腐植酸对铅镉污染土壤中重金属形态及油菜抗氧化酶活性的影响

摘要

本课题以油菜作为研究对象，通过不同含量腐植酸（humic acid，HA）对铅（Lead， Pb）镉（Cadmium，Cd）污染土壤重金属形态的变化，及腐植酸对铅镉污染下油菜体内抗氧化酶活性及其品质、抗逆性的研究，探讨了腐植酸对铅镉复合污染修复的作用，为研究土壤重金属污染治理提供理论依据。
　　主要研究结果有：
　　1.腐植酸对铅镉污染土壤中铅镉形态的影响
　　与空白组（CK：Pb0+Cd0+HA0）相比，施加铅镉明显使得土壤中可交换态、碳酸盐态、铁锰结合态、有机态、残渣态铅镉升高。随着腐植酸添加量20、30、40、50 g·kg-1依次增加，土壤中可交换态、碳酸盐态铅镉逐渐降低且明显低于对照组（T1：Pb500+Cd60+HA0），当HA添加量为50 g·kg-1时分别降低了54.6％、43.0%和38.7%、22.2%；而土壤中铁锰结合态、有机态、残渣态铅镉逐渐升高且明显高于对照组，当HA添加量为50 g·kg-1时分别升高了103.4%、56.8%、73.8%和67.5%、84.2%、240.5%。因此，在铅镉污染土壤中添加腐植酸可有效地降低重金属的可移动性，从而降低了土壤中铅镉的生物毒性。当腐植酸添加量为50 g·kg-1(T5：Pb500+Cd60+HA50)时，效果最好。
　　与空白组相比，施加铅镉明显使得土壤有效态铅镉升高。随着腐植酸添加量20、30、40、50 g·kg-1依次增加，土壤中有效态铅镉含量逐渐降低且明显低于对照组,当腐植酸添加量为50 g·kg-1时分别降低了24.4%和44.7%，说明添加腐植酸明显降低土壤中铅镉的有效性。
　　2.腐植酸使铅镉污染土壤中油菜生物量增加
　　铅镉污染降低了油菜的地上部和地下部的生物量，说明铅镉污染能显著降低油菜的产量。而添加20、30、40、50 g·kg-1腐植酸之后，与对照组相比，油菜生物量明显升高，地上部和地下部分别升高了33.2%、42.8%、51.2%、59.6%和35.5%、46.1%、56.6%、65.8%。说明随着腐植酸添加量的增加，油菜生物量增加。
　　3.腐植酸使铅镉污染土壤中油菜体内铅镉含量降低
　　与空白组相比，增加土壤中铅镉含量，明显增加了油菜体内重金属含量。与对照组相比，依次添加20、30、40、50 g·kg-1腐植酸油菜体内铅镉逐渐降低，当腐植酸施加量为50 g·kg-1时，油菜地上部铅和地下部铅分别降低了24.1%和17.8%；地上部镉和地下部镉分别降低了21.0%和7.1%。因此腐植酸通过降低油菜对Pb、Cd的吸收及其在油菜中富集作用，有效地减少土壤中铅镉污染对油菜的毒害作用，从而为复合污染毒害的油菜的区域增施腐植酸肥提供理论依据。
　　4.腐植酸使铅镉污染土壤中油菜抗逆性增强
　　铅镉污染可以是油菜内游离脯氨酸含量明显增加，而随着腐植酸添加量20、30、40、50 g·kg-1依次增加，油菜体内游离脯氨酸明显低于对照组，与对照组相比，分别降低了20.3%、33.3%、38.9%、43.5%。因此，施加腐植酸有利于降低油菜体内游离脯氨酸含量，即提高油菜的抗逆性。
　　在铅镉污染的土壤上，油菜体内的过氧化物酶（Peroxidase, POD）、超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）、过氧化氢酶（Catalase, CAT）酶活性降低，但在铅镉污染土壤中分别添加20、30、40、50 g·kg-1的腐植酸，油菜体内 POD、SO D、CAT含量逐渐升高。当腐植酸施加量为50 g·kg-1时，与对照相比，其中POD、S OD、CAT分别升高了68.9%、104.7%和47.2%。说明腐植酸明显缓解了铅镉污染对油菜三种酶活性的抑制作用。此外，油菜体内丙二醛（Malondialdehyde, MDA）、超氧阴离子自由基（Superoxide Aion Radica，O2??）含量明显升高，说明铅镉破坏了油菜体内活性氧清除系统的稳定，致使膜脂过氧化加剧,细胞质膜损伤。随着腐植酸添加量20、30、40、50 g·kg-1的依次增加MDA、O2??含量不断降低。当腐植酸施加量为50 g·kg-1时，与对照相比，分别降低了45.2%和49.4%。说明腐植酸明显缓解了 Pb、Cd污染对油菜膜脂过氧化程度。
　　铅镉还可使油菜硝态氮含量升高，说明铅镉促进了硝态氮产生，进而促进了亚硝态氮的产生，降低油菜的品质。随着腐植酸添加量20、30、40、50 g·kg-1的依次增加硝态氮含量不断降低，分别降低了15.1%、28.8%、41.0%、46.5%。
　　因此，腐植酸不仅可以降低油菜硝态氮含量提高其品质，而且还可以提高POD、SOD、CAT酶活性，降低 MDA、O2??含量，促使抗氧化系统恢复平衡、缓解膜脂过氧化。所以，腐植酸对铅镉胁迫下油菜的生理特性有一定的缓解作用，可以增强油菜对铅镉毒害的抗逆性。

目录

声明

符号说明

1.前 言

1.1土壤重金属复合污染研究进展

1.2腐植酸概况

1.3 腐植酸对重金属污染土壤的修复

1.4本课题的目的及意义

1.5本课题的研究内容

2. 材料与方法

2.1供试材料

2.2实验方案

2.3数据统计与分析

2.4技术路线

3. 结果与分析

3.1 腐植酸对土壤中铅镉形态的影响

3.2腐植酸对有效态铅镉含量的影响

3.3腐植酸对铅镉污染中油菜生物量的影响

3.4腐植酸对油菜铅镉含量的影响

3.5腐植酸对油菜体内脯氨酸的影响

3.6腐植酸对油菜体内酶活性的影响

3.7腐植酸对油菜体内丙二醛和超氧阴离子自由基的产生速率的影响

3.8腐植酸对油菜体内硝态氮含量的影响

4.结 论

5. 本研究创新之处

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表文章情况