土壤镉污染化学调控作用下的生物酶代谢研究

发布时间：2017-05-22 09:14

  本文关键词：土壤镉污染化学调控作用下的生物酶代谢研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：通过化学方法对土壤镉(Cd)元素的植物有效性进行调控是一种成本低、易操作的污染修复方法,而碳酸钙和胡敏酸因其化学特性而具有作为上述调控剂的潜力。本文研究了碳酸钙和胡敏酸对土壤中Cd元素的植物有效性调控效果,同时对伴随产生的土壤及生长于土壤中的植物体(小白菜)酶活性变化进行了探索。碳酸钙和胡敏酸的施加均可以显著降低土壤中Cd元素的植物有效性。当存在外源Cd污染时,随碳酸钙用量的增加,小白菜体内的Cd含量呈先减小后增大的二次型变化趋势,当碳酸钙用量在5.9-6.8g·kg-1的范围时植物体内Cd含量最低,Cd元素的富集能力最弱。而随胡敏酸用量的增加,土壤中Cd的植物有效性及在小白菜中的富集水平则持续降低。当土壤中存在外源Cd污染时,土壤脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性均会随碳酸钙用量的增加呈现先增大后减小的二次型变化趋势,当碳酸钙用量为4.1-8.4g·kg-1范围时,土壤中3种酶的总体活性达到最大值,具有最佳的改善效果。而土壤酶活性会随胡敏酸用量的增加而持续提高。通过纵向比较可知,土壤中3种酶活性均会随种植时间的增加而提高,在种植40天时达到最大值。土壤中存在外源Cd污染的情况下,小白菜地上及根部的生物量随碳酸钙用量的增加呈二次型变化趋势,其最大值出现于5.0-7.9g·kg-1的用量范围内;超氧化物歧化酶和苹果酸脱氢酶活性则呈先减小后增大的趋势,最小值分别出现于5.5-7.3g·kg-1和5.9-7.2g·kg-1的用量范围内;硝酸还原酶活性的变化趋势则与生物量一致,其最大值出现在碳酸钙用量为5.9-7.5g·kg-1的情况下。小白菜生物量和硝酸还原酶活性随胡敏酸用量提高而逐渐增大,而超氧化物歧化酶和苹果酸脱氢酶活性则呈持续降低的趋势。综上所述,碳酸钙和胡敏酸的使用均可以对土壤中Cd元素的植物有效性及微生物酶活性起到明显的改善作用,同时可以明显改善生长于土壤中的小白菜生理代谢过程。而当采用碳酸钙作为调控剂使用时,其用量应控制在5.9-6.8g·kg-1范围内,以达到最佳的综合改良效果。
【关键词】：土壤污染 镉 植物有效性 化学调控 生物酶
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X53
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-22
• 1.1 土壤重金属污染的危害11-16
• 1.1.1 重金属元素对土壤酶活性的影响12-13
• 1.1.2 土壤重金属元素在农作物中的富集13-15
• 1.1.3 重金属元素对人体健康的危害15-16
• 1.2 土壤重金属的植物有效性调控16-20
• 1.2.1 无机调控剂16-18
• 1.2.2 有机调控剂18-19
• 1.2.3 无机-有机联合调控材料19-20
• 1.3 研究目的和研究内容20-22
• 第2章 实验材料与方法22-37
• 2.1 实验材料22-25
• 2.2 实验方法25-37
• 2.2.1 温室实验部分25-27
• 2.2.2 实验室分析部分27-37
• 第3章 调控剂作用下土壤理化性质及镉的植物有效性变化37-52
• 3.1 调控剂对土壤理化性质的影响37-44
• 3.1.1 调控剂对土壤p H和氧化还原电位的影响37-41
• 3.1.2 调控剂对土壤有机碳含量的影响41-44
• 3.2 调控剂对镉的植物有效性调控作用44-49
• 3.2.1 碳酸钙对土壤镉的植物有效性调控效果45-47
• 3.2.2 胡敏酸对土壤镉的植物有效性调控效果47-49
• 3.3 土壤理化性质及镉的植物有效性变化机理分析49-51
• 3.4 本章小结51-52
• 第4章 调控剂作用下的土壤酶活性变化52-64
• 4.1 调控剂对土壤脲酶活性的影响52-55
• 4.1.1 碳酸钙对土壤脲酶活性的影响52-54
• 4.1.2 胡敏酸对土壤脲酶活性的影响54-55
• 4.2 调控剂对土壤碱性磷酸酶活性的影响55-58
• 4.2.1 碳酸钙对土壤碱性磷酸酶活性的影响55-57
• 4.2.2 胡敏酸对土壤碱性磷酸酶活性的影响57-58
• 4.3 调控剂对土壤过氧化氢酶活性的影响58-61
• 4.3.1 碳酸钙对土壤过氧化氢酶活性的影响58-60
• 4.3.2 胡敏酸对土壤过氧化氢酶活性的影响60-61
• 4.4 土壤酶活性变化机理分析61-63
• 4.5 本章小结63-64
• 第5章 调控剂作用下的植物酶活性变化64-78
• 5.1 调控剂对植物生物量的影响64-66
• 5.1.1 碳酸钙作用下成熟小白菜的生物量变化64-65
• 5.1.2 胡敏酸作用下成熟小白菜的生物量变化65-66
• 5.2 调控剂对植物超氧化物歧化酶活性的影响66-68
• 5.2.1 碳酸钙作用下成熟小白菜体内超氧化物歧化酶活性变化66-68
• 5.2.2 胡敏酸作用下成熟小白菜体内超氧化物歧化酶活性变化68
• 5.3 调控剂对植物硝酸还原酶活性的影响68-71
• 5.3.1 碳酸钙作用下成熟小白菜体内硝酸还原酶活性变化69-70
• 5.3.2 胡敏酸作用下成熟小白菜体内硝酸还原酶活性变化70-71
• 5.4 调控剂对植物苹果酸脱氢酶活性的影响71-73
• 5.4.1 碳酸钙作用下成熟小白菜体内苹果酸脱氢酶活性变化71-72
• 5.4.2 胡敏酸作用下成熟小白菜体内苹果酸脱氢酶活性变化72-73
• 5.5 植物生理指标变化机理分析73-76
• 5.6 本章小结76-78
• 结论与展望78-80
• 参考文献80-89
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单89-90
• 致谢90

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