1. 研究目的与意义(文献综述)
由于重金属在生物体内具有非常大的毒性和不可降解性,土壤重金属污染目前已经成为农业生产中亟待解决的问题。cd是重金属“五毒”元素之一,具有很强的生物迁移性和毒性,难降解,易被作物吸收富集,影响其生长,降低其产量和品质,还能够经食物链在人体积累,危害人体健康。在农业土壤中,镉的来源很广,工业“三废”的排放、农药化工产品的使用不当以及污水灌溉都会导致土壤镉污染。在我国,农田土壤镉污染面积已超过20×104hm2。
镉是植物的生长的非必须元素,且很容易在植物体内富集。在受镉污染的土壤中,植物根、茎、叶中的镉含量都有明显上升。当植物接触到含有镉的土壤时,镉就会在植物体内富集,表现出一定的毒害症状。例如,镉会显著抑制植物根茎叶的生长,抑制光合色素的合成,导致植物叶片黄化,最终影响植物果实和种子的品质。植物——特别是农作物中的镉,会通过食物链进入动物以及人体中,镉被人体吸收后,在体内会形成镉蛋白,分布于人体的各个器官中,主要蓄积于人的肾、肝中,难以排出。镉中毒会破坏红细胞,导致贫血,降低人的免疫力,甚至引起肾脏损伤,同时还会引起骨骼病变,导致骨骼严重变形,最终导致死亡。
目前已报道了许多降低植物中镉毒性的方法。例如,添加外源苹果酸和乙酸可以降低镉对植物的毒性,在水稻幼苗地上部应用纳米硅可以延缓镉的毒性。但这些方法仍存在一些不足,如应用率低、适用范围小、副作用大等。因此需要探索更实用和安全的方法来缓解植物镉毒害。
2. 研究的基本内容与方案
基本内容:
选用同一品种生长状况相似的甜瓜幼苗为实验材料,并通过土培实验检验复合物处理对作物镉有效性的效果。通过检测作物体内过氧化氢酶(cat)、过氧化物酶(pod)、超氧化物歧化酶(sod)的活性和丙二醛(mda)、可溶性蛋白等物质的含量,来评价处理对作物生长的影响。并检测处理后甜瓜体内镉的含量,以反映复合处理对作物镉有效性的影响。
研究目标:
3. 研究计划与安排
第1-2周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解课题的研究现状。确定方案,完成开题报告。
第3-10周:完成生物炭和纳米铁氧化物的复合及复合物对cd2 的吸附能力的检测。
第11-12周:完成实验土壤的污染处理和修复处理及作物甜瓜的培养。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] hong m, zhang l, tan z, et al. effect mechanism of biochar’s zeta potential on farmland soil’s cadmium immobilization[j]. environmental science and pollution research, 2019, 26(12):1-11.
[2]poormansour s, razzaghi f, sepaskhah a r. wheat straw biochar increases potassium concentration, root density, and yield of faba bean in a sandy loam soil[j]. communications in soil science and plant analysis, 2019(6):1-12.
[3]chen z l, zhang j q, huang l, et al. removal of cd and pb with biochar made from dairy manure at low temperature[j]. journal of integrative agriculture, 2019, 18(1):201-210.
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