘立剛;;十字花科蔬菜對土壤中鎘的吸收積累特性研究[A];十一五農(nóng)業(yè)環(huán)境研究回顧與展望——第四屆全國農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2011年

9 程金金;宋靜;;利用微生物活性和酶活性評價(jià)土壤鎘污染[A];面向未來的土壤科學(xué)（中冊）——中國土壤學(xué)會第十二次全國會員代表大會暨第九屆海峽兩岸土壤肥料學(xué)術(shù)交流研討會論文集[C];2012年

10 梁學(xué)峰;徐應(yīng)明;王林;孫約兵;林大松;;粘土及復(fù)配材料原位修復(fù)土壤鎘鉛污染研究[A];面向未來的土壤科學(xué)（下冊）——中國土壤學(xué)會第十二次全國會員代表大會暨第九屆海峽兩岸土壤肥料學(xué)術(shù)交流研討會論文集[C];2012年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 王東揚(yáng);誰是土壤鎘凈化的王牌？[N];中國環(huán)境報(bào);2011年

2 主持人 劉斐;“土壤醫(yī)生”治土有方[N];中國國土資源報(bào);2014年

3 廖啟林　華明;蘇錫常土壤重金屬含量逐年增加[N];中國國土資源報(bào);2013年

4 廣東省生態(tài)環(huán)境與土壤研究所研究員 陳能場;科學(xué)判斷土壤超標(biāo)率的前提是標(biāo)準(zhǔn)合理[N];東方早報(bào);2014年

5 記者 林春挺　實(shí)習(xí)生 王滋;專家：須重視磷肥加劇土壤鎘污染趨勢[N];第一財(cái)經(jīng)日報(bào);2013年

6 本報(bào)記者 水華 見習(xí)記者 王明飛;科學(xué)監(jiān)測奠定農(nóng)業(yè)生態(tài)管理基礎(chǔ)[N];中國環(huán)境報(bào);2004年

7 中化化肥公司高級顧問 張宏彥博士 張福鎖教授;作物品質(zhì)差不是化肥造成的[N];農(nóng)資導(dǎo)報(bào);2004年

8 本報(bào)記者 田雪蓮 于德福 陳蓉;探秘地球“元素基因”[N];地質(zhì)勘查導(dǎo)報(bào);2007年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 于yN飛;土壤鎘污染及農(nóng)藝調(diào)控對蘋果樹體鎘積累影響的研究[D];河北農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

2 王艮梅;農(nóng)田土壤中水溶性有機(jī)物的動態(tài)及其對重金屬銅、鎘環(huán)境行為的影響[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2004年

3 宋正國;共存陽離子對土壤鎘有效性影響及其機(jī)制[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2006年

4 王展;凍融對土壤鎘吸附解吸特性影響機(jī)理的研究[D];沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

5 徐祥英;土壤—植物系統(tǒng)中鎘磷交互作用研究[D];西南農(nóng)業(yè)大學(xué);2001年

6 吳志超;高低鎘積累油菜品種篩選及其生化機(jī)制研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 潘楊;土壤鎘污染與稻米鎘富集關(guān)聯(lián)性研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2015年

2 李佳;硫化亞鐵納米粒子對土壤和地下水中鎘的修復(fù)研究[D];太原科技大學(xué);2015年

3 馬凱強(qiáng);模擬酸雨對羥基磷灰石穩(wěn)定化土壤鎘/磷遷移及有效性的影響[D];安徽理工大學(xué);2016年

4 陳玉梅;重金屬低積累蔬菜種類篩選及鹽脅迫下蔬菜對土壤重金屬累積研究[D];杭州師范大學(xué);2016年

5 劉衡;土壤鎘污染對小麥植物絡(luò)合素合成的影響[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2016年

6 李艷梅;土壤鎘污染下小白菜對氮肥的生物學(xué)反應(yīng)[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2008年

7 尼中偉;不同季節(jié)鎘污染土壤鎘運(yùn)移規(guī)律的研究[D];大連交通大學(xué);2009年

8 袁智;土壤鎘的形態(tài)分析及對蔬菜的影響研究[D];重慶大學(xué);2007年

9 杜富芝;城鄉(xiāng)交錯區(qū)土壤鎘污染研究[D];西南大學(xué);2009年

10 吳潤;蘭州市蔬菜基地土壤性質(zhì)對蔬菜富集重金屬的影響[D];蘭州交通大學(xué);2010年

本文編號：905223