水稻根际砷的行粗放其调控机制研究.pdf

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1、7分类号：墅3单位代码▲学号：：里QQ竖2008371水稻根际砷的行为及其调控机制研究Study独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逦j曼壅些太堂或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者鐾名：王璺签字日期：2驯f年乡月／日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解塑皇堡垒些基堂有关保留、使用学位论文的规定，查阅和借数据库进务旧摘要近年来自然和人为因素

2、造成的稻田砷污染现象同趋严重，在世界范围内，稻米为主要粮食作物，而水稻特殊的生长环境，使其比其它旱田作物更容易在可食部位积累砷，通过食物链对人体健康构成威胁。因此，调控砷在土壤一水稻体系中的行为可以削减其在可食部分的积累，从而有效提高食品的安全性。基于此，本研究首先对铅锌尾矿周边稻Ffl重会属污染现象进行了调查并对稻米中砷污染进行了评价。针对稻田的砷污染状况开展了和砷行为根际调控有关的机制研究：采用营养液培养方法，研究苗期水稻根表铁氧化物形成的动态过程及其对水稻动态吸附和吸收砷的影响机制；采用分室的土壤培养方法研究了干湿交替水分管理模式下水稻根土界面液相和固相中砷、铁的同动念变化规律以及淹水后

3、pH值不同砷污染土中水稻根际pH及砷含量的动态变化；最后研究了外源添加硅和有机质对水稻根际和可食砷累积的调控效应。主要的研究结果如下：(1)铅锌尾矿山周边各采样点土壤As平均含量为328mg／kg，超过土壤环境背景值，各采样点表现为污染稻田和林地土壤砷的污染指数均大于3，属于重度砷污染；而普通稻田砷污染指数为2．74，属于中度砷污染。污染稻Ffl和普通稻田水稻可食部位砷的污染评价结果表明，污染稻田和普通稻田中水稻籽粒均为轻度污染。(2)低浓度Fe2+处理诱导形成的铁氧化物数量低于相应诱导时问点高浓度Fe2+处理，且随着诱导时间的延长根表铁氧化物数量增加。有铁氧化物诱导形成的根系表面对砷的富集量

4、(0．53趴g一0．99g／kg)均高于对照(O．41g／kg，P<0．05)，且根表铁膜数量与其富集砷浓度存在正相关性；根表铁氧化物的形成明显抑制了根系对砷的吸收，当铁膜的数量在5．20g／l(g范围内，这种抑制作用并没有随铁膜数量的变化而发生显著的改变，但当铁氧化物的数量>20g／kg时，其对水稻吸收砷的抑制作用会随着铁膜数量的增加而弱化；在砷处理的24小时内，根表铁氧化物的存在明显抑制了砷在水稻地上部的累积，对照地上部砷浓度：6．79mg／kg，有铁膜形成的水稻地上部砷浓度范围：2．55．4．96mg／kg。(3)干湿交替周期内，从湿到干土壤溶液中总砷含量均呈现逐渐减小的趋势，总铁含量变

5、化不大，其pH值和Eh值的变化范围分别为7．5—8．3和150．200mV。干湿交替周期内和周期间，根土界面上砷铁含量均变化不大，但两个阶段周期内表现出极显著相关性，相关系数分别为0．650和0．764。水稻根中砷铁总量在干湿交替周期内呈显著正相关关系。(4)低pH值砷污染土种植水稻的土壤溶液的各点pH值均高于不种植水稻，高出pH范围0．06．0．21个单位；而高pH值砷污染土种植水稻9天后其土壤溶液pH要低于不种植水稻，最大相差0．38个单位。对于低pH值砷污染土而言，根际土壤pH值的变化与根际土中砷含量及根系中砷含量之间不存在相关关系；而对于高pH值砷污染土壤，根际pH的变化与根际土砷浓度

6、呈显著正相关性，而与根系中砷浓度呈极显著负相关性。(5)加硅后水稻地上部成熟期生物量显著高于对照；加有机质后，地上部和地下部生物量较对照均没有发生显著变化；同时添加硅和有机质处理，分蘖期和成熟期地上部和地下部生物量均小于对照。在分蘖期和成熟期，加硅降低了水稻地下部的砷浓度，降低幅度分别22．8％和60．9％，地上部砷浓度在两个生育时期低于对照，并且砷的转移系数也明显降低；加有机质显著降低了地下部砷浓度，分蘖期降低了69．5％，成熟期降低了53．8％，地上部砷浓度，分蘖期减少了44．5％，成熟期减少了40．8％；同时添加硅和有机质处理极显著降低了水稻地下部砷浓度，分蘖期降低了68．2％，成熟期降

7、低了82．0％，地上部砷浓度则分别降低了75．4％和94．1％。关键词：水稻；砷；铁氧化物膜；砷-铁；根际pH；外源硅和有机质_●-_-_______-________-●__--_●____●___________-●__1●●●●●●●●IStudyonArsenicBehaviorsinRhizosphereofRiceandInfluenceFactorsName：WangYingSupe