农用稀土提高植物抗重金属胁迫的研究及在土壤中迁移转化过程定量化建模
文献类型：学位论文
| 作者 | 庞欣 |
| 学位类别 | 博士后 |
| 答辩日期 | 2001-07-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 彭安 |
| 关键词 | 稀土元素 抗逆性 自由基机理 迁移转化模型 环境化学行为 |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 本论文包括三部分内容。 第一部分通过化学模拟实验及植物营养液培养试验研究了稀土增强植物抗重金属胁迫的机理。 化学模拟实验利用肾上腺素在碱性条件下自氧化产生超氧阴离子自由基(O，一)的性质，研究了稀土硝酸盐对生成O，一的抑制作用。结果表明：稀土硝酸盐与超氧化物歧化酶(SOD)具有相似的性质，对。肾上腺素自氧化生成的O，一有明显的抑制作用。抑制率在18．7％～78．4％之间，且体系中稀土硝酸盐浓度与其对0，一的抑制率之间有明显的剂量效应关系。 通过营养液培养实验，研究了小麦幼苗在遭受汞、铅胁迫时，镧对地上部及根系的生长和抗氧化酶活性及脂质过氧化产物MDA含量的影响。试验表明：小麦幼苗遭受汞、铅胁迫的初期，镧对提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的活性和降低MDA的含量有一定的正效应； 但随胁迫程度的加重和胁迫时间的延长，镧与汞发生协同作用，不仅不能缓解汞对小麦幼苗的毒害，而且更加剧了汞对小麦幼苗的毒害。 上述研究表明：稀土元素增强植物抗逆作用的机理为自由基机理。当植物受到胁迫时， 稀土元素可清除多余的自由基， 并减少了脂质过氧化物MDA的含量。 第二部分为稀土在土壤中迁移、转化模型(REETTDM)的建立。该模型为稀土农用的风险性评价提供了科学的依据。它针对褐土的特点，用比较容易获得的数据驱动，可用于定量评价稀土在土壤中迁移、转化的过程。本模型系统分别建立了气候、土壤水、稀土在土壤中的迁移转化与淋溶淀积等三个定量子模型。这些过程是农用稀土的主要土壤过程和主要环境驱动因子。上述子模型既相互联系又相对独立，各子模型已得到验证，在给定参数和驱动数据之后，均可独立运行，模拟各自的过程，得到所要求精度范围内的结果。在天气模拟子系统中，采用一阶马尔可夫链．伽玛分布联合模型模拟多年逐日降水量；应用多维混合自回归．滑动平均过程模型生成逐日的平均气温、日照时间和平均相对温度；由蒙特卡洛方法模拟一组两参数韦伯分布函数，生成逐日平均风速。通过计算逐日土壤蒸散、入渗、渗漏、根系吸水和地表径流等变量，应用水分均衡方法模拟逐日土壤剖面分层水分状况的动态变化。稀土迁移、转化模型根据CALDEP模型的建模思路而构建，模型包括土壤中稀土化学热力学平衡体系，土壤水分物理形状和土壤剖面的稀土通量。 本模型在北京市海淀区中国农业大学科学园内进行了田间试验，对模型进了验证。结果表明模拟值与实测值拟和很好。经模型计算认为：①外源稀土主要在土壤表层积累，这就增加了稀土通过扬尘进入大气和通过径流进入地表水的风险。②外源稀土在土壤中的主要土壤过程是吸附，解吸很少，正常土壤条件下，进入地下水的风险性不大。 第三部分通过小区试验和田间采样测定表明：①短期内施用稀土微肥不改变小麦籽粒中稀土及其它营养元素或有毒重金属元素的含量。②即便从未施用过稀土，根层的有效态稀土仍有所消耗，表明植物根系可利用土壤中的稀土。③按目前稀土的施用量，即便连续施用100年稀土也不会提高土壤中生物有效性较高的B1、B2态稀土的含量，但可引起表层稀土总量的累积。④长期施用磷肥，可使土壤表层稀土总量有所升高。 |
| 学科主题 | 环境化学 |
| 公开日期 | 2011-11-02 |
| 源URL | [http://159.226.240.226/handle/311016/1388]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境化学与生态毒理学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 庞欣. 农用稀土提高植物抗重金属胁迫的研究及在土壤中迁移转化过程定量化建模[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2001. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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