1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
1. 课题意义简介
砷(as)是一种有毒的化学元素。随着工业活动的增加、含as化肥和有机肥以及农药的使用,我国土壤中的as不断积累,明显超出了土壤背景值,使得我国部分耕地土壤达到了砷中轻度污染。因此,我国农耕土壤存在重金属污染的风险,对人体健康、农业生产和生态安全构成了巨大威胁,必须加以重视[1-2]。
对江苏省土壤重金属污染的现状调查表明,苏南部分检测点as污染严重,超标达43%[29]。针对江苏省高邮市蔬菜产地的土壤重金属的调查表明,as的单项污染指数超标94%[30]。而在几类新鲜蔬菜中,叶菜类蔬菜的重金属污染程度高于其他种类的蔬菜[3-4]。叶菜类蔬菜是人群食用频率较高的一类蔬菜,因此,本课题选用五种人们常吃的叶菜类蔬菜(包括白菜、菠菜、韭菜、苋菜、生菜等)作为研究对象,研究不同作物对砷的吸收积累特征,并通过有效的调控措施降低作物中的砷的积累,以减轻中轻度污染土壤蔬菜种植对人体健康的潜在威胁。
2. 研究的基本内容和问题
1. 研究目标
针对设施农业蔬菜连作土壤中轻度砷污染,明确超富集植物蜈蚣草与常食用叶类蔬菜轮作对设施土壤中砷污染的去除作用,以及砷在植物收获部位的积累情况。同时阐明磷肥的不同施用方式对绿叶菜砷吸收与积累的影响。
2. 研究内容
3. 研究的方法与方案
1. 研究方法
针对土培实验:首先制备低、中、高三种as污染浓度的营养土,每种污染浓度都分别种上白菜、菠菜、韭菜、苋菜、生菜,一个半月后收获植物,将植物样品分为地上和地下部分进行称重、干燥、消解、过滤稀释或冷冻干燥后提取形态,用icp-ms测砷在叶类蔬菜内的积累特性,用hplc-icp-ms测砷在蔬菜各部位的形态;针对水培实验:首先进行蔬菜种子育种,灭菌后于石英砂上发芽,3叶期移至霍格兰营养液中培养一周,然后设置低、中、高三种as浓度进行蔬菜水培,两周后收获待测,处理方法同土培实验,采集培养后的溶液,用hplc-icp-ms测溶液中的砷形态,研究砷外排对砷积累的影响。
制备三种土壤a、b、c,a为未污染土壤,b、c为同等浓度的污染土壤。于b土壤种植蜈蚣草一个月后收获蜈蚣草,同时于a、b、c种上白菜、菠菜、韭菜、苋菜、生菜这5种蔬菜,一个半月后收获植物,icp-ms或hplc-icp-ms测定砷含量及形态,明确轮作蜈蚣草对降低绿叶中砷积累的效果。
4. 研究创新点
目前,大多数对重金属的修复都是在停止农业生产的前提下进行的,未考虑中轻度污染土壤的生产价值,在推广时面临困难。利用重金属超积累植物与蔬菜轮作,可在修复重金属污染的同时兼顾经济效益。就这一点而言,边生产边修复模式的实现对设施蔬菜农田尤为迫切,已经成为中轻度污染土壤修复的一个重要发展趋势。
5. 研究计划与进展
2017.02-2017.03
阅读相关文献,了解本课题相关研究概况,完成毕业设计开题报告,构思实验步骤;进行污染土壤制备,育苗等水培、土培的准备工作。
2017.03-2017.04
