菠菜镉积累及生理效应研究

摘要

镉(Cd)是环境中迁移性和毒性最强的重金属元素之一。菠菜对Cd有较强的吸收能力，且是人们喜食的绿叶蔬菜之一。随农田污染日益严重，菠菜生长易受Cd污染危害。因此，研究降低菠菜吸收积累Cd的方法亟待进行。本论文利用盆栽试验，较为系统的研究了Cd影响菠菜生长及其Cd积累的生理机制，并探索了某些外源物质如硅(Si)、微生物对减少菠菜Cd吸收、积累的影响机理。
　　(1)Cd毒害菠菜实验结果:盆栽试验土壤Cd处理浓度分别为0.17、2.13、6.20、8.47和19.60 mg·kg-1，以强力全能和益农398两个菠菜品种为实验材料。随Cd处理浓度的增加，2个菠菜品种各生长和生理指标的变化趋势分别为:地上部和地下部生物量(鲜重和干重)、可溶性糖含量、VC含量、POD及CAT活性呈显著减小趋势；地上部和地下部Cd含量、土壤有效Cd含量、还原糖含量、质膜透性、MDA含量显著增加；地上部和地下部Cd积累量、地上部P及Pro含量、SOD活性先显著增加后显著减小；地上部N、K含量先显著下降后显著上升。另外，2个菠菜品种叶绿体光合色素含量随Cd含量变化不一致，强力全能显著降低，益农398不明显；可溶性蛋白质含量随Cd浓度增加先降低后上升，但较对照均未达到显著性水平。
　　2个菠菜品种地上部Cd积累量显著高于地下部Cd积累量；在不同Cd水平下，强力全能和益农398地上部 Cd积累量分别是地下部 Cd积累量的5.53-13.13倍和9.15-16.26倍。从安全角度看，强力全能和益农398地上部Cd含量对照组均未超标，加Cd后菠菜地上部Cd含量出现超标；菠菜Cd积累的富集系数及转运系数均小于1，不符合超积累植物标准。
　　(2)Si缓解实验结果:盆栽试验土壤Cd处理浓度分别为0.17、2.13、6.20、8.47和19.60 mg·kg-1，Si浓度为0、100、200 mg·kg-1(分别标记为CK、T1、T2)，组成Si、Cd复合处理。以强力全能为实验材料。加Si使菠菜地上部干重、地下部干重、地上部N、K含量及SOD、POD、CAT活性分别增加了14.4％-75.0％、0.0％-60.9％、2.6％、2.9％、2.0％-15.1％、1.2％-34.2％和2.9％-27.8％；使菠菜地上部Cd含量、地下部Cd含量、土壤有效Cd含量、地上部P含量和MDA含量分别下降了0.7％-46.2％、3.9％-47.9％、0.6％-35％和7.2％-32.1％；且使Cd由地下部向上地上部转移减少，地上部Cd含量相对降低，这可以从Cd积累量的降低率看出。通过对Si浓度比较得出，T2较T1处理更能缓解菠菜Cd毒害。
　　(3)微生物缓解实验结果:采用盆栽方法模拟土壤Cd轻度污染(1 mg·kg-1Cd)状况，研究施入3种微生物菌剂(枯草芽孢杆菌、光合细菌和乳酸菌)对菠菜生长及对Cd吸收的影响。以益农398为实验材料。施入微生物菌剂后，菠菜单株鲜重和干重平均增长幅度分别为18.8％和15.7％，微生物对菠菜生长的促进作用大小为:光合细菌>乳酸菌>枯草芽孢杆菌；此外，菠菜植株Cd含量显著减少，平均下降幅度为14.5％，微生物对菠菜Cd吸收的降低作用大小为:枯草芽孢杆菌>光合细菌>乳酸菌。实验还得到，菠菜植株Cd含量与菌数呈显著负相关。

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第一章 引言

1.1 选题的目的和意义

1.2 主要研究内容

1.3 技术路线

1.4 主要创新之处

第二章 文献综述

2.1 镉对农作物生长及生理效应的影响2.1.1 镉对农作物生长的影响

2.2 外源物质施用对农作物镉毒害的缓解研究

2.3 施硅对镉胁迫下农作物的缓解效应研究

第三章 镉胁迫对菠菜生长及生理活动的影响

3.1 材料与方法3.1.1 实验材料

3.2 结果与分析

3.3 小结

第四章 硅对镉胁迫下菠菜生长及生理活动的影响

4.1 材料与方法4.1.1 实验材料

4.2 结果与分析

4.3 小结

第五章 3种微生物制剂对轻度镉污染土壤中菠菜生长的影响

5.1 材料与方法

5.2 结果与分析

5.3 讨论

第六章 全文结论及展望

6.1 全文结论

6.2 存在问题与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢