大量营养元素对玉米苗期铬吸收及生理特性的影响研究

摘要

铬是一种广泛分布于地壳中的元素，同时也是一种重要的环境污染元素。与其它污染物相比，重金属在环境中滞留时间较长，会造成严重的环境污染和生态破坏。Cr(Ⅵ)具有极高的致毒性、致突变性和致癌性，不仅对植物的生长、发育、繁殖等方面造成危害，严重影响农作物产量、品质，而且通过会经过植物-动物-人类等的食物链不断积累和逐级放大，最终危害人类的生存安全。
　　营养元素就是植物体维持正常新陈代谢、完成生命周期所需的化学元素。其中氮、磷、钾是植物生长必需的大量元素，也是农业生产中常用的肥料。氮是植物最主要营养元素，被称为生命元素，与作物的产量和品质关系极大。磷是植物生长不可或缺的大量营养元素之一，既是植物体许多重要化合物的组成成分，又以多种方式参与植物体内的各种生理过程。钾是高等植物体内分布最多的一种金属元素，在植物体内具有多种重要的生理功能。
　　在植物生长环境中，重金属离子与植物营养元素离子之间存在着相互作用。重金属的胁迫能够降低植物体对氮、磷、钾等大量营养元素吸收和再运输效率，造成植物矿质营养缺失，引起生理代谢和物质组成过程的紊乱失调。植物体自身具有重金属防御系统，氮、磷、钾等大量营养元素的合理使用可能改善一系列生理、生化等方面的反应以增强防御系统，从而缓解重金属的胁迫作用。
　　本研究以玉米为材料，采用溶液培养法，研究养分元素(N、P、K)调控措施下，苗期玉米对铬的吸收及其生理特性的影响。研究结果将有助于探明利用营养元素调控措施减缓重金属铬在植物生长苗期阶段的作用，为减少或降低环境中铬对植物的毒害作用提供方法思路，对于提高玉米作物质量，防止铬的危害具有现实意义。
　　本研究结果归纳如下:
　　(1)溶液中增加铬的浓度可以抑制生物量的积累，使生物量的降低，而且铬浓度越大，抑制现象越明显;增加溶液中磷、钾的浓度可以缓解铬对生物量积累的抑制，促进生物量的积累，并且高浓度磷、钾对玉米生物量的影响更加显著。
　　增加溶液中氮、磷、钾素浓度能够减小根系中铬的含量，对玉米根系吸收铬有一定抑制作用。但可以增加茎叶部分的铬含量，对铬由根系向地上部转移则有一定的促进作用。
　　(2)不同浓度的铬对叶绿素合成均有抑制作用，增加氮、磷、钾浓度能够促进叶绿素的合成，一定程度缓解铬对叶绿素的破坏作用;
　　不同浓度的金属铬对玉米丙二醛含量有明显影响，一定浓度的磷可以降低丙二醛的含量，增强玉米幼苗对重金属的抗性;但不同氮、钾浓度处理与丙二醛的含量之间并没有表现出明显的规律性;
　　重金属铬对根系活力有毒害作用，根系活力随着铬浓度的增加而降低，而且降低趋势不可逆转。增加氮、磷、钾浓度可以缓解铬对根系的毒害作用。
　　(3)增加氮、磷、钾元素的浓度可以促进苗期玉米生物量的积累以及缓解重金属铬对植株生理特性的毒害作用。所以在实际生产中合理施用氮、磷、钾等肥料对作物生长及缓解重金属毒害具有重要意义。

目录

摘要

第一章 文献综述

1．1 土壤中的铬

1．1．1 土壤中铬背景值

1．1．2 土壤铬污染来源

1．1．3 铬污染相关的环境质量标准

1．2 植物对重金属的吸收及毒害

1．2．1 植物对重金属的吸收

1．2．2 重金属毒害

1．3 植物营养

1．3．1 营养元素

1．3．2 肥料的作用

1．4 重金属与营养元素的相互作用

1．4．1 重金属对营养元素的胁迫作用

1．4．2 营养元素的缓解作用

1．4．3 重金属与营养元素相互作用的影响因素

1．5 研究的目的和意义

第二章 不同氮水平对玉米苗期铬的吸收和生理特性的影响

2．1 材料与方法

2．1．1 实验材料与处理

2．1．2 实验方法

2．1．3 测定方法

2．1．4 数据统计

2．2 结果与分析

2．2．1 不同氮、铬处理对玉米苗期生物量的影响

2．2．2 不同氮素水平对玉米幼苗根系、地上部铬含量的影响

2．2．3、不同氮、铬处理对玉米叶绿素含量的影响

2．2．4、不同氮、铬处理对玉米丙二醛含量的影响

2．2．5、不同氮、铬处理对玉米根系活力的影响

2．3、结论

第三章 不同磷水平对玉米苗期铬的吸收和生理特性的影响

3．1 材料与方法

3．1．1 实验材料与处理

3．1．2 实验方法

3．1．3 测定方法

3．1．4 数据统计

3．2 结果与分析

3．2．1 不同磷、铬处理对玉米苗期生物量的影响

3．2．2 不同磷素水平对玉米幼苗根系、地上部中铬含量的影响

3．2．3、不同磷、铬处理对玉米叶绿素含量的影响

3．2．4、不同磷、铬处理对玉米丙二醛含量的影响

3．2．5、不同磷、铬处理对玉米根系活力的影响

3．3、结论

第四章 不同钾水平对苗期玉米铬的吸收和生理特性的影响

4．1 材料与方法

4．1．1 实验材料与处理

4．1．2 实验方法

4．1．3 测定方法

4．1．4 数据统计

4．2 结果与分析

4．2．1 不同钾、铬处理对玉米苗期生物量的影响

4．2．2 不同钾素水平对玉米幼苗根系、地上部中铬含量的影响

4．2．3、不同钾、铬处理对玉米叶绿素含量的影响

4．2．4、不同钾、铬处理对玉米丙二醛含量的影响

4．2．5、不同钾、铬处理对玉米根系活力的影响

4．3、结论

第五章 结论

参考文献

研究成果

致谢

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