铅锌对玉米生长的生态毒性效应.docxVIP

铅锌对玉米生长的生态毒性效应 玉米是中国的第二个主要品种，年产量约为2500万吨，每年约1.2万吨。有关资料表明,东北黑土面积共约1000万hm2,典型的黑土区面积只有600万hm2,其中耕地面积占75%,约为450万hm2。东北三省玉米播种面积在500万hm2左右,约占全国播种面积的25%,玉米总产占全国30%以上。近10年来,随着生产的不断扩大,玉米在我国粮食安全中的作用日益突出。农药化肥的大量施用,固体废物的堆放和倾倒,废水的渗透等现象日益普遍,对黑土土壤环境造成了不同程度的生态破坏;另外,人们对黑土土壤环境污染的研究不够重视,未充分了解黑土区的污染现状。但坚持改善粮食品质仍主要从改善水肥入手,继而大量农药和化肥不断地施入土壤,导致土壤环境的污染日益加重。这些重金属会对玉米生长带来一定的影响,被人或动物食用而富集,从而引发食品安全问题。本文重点探讨重金属铅和锌对玉米的生长影响及在玉米各器官中的富集情况,为防止铅和锌的污染提供科学依据。 1 均气温 本实验研究区位于黑龙江省哈尔滨市呼兰区,属于北温带大陆性季风气候。年平均气温3.7℃～8.4℃,年降雨量450～700mm,相对湿度63%～73%。5～9月日照时数6.0～8.4h/d。土壤类型以黑土为主,pH 6.5,为中性偏酸性土。 2 学习方法 2.1 实验设计与测定指标 供试药品为Pb(NO3)2和ZnSO4。供试品种为先玉335。采用塑料桶(Φ=10cm,H=20cm)来进行土壤盆栽试验。本实验分两个实验,每个实验设置6个处理,分别为:Pb处理,浓度分别为0mg/Kg、125mg/Kg、250mg/Kg、500mg/Kg、750mg/Kg、1000mg/Kg;Zn处理浓度为0mg/Kg、5mg/Kg、10mg/Kg、20mg/Kg、40mg/Kg、80mg/Kg。以浓度0mg/Kg作对照,每个处理重复3次,每次重复3盆,共33盆。按各自的处理水平,每盆装土2.0kg,以溶液的形式与土壤均匀混合,放置一个月。 2.1.1 铅和锌对玉米萌发的影响。每盆直播10粒籽粒饱满的玉米种子。开始每天向土壤中加少量的水,使土壤含水量为田间持水量的60%。发芽实验是根据国家标准农作物种子检验规程的方法进行的,每24h进行发芽调查(第7日计算种子最终发芽率)共调查7d,试验期间,所有盆栽放在温度为(25±1)℃的温室中,光照12h,黑暗12h,每天记录发芽数,发芽率(%)=供试种子的发芽数/供试种子数×100;发芽势(%)=前4天供试种子的发芽数/供试种子数×100。7d后测茎长,根长。 2.1.2 铅和锌对玉米生长的影响。待种子出苗生长一周后,每四天浇水一次,在第60天收获。在成长20天、30天、40天、50天时,测量各个处理的叶绿素,共4次。收获植物时,用不锈钢剪刀将植物根和地上部分剪出,分别测定地下和地上部分的长度。植物样品用去离子水洗净,风干后置于70℃下烘干,分别测定地下和地上部的干重,然后将样品磨碎,装袋密封。 2.1.3 微波消解—电感藕合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法,测定玉米中微量元素含量。 2.1.4 M3-双硫腙法,测定土壤重金属元素含量。 2.1.5 重金属形态分级提纯方法。 2.2 数据分析和处理 本研究数据采用excel进行统计,单因素方差分析采用DPS软件进行分析。 3 结果与分析 3.1 不同剂量的铅和锌处理对玉米生长的影响 3.1.1 玉米多糖对其他处理的影响 本试验发现250mg/kg铅处理对玉米的发芽势有促进作用,其他处理发芽势都要低于对照。除1000mg/kg处理发芽率较对照较低外,其他处理与对照差距不明显,与前人研究结果相符,一定浓度范围内的铅促进玉米的发芽,高浓度的铅抑制种子发芽。5mg/kg、10mg/kg、20mg/kg锌处理均提高了种子的发芽势,所有锌处理均提高了玉米的发芽率。40mg/kg、80mg/kg处理的发芽势较对照要低。本实验在提高发芽率方面显示一致性,在发芽势方面有所不同,原因可能是处理的方式不同造成的(表1)。 3.1.2 玉米叶绿素的变化 从图1A看出,不同铅处理玉米生长期叶绿素变化趋势基本一致,随着植株的生长,叶片叶绿素前期增加后期逐渐下降。所有铅处理中,除125mg/kg处理玉米叶绿素含量与对照接近,其余各个处理都比对照要低,说明铅影响玉米叶面叶绿素的合成,用量越大抑制性越大。从图1B看出,不同锌处理玉米生长期叶绿素变化趋势基本一致且趋势明显,随着植株的生长叶片叶绿素前期增加后期逐渐下降。锌浓度为5mg/kg、10mg/kg、20mg/kg、40mg/kg的处理玉米叶绿素比对照高,只有80mg/kg处理叶绿素比对照低,各处理叶绿素含量高低顺序为:20mg/kg10mg/kg5mg/kg40mg/kgck80