本研究以2个叶菜品种(空心菜(A)、上海青(B)为研究对象,在不同盐分胁迫下对两个叶菜进行,盆栽培育。
一、选题背景与意义(说明所选课题的历史背景、国内外研究现状和发展趋势)
随着城市化、工业化进程的加快,环境污染日 益加剧,工业“三废 ”、城市生活垃圾、污泥的排放,含重金属的农药、化肥的不合理使用,使水资源、农田土壤的重金属含量日益增高而且有大量土壤出现盐渍化现象,这些土壤是我国最主要的中低产土壤类型之一,盐渍化土壤在我国西北、华北、东北及沿海地区广泛存在,估测世界上约 15%的陆地面积将面临着土壤退化及物理化学侵蚀的威胁。随我国农业设施快速发展,高强度的施肥,污水灌溉等,导致大量盐分及重金属进入土壤,导致农产品安全风险增加。土壤盐分的增加,也会增加蔬菜对重金属的吸收,因此在盐渍土壤上筛选低吸收重金属的蔬菜品种,已迫在眉睫。有研究表明,大量施用人工肥料,土壤表层Cu累积达到国家II 级标准的时间最短、风险最高,土壤盐分也会增强农作物对Cu的吸收。中国盐渍土壤的面积扩大到约l.0x108公顷,其中现代盐渍土约占29%,残积盐渍土约占50%.潜在盐渍土约占18%。中国盐渍土分散于近20个省区,其他还包括西藏、苏、浙、皖、闽、粤、辽、吉、黑等地区。中国盐渍土散布的范围较广、面积较大、类型较多等多种特点。从中国盐渍土分散于近20个省区可见,土壤盐渍化既发生在干旱和半干旱也发生在水源条件相对较好的半湿润地区。盐碱土壤中可溶性盐大概包括Na+、Ca2+、Mg2+、K+等多种的硫酸盐、碳酸盐类物质中。其中,中性盐有硫酸盐和氯化物类物质,而碱性盐一般有碳酸盐和重碳酸盐类物质。若将土壤盐渍化按地理自然条件和土壤的形成方式和过程来看,能够将它划分成8个分区:西藏高寒漠境盐渍区、甘新漠境盐渍区、黄淮海半湿润-半干旱旱作草甸盐渍区、滨海湿润-半湿润海浸盐渍区、青海极漠境盐渍区、东北半湿润-半干旱草原-草甸盐渍区等区域。
蔬菜是人们日常生 活中不可缺少的副食品,而菜地大多集中分布在城镇近郊,较易受到工业“三废”、交通工具、城市生活 废弃物、肥料农药等重金属源的污染,并通过蔬菜 影响人们健康[1,2]。20 世纪 80 年代以来,国内外专家愈来愈重视环境中被生物吸收的污染物在生物体内累积和分布规律的研究。盐分胁迫下土壤中的盐分离子能够改变重金属的存在形态,从而改变重金属的生物有效性,对植物吸收累积重金属产生影响;改变其对重金属的吸收转运。土壤中离子间的交换吸附还受到土壤理化性质的影响,这些因素综合决定了重金属对植物的有效性,导致植物对土壤重金属吸收累积量增加目前关于植物特别是蔬菜对重金属污染物的吸收以及重金属在蔬菜体内的累积和分布。关于此类的研究为数不多,且研究涉及的蔬菜和重金属种类较少[3]。菜地重金属污染的治理目标不仅是抑制重金属对蔬菜的毒害和提高蔬菜产量,更重要的是减少蔬菜对重金属元素的吸收,抑制重金属进入食物链。利用叶菜富集重金属的差异特性,选择性种植不同蔬菜于中轻度重金属污染菜地,指导人们进行无公害蔬菜的栽培和安全生产,可以达到控制土壤重金属进入蔬菜的目的[4,5],因此,就蔬菜对重金属的富集特性研究具有重要的理论及意义,为杭州市无公害蔬菜安全生产及重金属耐污蔬菜品种选育提供理论依据。
二、研究的基本内容和拟解决的主要问题
本研究以2个叶菜品种(空心菜(A)、上海青(B)为研究对象,在不同盐分胁迫下对两个叶菜进行,盆栽培育。通过测定土壤pH、DOC、C、N、重金属全量、土壤中重金属有效态以及蔬菜鲜重,株高,根叶中的重金属全量,了解盐分胁迫下叶菜对重金属与营养元素进行吸收转运。盐分胁迫下土壤中的盐分离子能够改变重金属的存在形态,从而改变重金属的生物有效性,对植物吸收累积重金属产生影响;另一方面盐分胁迫下作物的一些响应机制会改变其对重金属的吸收转运,从而影响作物对重金属的蓄积能力。土壤中的共存阳离子能够与重金属离子争夺土壤吸附位点,同时也能够与重金属离子争夺植物根系细胞的吸附点位,另外离子间的交换吸附还受到土壤理化性质的影响,这些因素综合决定了重金属对植物的有效性[6]。土壤中高浓度的 Na+能够提高Cu2+等重金属在土壤中的可移动性和生物有效性,导致植物对土壤重金属吸收累积量增加[7]。目前,我国还有潜在盐渍化土壤约1733万hm 2[8]。随着人口增加和城镇扩张,林业用地面积逐渐减少,急需开发利用大面积盐渍土壤,故盐渍土的利用具有重要的现实意义。修复改善土壤重金属污染与盐渍土,由于物理修复与化学方法修复存在具有一定局限性,并且受到经济、技术等制约而难以推广,甚至可能会改变土壤结构导致二次污染。而生物修复的社会生态效益较好,同时能降低重金属在农作物中累积,具有较广阔应用前景[9,11]。通过生物修复,对盐渍土的改善与利用,降低植物对土壤重金属吸收累积量的增加,抑制重金属进入食物链。