不同农艺措施对小麦镉、铅、铬毒害缓解效应的研究

摘要

随着社会经济的发展，农业环境污染的加重，小麦重金属污染控制问题显得越来越重要。本研究选用冬小麦品种矮抗58作为试验材料，采用室内盆栽、网室盆栽及大区对比相结合的试验方法，系统开展了七种农艺措施对Cd、Pb、Cr污染小麦幼苗生长生理、成熟期产量性状及籽粒重金属含量等影响的研究，深入探讨了不同措施对重金属毒害缓解效应的机制，并进一步进行了大区示范和复合修复措施的研究。得出如下结论： 1、Cd污染对小麦幼苗的生长的影响表现为低促高抑的作用，Pb、Cr污染均抑制小麦生长，幼苗芽长、根长、芽重、根重、根系活力、叶绿素含量等均随着污染程度的增加而降低，叶片MDA含量、POD和SOD同工酶活力等均随着污染程度的增加而增加。Cd、Pb、Cr污染对小麦根的抑制大于对芽的抑制。 2、综合网室和室内盆栽试验，轻度Cd污染小麦农田(0.6 mg/kg)，可以采取增施鸡粪、玉米秸秆以及添加粉煤灰和碳酸钙，几种措施对籽粒Cd含量的降低效果依次为鸡粪>玉米秸秆>粉煤灰>碳酸钙。具体来说，施加2.0 g/kg鸡粪、3.0 g/kg～4.0 g/kg玉米秸秆、50 g/kg～10.g/kg粉煤灰及1.0 g/kg碳酸钙较为适宜；中度Cd污染土壤(30 mg/kg)，可以采取增施鸡粪、玉米秸秆及添加磷肥和粉煤灰，具体来说，施加2.0 g/kg～3.0 g/kg鸡粪、4.0 g/kg～6.0 g/kg玉米秸秆、0.5 g/kg磷肥以及10.g/kg粉煤灰均能有效缓解中度Cd污染土壤上小麦Cd毒害。 3、对于轻度Pb污染土壤(350 mg/kg)，各种措施均有效降低了籽粒Pb含量，其中玉米秸秆、粉煤灰以及氮肥的效果最好。综合比较七种措施，3.0 g/kg～6.0 g/kg玉米秸秆、50 g/kg粉煤灰以及0.2 g/kg～0.5 g/kg氮肥能有效缓解轻度Pb污染对小麦的毒害；在中度Pb污染土壤上(60.mg/kg)，以鸡粪、玉米秸秆和粉煤灰的修复效果较好，具体来说，添加2.0～3.0g/kg鸡粪、3.0～4.0g/kg玉米秸秆以及50 g/kg～10.g/kg粉煤灰均可有效缓解小麦Pb毒害。 4、对于轻度Cr污染小麦农田(250 mg/kg)，除了钾肥外，其他几种措施均有效降低了籽粒Cr含量，综合苗期生理、籽粒Cr含量及成熟期产量性状等，施加2.0 g/kg鸡粪、0.5 g/kg碳酸钙以及3.0～6.0 g/kg玉米秸秆对轻度Cr毒害的缓解效果较好；对于中度Cr污染小麦农田(40.mg.kg)，施加3.0 g/kg鸡粪、1.0 g/kg碳酸钙、10.g/kg粉煤灰以及6.0 g/kg～8.0 g/kg玉米秸秆均可有效缓解小麦Cr毒害。 5、大区对比试验研究表明：三种措施均降低了籽粒六种重金属的总含量，其效果大小顺序依次为鸡粪>玉米秸秆>粉煤灰，分别比对照降低了22.08％、21.03％和18.74％，达到了显著或者极显著水平。其中，鸡粪对籽粒As、Cu、Pb、Zn的降低效果较好；玉米秸秆对籽粒Cr、Cu、Pb、Zn的降低效果较好；粉煤灰对籽粒As、Cd、Pb、Zn的降低效果较好。考种指标表明，三种处理均在一定程度上促进了小麦产量的增加，以鸡粪和玉米秸秆的促进效果最佳。 6、对Cd、Pb、Cr污染的复合措施研究结果表明：对于Cd污染(20 mg/kg)，得出的最优处理组合为AlBlC2，即当鸡粪取3.0 g/kg、粉煤灰取50 g/kg、玉米秸秆取6.0 g/kg时效果最好：对于Pb污染(50.mg/kg)，得出的最优处理组合为A2B1C2，即当鸡粪取5.0 g/kg、粉煤灰取50 g/kg、玉米秸秆取6.0 g/kg时效果最好；对于Cr污染(30.mg/kg)，得出的最优处理组合为A1B1C2，即当粉煤灰取50 g/kg、碳酸钙取1.0 g/kg、玉米秸秆取6.0 g/kg时效果最好。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略语表

声明

1前言

1.1土壤重金属污染的现状、来源

1.1.1土壤重金属污染的现状

1.1.2土壤重金属污染的来源

1.2土壤重金属污染的调控与治理

1.2.1土壤重金属污染源的控制

1.2.2土壤重金属污染的调控治理措施

1.2.3土壤重金属污染的工程治理措施

1.2.4土壤重金属污染的生物修复

1.2.5土壤重金属污染的农业生态治理措施

1.2.6土壤重金属污染的组合修复技术

1.3本研究的目的和意义

2材料与方法

2.1供试材料

2.1.1供试土壤

2.1.2供试小麦品种及重金属试剂

2.1.3供试修复剂

2.2测定方法

2.2.1样品重金属全量和籽粒蛋白质含量的测定

2.2.2植株生理生化指标的测定

2.2.3田间调查及考种

2.3试验设计

2.3.1室内盆栽试验

2.3.2网室盆栽试验

2.3.3大区对比试验

2.4统计分析

3结果与分析

3.1七种农艺措施对小麦Cd、Pb、Cr污染修复效果比较研究

3.1.1对小麦Cd污染修复效果比较研究

3.1.2对小麦Pb污染修复效果比较研究

3.1.3对小麦Cr污染修复效果比较研究

3.2三种农艺措施对轻度污染农田小麦的修复效果研究

3.2.1对不同时期形态指标的影响

3.2.2对不同时期生理生长的影响

3.2.3对成熟期产量性状及重金属含量等的影响

3.3复合农艺修复措施对Cd、Pb、Cr污染小麦产量性状及籽粒金属含量的影响

3.3.1 Cd污染

3.3.2 Pb污染

3.3.3 Cr污染

4讨论与结论

4.1不同农艺措施筛选指标的确定

4.2 Cd、Pb、Cr污染对小麦生长的影响及生理机制

4.3小麦Cd、Pb、cr污染农艺修复措施及机理探讨

4.4本研究的特色与不足

4.5结论

4.5.1小麦Cd胁迫农艺修复措施

4.5.2小麦Pb胁迫农艺修复措施

4.5.3小麦Cr胁迫农艺修复措施

4.5.4不同农艺修复措施小区示范

参考文献

致谢

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