土壤化学性质与水稻Cd吸收的关系研究开题报告

1. 研究目的与意义

世界上近一半人口，包括几乎整个东亚和东南亚的人口，都以稻米为食，我国水稻播种面占全国粮食作物的1/4，而产量则占一半以上。随着工农业的迅速发展，Cd污染成为一个重要的环境问题，Cd在水稻籽粒中的积累严重影响人体健康，水稻对Cd的吸收主要取决于土壤的化学性质，本实验对江西鹰潭地区的红壤水稻土和水稻进行成对采样，分析包括土壤pH、有机质、可溶性有机碳、盐分、阳离子交换量、粘粒含量等基本理化性质，以及土壤Cd总量、有效态含量和土壤溶液中Cd的不同化学形态与水稻吸收Cd之间的相关方程，从而建立水稻吸收Cd与土壤化学性质之间的关系，有助于对水稻吸收Cd进行预测，指导农业实践，对区域粮食安全生产提供技术支持。

2. 国内外研究现状分析

多年来，国内外对重金属在作物中的吸收、运输、累积及对作物的毒害效应进行了大量研究。在国内，有关学者对我国不同地区（点）的土壤污染状况、土壤-植物系统重金属迁移转化机理、土壤重金属污染的临界值、重金属的土壤环境背景值和环境容量、土壤重金属污染防治措施等开展了研究。但是,目前国内科学家还没有找到一种经济、有效、适合大规模农田治理的科学修复模式，大多土壤重金属治理模式还处于实验室摸索阶段。近年来，国内外关于土壤中重金属生物有效性的研究日益增多。重金属的生物有效性（Bioavailability）是指在一定的时间和条件下，土壤中的重金属被生物体接触和吸附或者被生物体吸收，并具有被生物所分配、新陈代谢和生物积累等的潜在性。而重金属生物有效性与其化学形态之间存在密切相关（Shanetal.,1997;Vigetal.,2003），它们决定于土壤类型、土壤性质、污染来源及环境条件等。目前操作定义上的土壤重金属形态分级主要有Tessier等（1979）提出的五步连续提取法和欧盟提出的三步提取法（BCR）。研究表明，重金属对植物的危害主要与土壤中的可溶态和交换态重金属含量有关，但因该方法手续繁杂，因此环境科学家们一直在寻找采用一步化学提取（盐溶液、EDTA和DPTA溶液等）来表征土壤中重金属生物有效性的方法（Hobbelen,2004）。然而，一步法仍不能从本质上认识其环境效应的机制，而只有对土壤中重金属的真实（化学）形态进行分析才能从分子水平上阐明其生物有效性的作用机制。其中，土壤溶液作为土壤重金属有机体接触的重要界面对其环境效应起着决定性作用。

3. 研究的基本内容与计划

以江西鹰潭地区的红壤水稻土为研究对象，采集土壤及水稻样品，分析包括土壤pH、有机质、可溶性有机碳、盐分、阳离子交换量、粘粒含量等基本理化性质，以及土壤Cd总量、有效态含量和土壤溶液中Cd的不同化学形态及水稻中的Cd含量，建立水稻吸收Cd与土壤化学性质之间的关系，对水稻吸收Cd进行预测。

4. 研究创新点

采用不同的电化学方法对土壤中Cd的有效态测定，更好的对水稻籽粒中Cd进行预测。