镧络合物对酸雨胁迫下玉米生理指标的影响开题报告

1. 研究目的与意义

背景：随着工业化的发展， 酸雨(Acidrain,AR)已经成为全球性的污染源之一。我国为世界第三大酸雨区，酸雨面积已超过国土面积的40%，给陆地生态系统及农作物生长带来了很多的负面影响。因此，缓解或消除酸雨的危害，是当今农业生产中急需解决的难题。酸雨是全世界三大主要环境污染之一，不仅能直接伤害农作物，如抑制植物生长发育，降低产品和质量，还能间接通过改变土壤性质及影响土壤微生物活性来影响农作物，已成为制约农业生产的重要因素。面对我国酸雨区面积不断扩大、苏州成为江苏酸雨发生频次和程度最严重的地区，减轻酸雨对植物的伤害已经成为保障粮食安全的重要论题。

目的及意义：稀土元素是一种新型的生长调节剂，稀土镧[La(Ⅲ)]能改善植物的抗逆能力,调节植物体内钙代谢,提高细胞膜的保护功能等。有关稀土农用的研究显示，稀土可增强植物对冷冻、干旱、重金属、紫外辐射、酸雨等胁迫因子的耐受能力。大量研究资料表明酸雨可影响植物生长的全过程，改变各种代谢酶活性。合适浓度的稀土元素镧可以改善酸雨对植物的伤害，本实验所用络合物是由大豆蛋白水解后与镧络合而成，属于混合氨基酸与镧的络合物。新型络合物，从结构上看可以具有镧的特性，同时氨基酸也可以缓解酸雨的伤害。而且本化合物具有用量少，性质稳定，毒性小，不污染环境等优点。目前，镧[La(Ⅲ)]是最为广泛应用的稀土元素。它具有提高作物抗逆性、增强作物抵御逆境伤害的生物学作用，但过量使用可能引发植物的氧化胁迫和土壤酸化等副效应，所以，在农业生产中，镧剂量的选择尤其重要。有鉴于此，本文初步考察了镧络合物对酸雨胁迫下玉米生理指标的影响，为丰富稀土增强植物耐酸性机制提供基础数据，也为寻求化控减灾的有效措施提供新的思考方向，为进一步了解酸雨对作物的危害及减轻酸雨对作物的伤害提供参考，为研究酸雨的危害提供丰富的基础数据，从而为进一步在苏州地区推广使用镧络合物减轻酸雨危害和发现一种减轻酸雨危害新型合成物打下基础。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：本课题将以水培法探究了酸雨对玉米幼苗保护酶系统的影响以及稀土元素镧对酸雨胁迫的缓解作用。主要是揭示玉米在酸雨胁迫下幼苗生长的变化及镧络合物的抗逆作用。利用稀土及络合物独特的生物学作用调控植物代谢，减轻酸雨胁迫对植物造成的伤害。本课题以主要粮食作物玉米为研究对象，利用一定浓度的镧络合物对幼苗期的材料进行叶面喷施，研究酸雨对幼苗期玉米的影响及验证镧络合物的抗逆效果

预期目标：根据已经掌握的资料，可预测结果为：在模拟酸雨(ph值3.5)的胁迫下，玉米幼苗的生长受到抑制、生理机能受影响，导致幼苗保护酶系统中sod、cat活性减弱，pod活性增强。叶片喷施20 mg/l镧减轻了酸雨胁迫对幼苗产生的不良影响，cat、sod活性提高。这表明稀土元素镧对酸雨胁迫下的玉米幼苗有一定的防护作用。在酸雨作用下，mda含量增加，nr活性降低，脯氨酸含量提高。在喷施镧之后会出现mda含量降低，nr活性上升，脯氨酸含量降低，这说明氧自由基含量降低。但这些指标的变化趋势都存在一个范围。以质膜透性为指标时，质膜透性先下降后上升，说明存在一个最适镧浓度，使得镧对植物的影响达到最优。

3. 研究的方法与步骤

将玉米种子经0.1% hgcl2消毒10 min后洗净，用去离子水浸种24 h，之后将种子整齐排列在铺有滤纸的培养皿中，置于光照箱中萌发、培养。温度为25 ℃，光强为2000lx，待上胚轴长至3cm(约8 d左右）后移入完全营养液中，每份培养液中5株，每3d更换营养液，3周后处理。

实验设3种处理，分别为对照、酸雨、镧 酸雨（镧为20mg/l)，各处理重复3次。喷施稀土24h后进行酸雨胁迫，按硫酸：硝酸体积比4.8：1配制模拟酸雨，ph为2.0，喷施于玉米叶片上。酸雨处理结束24h后进行测定，胁迫1、3、5d后取玉米叶片测定各项指标。

①叶绿素含量的测定：叶绿素仪法

4. 参考文献

[1] 李晓科，武玉珍，张义贤.酸雨对cd胁迫下大麦种子萌发及幼苗生长的影响[j].种子，2019，（7）：71-75.

[2]于秋良,李忠芳,唐政,等.模拟酸雨胁迫条件下稀土元素对玉米植株的生物学效应[j].贺州学院学报,2015,31(3)151-156.

[3]孙兆国,周青 酸雨和稀土元素对根系微生态效应研究进展 . 中国微生态学杂志[j].2011,23(2):181-183.

5. 计划与进度安排

（1）2022-2022-1学期17-19周及2022-2022-2学期第1周-第3周（2022-12-23~ 2022-3-13），查阅资料和文献，准备开题报告，外文论文翻译；

（2）第4周-第8周（2022-3-16~ 4-17），浸种，培养实验材料，摸索实验方法；

（3）第9周-第12周（2022-4-20 ~ 2022-5-15），培养植物幼苗，确定实验方法，确定酸雨及镧络合物的施用方法及浓度，测定生理指标；