水分管理对水稻吸收As的影响及朝天委陵菜对矿冶区污染稻田的修复潜力

论文摘要

随着工业的发展及农业的现代化,我国土壤重金属污染日益严重,其中矿冶区周边稻田受重金属污染的风险性更高,这导致大量稻田流失荒废,受到污染的稻田不能种植水稻或大米重金属浓度严重超标,对人民生命安全造成严重危害。因此弄清冶炼厂附近稻田的污染程度,探讨污染土壤上旱稻最适淹水方式和水稻品种对重金属吸收性差异以及对矿冶区污染稻田的修复均具有极为重要意义。本文在前期调查基础上,定点采集了浙江杭州郊区某冶炼厂附近的高、低污染重金属稻田土壤,以旱稻（巴西陆稻）、水稻（中香1号）和朝天委陵菜（Potentilla supina）为供试材料,通过盆栽试验及水培试验研究了As/Cd污染土壤、不同淹水方式（旱作、淹水、间歇灌溉、前期间歇灌溉抽穗后旱作）下不同水稻品种（巴西陆稻、中香1号）地上部重金属吸收性以及朝天委陵菜对重金属耐性和修复能力。研究结果如下:1.在土壤As浓度为6.49 mg kg-1时,外加As 15 mg kg-1旱作处理对旱稻的生长影响显著,旱稻对As较敏感,表现为生长不良,叶片枯黄,株高低矮,且不抽穗;外加As与否,淹水处理对旱稻生物量和As吸收性影响不显著,但旱稻各部分的重金属浓度显著提高,表明了淹水条件下外源施As增大旱稻对Cu/Zn/Pb/Cd的吸收。2.间歇灌溉下巴西陆稻生物量较高且As的吸收量较低,这与淹水和前期间歇灌溉抽穗后旱作两种处理比较无显著差异,但重金属吸收量显著低于后两种处理。因此,间歇灌溉模式是旱稻最适宜的水分管理模式。3.巴西陆稻与中香1号在外加As的高污染重金属土壤上,以淹水处理长势优于旱作处理。水稻淹水、陆稻淹水和水稻旱作各处理糙米中的As浓度分别为0.51、0.33、0.16 mg kg-1,这表明陆稻和水稻均为As低积累品种。淹水处理下,除Pb外陆稻和水稻重金属积累性相似,均显著高于旱作处理。4.研究表明朝天委陵菜虽不符合超富集植物定义范围,但对重金属具有很高的吸收能力。该植物为喜湿植物,适合低洼潮湿土壤生长。因此,对矿冶区稻田具有潜在的修复能力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 土壤中类金属As 及其对水稻的影响
• 1.1.1 土壤中As 污染来源及其影响因素
• 1.1.2 As 对水稻生长的影响
• 1.2 土壤中重金属Cu/Zn/Pb/Cd 对水稻的影响
• 1.2.1 土壤中重金属Cu/Zn/Pb/Cd 污染来源
• 1.2.2 Cu/Zn/Pb/Cd 对水稻生长的影响
• 1.3 重金属污染土壤的植物修复
• 1.4 论文立题依据和研究内容
• 1.4.1 立题依据
• 1.4.2 研究内容
• 第二章 As 及淹水与否对旱稻生长和重金属吸收性的影响
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 供试材料
• 2.1.2 试验设计
• 2.1.3 测定项目和方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 As 及淹水方式对旱稻生长的影响
• 2.2.2 旱稻各部分As 浓度及糙米中As 形态
• 2.2.3 旱稻体内重金属浓度
• 2.2.4 收获时土壤重金属及类金属浓度
• 2.3 小结
• 第三章 不同水分条件下旱稻生长和重金属吸收性研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 供试材料
• 3.1.2 试验设计
• 3.1.3 采样分析
• 3.1.4 测定项目和方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 旱稻生长
• 3.2.2 土壤溶液化学性质动态
• 3.2.3 土壤原位电极电位
• 3.2.4 土壤溶液重金属浓度
• 3.2.5 旱稻体内As 浓度及糙米中As 形态
• 3.2.6 旱稻各部分重金属浓度及分配
• 3.2.7 收获时土壤重金属和类金属浓度
• 3.3 讨论
• 3.3.1 水分管理方式及土壤金属对旱稻生长的影响
• 3.3.2 水分管理方式对土壤溶液化学性质的影响
• 3.3.3 水分处理方式对重金属吸收的影响
• 3.3.4 水分处理方式对旱稻吸收重金属的协同效应
• 3.4 小结
• 第四章 不同水分条件下旱稻与水稻的重金属吸收性比较
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 供试材料
• 4.1.2 试验设计
• 4.1.3 采样分析
• 4.1.4 测定项目和方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 旱稻和水稻生长
• 4.2.2 旱稻和水稻土壤溶液化学性质动态
• 4.2.3 旱稻和水稻土壤溶液重金属浓度
• 4.2.4 地上部As 浓度及糙米中As 形态
• 4.2.5 旱稻和水稻体内重金属浓度
• 4.2.6 收获时土壤重金属和类金属浓度
• 4.3 讨论
• 4.3.1 水分管理方式及金属对旱稻和水稻生长的影响
• 4.3.2 水分管理方式对土壤溶液化学性质的影响
• 4.3.3 不同水稻品种吸收重金属差异性比较
• 4.4 小结
• 第五章 朝天委陵菜对矿冶区重金属污染稻田的修复潜力
• 5.1 材料和方法
• 5.1.1 试验材料
• 5.1.2 试验设计与实施
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 水培条件下朝天委陵菜生物量及体内Pb 浓度的变化
• 5.2.2 土培盆栽条件下朝天委陵菜生物量及重金属浓度和吸收量变化
• 5.3 讨论
• 5.4 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 创新点
• 6.3 问题与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录