硅抑制小白菜吸收重金属铬的作用机理研究

摘要

目前，土壤重金属Cr污染日趋严重，Cr已经成为土壤和水体重要的污染元素之一，适宜的调控方法是降低土壤重金属含量的有效办法之一。本研究以小白菜为材料，研究硅对Cr胁迫下小白菜生长和生理的影响，探讨硅在重金属Cr与小白菜之间的迁移转化规律，旨在阐明硅抑制重金属Cr对小白菜的毒害作用机理。结果表明：
　　 1.Cr1(Na2Cr2O7，50 mg·kg-1)、Cr2(100 mg·kg-1)和Cr3(200 mg·kg-1)处理下，随着硅浓度的增加，小白菜总鲜重和叶绿素含量均呈先增加后减少的趋势，硅浓度为Si1(Na2SiO3，0.5g·kg-1)时总鲜重和叶绿素含量最大。Si1处理下，随着Cr浓度的增加，小白菜根、茎、叶和总鲜重和叶绿素先增加后减少；Si2(1.0g·kg-1)和Si3(1.5g·kg-1)处理下，随着Cr浓度的增加，根、茎、叶总鲜重和叶绿素浓度逐渐减少。
　　 2.Cr1处理下，随着硅浓度的增加，小白菜根茎叶Cr含量减少，在Si1浓度下，Cr含量减少量最大；Cr2处理下，随着硅浓度的增加，茎叶Cr含量变化不显著，根Cr含量减少，且Si1处理下，茎Cr含量最低，而叶片是在Si3处理下Cr含量最多；Cr3处理下，随着硅浓度的增加，根茎叶Cr含量逐渐减少，且Si3处理下，根茎叶Cr含量最低。在Cr1污染处理下，随着硅浓度的增加，根叶Cr吸收量减少而茎部变化不显著；Cr2和Cr3处理下，随着硅浓度的增加，根茎叶以及总Cr吸收量是减少的。不同Cr处理下，硅对小白菜不同部位Cr吸收的抑制作用不同。
　　 3.在不同Cr水平下，加入的硅90％左右以无效态存在，随着加硅量的增加，小白菜土中的有效硅和土壤pH值是显著增加的，沉淀态Cr增加，降低了重金属Cr在土壤中的生物有效性，而有机结合态和残渣态Cr变化不显著。
　　 4.小白菜不同部位硅累积量分布很不均匀，以叶最多，占总量的68.1％，其次为茎部，占总量的20.0％，根部占11.9％；而小白菜累积Cr量最大是在叶部占总量的51.5％，其次在根部，占26.1％，相对最少在茎部，占22.4％。
　　 5.根据国家农产品无公害蔬菜安全质量要求，农产品中铬含量=0.5mg·kg-1，在不同Cr浓度下，除了根外，小白菜茎叶最大Cr含量都小于0.5 mg·kg-1。回归分析结果表明：地上部Cr浓度极小值时的硅浓度为分别为1.41、1.15、1.23和1.40g·kg-1。Cr吸收量极小值时需硅量为0.53、2.00、1.10、1.33 g·kg-1；相关分析结果表明：随着Cr浓度的增加，生长指标与硅的相关性越来越好，说明在高浓度Cr处理下，硅的浓度与小白菜的生长关系密切。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章、绪论

第一节、重金属铬与硅素营养

第二节、硅减轻重金属毒害研究现状

一、重金属对植物的毒害

二、硅对重金属胁迫下抗氧化酶系统的影响

三、硅抑制作物吸收重金属的研究

四、硅肥对植物抑制吸收重金属的作用机理

五、国内外研究存在问题

第三节、研究目标、内容与技术路线

一、研究目的和意义

二、技术路线

三、研究目标内容

第二章、材料与方法

第一节、试验材料与设计

一、试验材料

二、试验设计

第二节、采样与分析方法

一、采样方法

二、分析方法

第三章、结果与分析

第一节、硅对铬污染小白菜的影响

一、硅对无铬胁迫小白菜的影响

二、硅缓解小白菜铬胁迫的作用

三、硅缓解小白菜铬胁迫的生理机理

四、硅缓解小白菜铬胁迫的土壤化学机理

第二节、施硅对小白菜硅和铬的吸收、累积、迁移的影响

一、铬污染条件下施硅对小白菜硅和铬累积量的影响

二．铬污染条件下施硅对小白菜硅和铬迁移量的影响

三．铬污染条件下施硅对小白菜不同部位铬富集系数的影响

第三节、风险评价与施硅量探讨

一、小白菜与铬污染水平风险评价

二、铬污染水平下适量施硅量探讨

第四章、结论

参考文献

附录

已发表和待发表文章

致谢