镉污染下矿区周边农作物的富集与反射光谱特征

发布时间：2020-09-18 18:43

　　 长期矿业活动带来巨大经济效益同时也给矿区周边带来严重的生态破坏,如矿区周边土壤重金属污染、农作物减产减量等。本文通过探究玉米和油菜的镉富集、光谱特征,并建立多元回归模型,为监测矿山周边农田镉污染状态提供理论基础。通过设置不同镉处理浓度(25、50、75、100、125mg/kg)进行了盆栽试验。(1)玉米和油菜的株高根长以及各部分生物量随着镉污染浓度增加而降低。玉米镉含量最高的部分是根部为531.72mg/kg,最低的是拔节期叶片为108.6mg/kg;在镉污染为25mg/kg时,富集系数和转移系数大于1,具备镉超富集植物特征。油菜镉含量最高的部分是根部为531.72mg/kg,最低的是油菜籽为0.05mg/kg;富集系数(除了油菜籽富集系数)大于1,转移系数小于1,在镉污染浓度介于25~125mg/kg具有较强的根际富集能力。(2)玉米和油菜的单位面积叶绿素总含量、玉米叶片厚度和维管束鞘短径、油菜栅栏组织平均长度,随着镉污染浓度和生长时期的增加而减少;可见光波段反射率值增加、近红外波段反射率值减少;玉米和油菜红边位置均发生了不同程度的“蓝移”,玉米拔节期、大喇叭口期的位移量是:1.9nm、9.1nm;油菜苗后期、蕾薹期、开花期的位移量是:1.5nm、2.7nm、3.1nm。(3)对植物叶片镉含量和原始光谱、一阶导数光谱进行了相关显著性分析,以及多元回归模型建立,其中玉米在拔节期,大喇叭口期时的一阶导数模型拟合度R~2较优分别为0.95、0.94,F值为507.25、935.856,验证RMSE为0.08、1.267mg/kg,具有较强的镉多元回归能力;油菜模型拟合度和验证精度受植物生长时期的影响,在油菜生长三个时期中,开花期叶片原始光谱建立的模型效果较优,拟合度R~2为0.97,验证精度RMSE为0.58mg/kg。(4)对土壤镉含量和叶片原始光谱、一阶导数光谱进行了相关显著性分析,建立了多元回归模型,其中玉米拔节期,大喇叭口期时一阶导数拟合度R~2分别为0.922、0.957,验证RMSE分别为1.375、0.948mg/kg。油菜苗后期、蕾薹期、开花期对应的一阶导数模型较优于原始光谱,拟合度R~2分别为0.97、0.964、0.961,表明利用一阶导数建立的多元回归模型预测的土壤镉含量数值最接近真实值。
【学位单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X503.231;X87
【部分图文】：

技术路线图

西南科技大学硕士学位论文消解为液体，在西南科技大学东九实验室采用火焰原子吸收仪日立 HITACI-Z-23试样本的镉含量。待植物完全枯萎后，测量株高、根长后，分别装进信封袋，为量避免根部挖掘、测量等方面的误差影响，本实验只测量植物主根的长度[80,81]。数据采用 SPSS22.0 统计和 Origin9.0 绘制。3 结果与分析2.3.1 生长状况土壤重金属污染达到一定程度会对植物生长过程产生危害，如抑制根须的延伸张，阻断根系养分吸收，使植物呈现不良的生长状况。如图 2-1、2-2 在对照组和度组 T25 时，玉米长势良好，在镉污染浓度为 T100、T125 时，相比对照组 T0 和度组 T25，玉米叶片泛黄且植株矮小。

西南科技大学硕士学位论文消解为液体，在西南科技大学东九实验室采用火焰原子吸收仪日立 HITACI-Z-23试样本的镉含量。待植物完全枯萎后，测量株高、根长后，分别装进信封袋，为量避免根部挖掘、测量等方面的误差影响，本实验只测量植物主根的长度[80,81]。数据采用 SPSS22.0 统计和 Origin9.0 绘制。3 结果与分析2.3.1 生长状况土壤重金属污染达到一定程度会对植物生长过程产生危害，如抑制根须的延伸张，阻断根系养分吸收，使植物呈现不良的生长状况。如图 2-1、2-2 在对照组和度组 T25 时，玉米长势良好，在镉污染浓度为 T100、T125 时，相比对照组 T0 和度组 T25，玉米叶片泛黄且植株矮小。

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本文编号：2822029