不同纳米金属氧化物对作物镉毒害的缓解效应研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

镉是最具危害性的重金属元素之一。近年来,随着城市化,工业化与农业化的快速发展,垃圾焚烧、化学农药滥用、污水灌溉等问题行为的产生,土壤镉含量日益增加,土壤镉污染问题也日益严重。其中,污水灌溉是导致农田土壤镉污染的主要因素。作物通过根系从土壤中吸收镉,而耕地土壤的中度镉污染,将导致作物可食用部分的大量积累。作为植物生长的非必需元素,镉在作物体内积累到一定程度时,会造成作物生长缓慢、矮小、根系活力减弱、叶片发黄乃至死亡。土壤的镉污染对作物的产量和品质造成影响。且作物体内的镉可轻易进入食物链,并随着食物链进入人体并积累,进而引发人体疾病,危害人体健康。因此,如何缓解作物镉毒害问题受到人们的广泛关注。

已有相关研究表明,某些金属元素（如钾、钙、铁、锌等）的存在能够缓解重金属对作物造成的危害。例如,钙可以缓解生菜幼苗镍毒害（heikal, m. m. d et al.1989）、玉米幼苗镉毒害（m shahrtash et al.2011）；钾可以缓解大豆镉毒害（shamsi et al.2010)；铁氧化物的添加可以降低土壤中弱酸可溶态镉含量,增加水稻根系中镉含量,降低水稻茎叶和稻米的镉累积量（黄崇玲,2013）。纳米材料,自二十世纪产生以来,由于其粒径极小,比表面积极大,从而具有独特的光学、热学、磁学、力学性质,在传统材料、电子设备、涂料等行业得到了广泛应用。而金属氧化物纳米微粒,如纳米氧化铁,纳米氧化锌等,因其具有纳米材料的优良特性,故在光学,电子学等多个领域具有良好的应用前景,在农业方面也具有巨大的研究价值。

钱翌等(2011）研究了纳米羟基磷灰石对土壤cd污染的修复效果。研究表明,n-hap对土壤中有效态镉有一定程度的吸附钝化作用；当纳米羟基磷灰石的投加比例为5％时,对土壤cd污染的修复效果最好,有效态镉下降了49％。刘豫等（2018）采用田间试验研究探讨了普通氢氧化镁(施加量分别为0、150、300、450 g.亩-1)和相同施加量的纳米氢氧化镁对大白菜的生长情况、cd含量、土壤cd含量的影响。研究结果表明,与对照组相比,施加普通氢氧化镁与纳米氢氧化镁的大白菜在不同程度上都存在产量增加,叶片、叶柄与根的镉含量下降的情况。而在相同条件下,纳米氢氧化镁处理效果最好。

2. 研究的基本内容与方案

（1）研究的基本内容

本实验以小麦与甜瓜为实验对象,对其施以不同纳米金属氧化物,观察实验对象的生长情况,并检测处理后根与叶中相关关键酶的含量与实验对象体内的镉含量。

（2）研究的目标

3. 研究计划与安排

2019.03.01-2019.03.20：查阅相关文献资料,明确研究内容及研究目标。设计相关实验的实验方案,进行实验进度安排。

2019.03.21-2019.04.01：完成实验营养液的污染处理和修复处理及作物小麦的营养液培养。

2019.04.02-2019.05.03：完成对处理后小麦体内镉含量的检测。完成对小麦根与叶中过氧化氢酶、过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶等酶和mda、可溶性蛋白等物质的检测。

2019.07.15-2019.07.25：完成实验营养液的污染处理和修复处理及甜瓜的营养液培养。

4. 参考文献（12篇以上）

1.zahra saeed khan, muhammad rizwan, muhammad hafeez, et al.the accumulation of cadmium in wheat (triticum aestivum)as influenced by zinc oxide nanoparticles and soil moisture conditions[j]. environ sci pollut res ,2019,26 : 19859-19870

2.siddiqi k s, husen a. plant response to engineered metal oxide nanoparticles[j]. nanoscale research letters, 2017, 12(1) : 92.

3.xiong c, wang w, tan f, et al. investigation on the efficiency and mechanism of cd(ii) and pb(ii) removal from aqueous solutions using mgo nanoparticles[j]. journal of hazardous materials, 2015, 299 : 664-674