不同形態(tài)鎳化合物對玉米幼苗毒性及鎳富集影響研究
發(fā)布時間:2018-05-27 06:11
本文選題:鎳化合物 + 鎳螯合物。 參考:《中國農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文
【摘要】:鎳在工業(yè)上的用途很廣泛,主要用于不銹鋼制造、電鍍及電池生產(chǎn)。隨著工業(yè)的日益發(fā)展,鎳污染的問題越來越嚴重。鎳是植物必需的微量元素之一,但土壤中過量的鎳也會對植物的生長發(fā)育產(chǎn)生毒害。在土壤生態(tài)毒理研究中,毒性金屬一般選擇溶解度相對較高的無機化合物或有機化合物,如硝酸鹽、氯化物、醋酸鹽或硫酸鹽。然而,近年有研究指出,相同金屬的不同化合物在陽離子濃度相同時對植物和土壤生物也會表現(xiàn)出不同的毒性。因此,本研究的目的是通過盆栽實驗,比較不同鎳化合物對植物生長及鎳攝入的影響,為土壤生態(tài)毒理研究中評估相同金屬不同化合物的毒性差異提供理論依據(jù)。本研究選擇玉米作為供試植物,在溫室內(nèi)進行盆栽實驗,通過土壤中人為添加無機態(tài)鎳化合物(氯化鎳、硫酸鎳)、有機態(tài)鎳化合物(醋酸鎳)和兩種螯合態(tài)鎳化合物(檸檬酸鎳和乙二胺四乙酸鎳(Ni(Ⅱ)-EDTA))進行了針對玉米幼苗的毒性比較研究。比較不同形態(tài)鎳化合物對植物(玉米)生長的影響,鎳在植物體內(nèi)的富集和毒性,以及鎳污染對植物生理生化指標的影響。為比較這五種不同形態(tài)鎳化合物/鎳螯合物相同濃度下的毒性,選擇Ni濃度為560mg/kg和1000mg/kg分別進行了實驗;并進行NiCl2·6H2O, NiSO4·6H2O和Ni(Ⅱ)-EDTA不同濃度下的劑量-效應(yīng)實驗。在出苗后第28天,測定了植物的各項生理生化指標和土壤性質(zhì)。研究結(jié)果表明,添加到土壤中的鎳由于陰離子不同其毒性有顯著差異,其對玉米幼苗的毒性順序是:硫酸鎳醋酸鎳檸檬酸鎳氯化鎳EDTA鎳。以玉米植株高度為例,其50%抑制的有效濃度(EC50)硫酸鎳是3148mg/kg,氯化鎳是1315 mg/kg, EDTA鎳是89 mg/kg。五種鎳化合物在玉米幼苗根、莖、葉中的富集順序是:Ni(Ⅱ)-EDTA NiSO4≥NiCl2 Ni(Ⅱ)-檸檬酸Ni(CH3COO)2。鎳化合物的毒性依賴于植物對其的吸收能力,EDTA可促進植物對Ni的吸收和轉(zhuǎn)運,從而提高Ni對植物的毒性。鎳在植物體內(nèi)的主要富集在根部,富集濃度遠大于莖或葉部。三個部位的鎳富集程度順序是:根部Ni含量莖的Ni含量≥葉的Ni含量。部分鎳化合物(如氯化鎳)在低濃度時(如0-320 mg/kg)情況下,對玉米的生長具有促進作用。隨著鎳濃度的增加(高于320 mg/kg),逐漸抑制玉米生長,且濃度越高,抑制作用越強。高濃度情況下(1000mg/kg及以上)鎳污染土壤中玉米幼苗的生長與發(fā)育受到明顯的抑制,出現(xiàn)植株矮化,植物葉片失綠、卷葉、燒尖或斑點病變等癥狀。不同濃度的Ni (NiCl2)處理下,低Ni濃度(0-180mg/kg)時,刺激葉片糖和淀粉的生成,葉片中可溶性糖、淀粉含量提高。高濃度Ni顯著降低了玉米葉片中可溶性糖含量。當Ni (NiCl2)濃度高于180mg/kg時,葉片中的可溶性糖含量隨著Ni (NiCl2)濃度的升高而降低。鎳污染會降低植物葉片中可溶性糖含量,對葉片中蔗糖和淀粉含量影響不明顯。
[Abstract]:Nickel is widely used in industry, mainly used in stainless steel manufacturing, electroplating and battery production. With the development of industry, the problem of nickel pollution is becoming more and more serious. Nickel is one of the essential trace elements in plants, but excessive nickel in soil can also poison the growth and development of plants. In soil ecotoxicological studies, toxic metals generally choose inorganic or organic compounds with relatively high solubility, such as nitrate, chloride, acetate or sulfate. However, recent studies have shown that different compounds of the same metal exhibit different toxicity to plant and soil organisms at the same cationic concentration. Therefore, the purpose of this study is to compare the effects of different nickel compounds on plant growth and nickel intake through pot experiments, and to provide a theoretical basis for evaluating the toxicity differences of the same metals and different compounds in soil ecotoxicology. In this study, maize was selected as the tested plant, and pot experiment was carried out in greenhouse. The inorganic nickel compounds (nickel chloride, nickel chloride) were artificially added to the soil. The toxicity of nickel sulfate, organic nickel (nickel acetate) and two kinds of chelate nickel compounds (nickel citrate and Ni (鈪,
本文編號:1940774
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