论文摘要
我国正面临土壤重金属污染日益严重的巨大压力，食品安全成了引起各界高度关注的十分重要的热点问题。本研究选择Cd、Pb这两种重金属，选择雪里蕻，通过生物盆栽实验，从生物学、环境毒理学的角度阐述植物吸收特征与食品安全性的关系，深入了解食品生产与土壤重金属污染的关系；探讨在污染土壤上通过适当的施肥管理措施达到既能够保持一定的产量水平，同时又能控制土壤重金属从土壤向作物体内转移，为指导环境质量与食品安全的建设提供依据。本文主要研究内容包括四个方面：（1）不同水质污水灌溉对雪里蕻生长及其吸收重金属的影响；（2）不同调控措施对雪里蕻生理生化特性的影响；（3）不同调控措施对雪里蕻光和特性的特性的影响；（4）不同调控调控措施对土壤重金属生物有效性的影响。通过不同水质污水灌溉的生物盆栽试验，可知雪里蕻受镉污染的受害症状主要表现为沿叶脉变色，失水失绿，受铅污染的受害症状主要表现在失绿萎蔫，有红褐色斑块，新叶卷曲。低浓度Cd、Pb对蔬菜生长都具有一定促进作用，当污染程度高于抑制浓度界线后，植株受损程度递增。Cd、Pb复合污染实验显示在一定的重金属浓度范围内，Cd对Pb的吸收有一定的抑制作用，Pb对镉Cd的吸收有一定的促进作用。在Cd污染土壤上，施用有机肥可以提高雪里蕻的产量、叶绿素含量和蛋白质含量。包膜柠檬酸处理对雪里蕻根系活力的提高作用最为显著，包膜柠檬酸和磷肥在提高产量的同时也显著降低植株对重金属的吸收。在Pb污染的土壤上，施用有机肥能提高雪里蕻产量、叶绿素含量、蛋白质含量和酶活性。在本试验条件下，Pb对植株根系活力的影响要大于Cd。有机肥的增产作用不仅与施用量有关，同时还与施用方式有关，而蛋白质含量仅与有机肥的施用量有关。在Cd-Pb复合污染的土壤中施用包膜柠檬酸，对雪里蕻体内蛋白质含量和根系活力的提高效果最为显著。施用磷肥可以显著降低植株对重金属Pb的吸收。土壤重金属Cd-Pb复合污染对雪里蕻根系活力的影响更大。不同施肥处理显著提高了雪里蕻对光强的适应范围，均能使净光合速率、光饱和点和表观量子效率显著升高，而使光补偿点降低。施用有机肥可以保持较高的Pn、LSP和AQY，而且与有机肥的施用量和施用方式都有关系，各施肥处理下Fv／Fm的值均大于0.8，表明作物均未引起光抑制。在镉污染土壤上，增施磷肥获得了最大的Pn和LSP值。在铅污染土壤上，施用磷肥获得了最大的Pn、LSP和AQY值。在不同施肥处理中，高量有机追肥处理可以使叶片PSⅡ的潜在的量子效率和PSⅡ原初光能转换效率保持最高水平。重金属生物有效性调控试验研究表明，施用有机肥使雪里蕻增产的同时，也提高了植物吸收重金属的风险。施用包膜柠檬酸在提高产量的同时也能抑制雪里蕻对Pb和Cd的吸收，但它对土壤中有效态重金属含量影响不明显，并且在形态分级分析时，包膜柠檬酸对Pb和Cd表现出的效应是不一致的，它能促进Cd从交换态（EXC）向残渣态（RES）转化，但对Pb作用刚好相反。因此，利用包膜柠檬酸修复土壤重金属污染必须考虑重金属的种类。施用磷肥能使重金属Cd、Pb从交换态（EXC）向残渣态（RES）转化，在增加雪里蕻产量的同时也抑制了重金属Cd、Pb的生物有效性。