論文開題報告：鎘脅迫下硅對水稻吸收微量元素的影響研究

大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告
學(xué)院：化工學(xué)院　　專業(yè)班級：2008級環(huán)境工程1班

課題名稱 鎘脅迫下硅對水稻吸收微量元素的影響研究

1、本課題的的研究目的和意義：
據(jù)1980年中國農(nóng)業(yè)環(huán)境報告，我國土壤中鎘污染面積9333km2。2003年有報道認(rèn)為我國鎘污染耕地面積1.33萬公頃，并且有十一處污灌區(qū)土壤鎘含量達(dá)到了生產(chǎn)“鎘米”的程度，每年生產(chǎn)“鎘米”五萬噸。隨著“鎘米”的大量出現(xiàn)，治理土壤鎘污染刻不容緩，同時，通過研究那些可以降低作物吸收重金屬的元素來防止重金屬通過食物鏈富集到人體內(nèi)也是十分有意義的。
本研究通過研究Si對Cd脅迫下水稻對礦質(zhì)元素的吸收影響，來了解水稻中含量最大的元素如何降低Cd的毒害作用和是否可以減少Cd在水稻體內(nèi)的積累，為解決鎘的土壤污染及食品污染等問題提供理論基礎(chǔ)。

2、 文獻(xiàn)綜述（國內(nèi)外研究情況及其發(fā)展）：
2.1水稻簡介
水稻是一年生禾本科植物，高約1.2米，葉長而扁，圓錐花序由許多小穗組成。水稻喜高溫、多濕、短日照，對土壤要求不嚴(yán)，水稻土最好。幼苗發(fā)芽最低溫度10～12℃，最適2
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料和糠醛。稻草用作飼料、牲畜墊草、覆蓋屋頂材料、包裝材料，還可制席墊、服裝和掃帚等。稻的主要生產(chǎn)國是中國、印度、日本、孟加拉國、印度尼西亞、泰國和緬甸。其他重要生產(chǎn)國有越南、巴西、韓國、菲律賓和美國。上個世紀(jì)晚期，世界稻米年產(chǎn)量平均為4000億公斤左右，種植面積約1.45億公頃。世界上所產(chǎn)稻米的95%為人類所食用。水稻除稱為旱稻的生態(tài)型外，稻都在熱帶、亞熱帶和溫帶等地區(qū)的沿海平原、潮汐三角洲和河流盆地的淹水地栽培(水稻)。種子播在準(zhǔn)備好的秧田上，當(dāng)苗齡為20～25天時移植到周圍有堤的水深為5～10公分(2～4寸)的稻田內(nèi)，在生長季節(jié)要一直浸在水中。
水稻是硅素需要量最大的作物之一，一般在植株灰分中二氧化硅占70%以上，素有“硅酸植物”之稱[1]。因此，水稻屬于高Si積累型，其體內(nèi)Si含量10～15%(干重),Si含量是其他大量元素氮、磷和鉀的幾倍。水稻中無定形態(tài)的SiO2 •nH2O是最普遍的硅存在形式,占整株含Si量的90%以上。Si對水稻的生長、發(fā)育、產(chǎn)量和抗逆性有著重要的有益作用（Ma 和Takahashi，2002）。水稻也是對鎘吸收最強(qiáng)的大宗谷類作物，在土壤中具有較強(qiáng)的化學(xué)活性，與其他重金屬相比，更易被水稻吸收并被積累到籽粒中，并通過食物鏈富集危害人體健康。
2.2土壤鎘污染概述
人類賴以生存的土壤正遭受著重金屬的侵害，時刻威脅著人類健康。重金屬污染已成為全球面臨的嚴(yán)峻問題之一，其中鎘因周期長、移動性大、毒性高、難降解等備受關(guān)注。鎘元素周期表IIB族中的元素，銀白色金屬，相對分子質(zhì)量為112.41，核電核和電子數(shù)是48。鎘只有兩種價態(tài)，即0價和+2價，在土壤中的鎘只涉及二價鎘及其化合物[2]。自20世紀(jì) 20年代起，隨著電解工業(yè)的發(fā)展，Cd產(chǎn)量明顯增加，由 Cd產(chǎn)生的環(huán)境污染問題也隨之出現(xiàn)。但由于其具有隱蔽性的特點(diǎn)，直到二戰(zhàn)時期日本發(fā)生的“鎘米事件”后，鎘污染才逐漸被人們認(rèn)識和關(guān)注，有關(guān)鎘污染的研究也從此深入開展。
土壤中鎘的背景值含量范圍為 001～2 mg/ kg,中值為035mg/ kg,我國土壤的背景值平均為0097 mg/ kg, 略低于日本和英國。一般情況下土壤中自然存在的鎘不至于對人類造成危害,造成危害的土壤鎘大都是人為因素引入的。土壤中的鎘污染主要是隨著采礦、冶煉和電鍍工業(yè)的不斷發(fā)展而積累的。歸納起來污染途徑有 3個方面。①大氣沉降。工業(yè)廢氣中的鎘伴隨著粉塵隨風(fēng)擴(kuò)散至工廠周圍, 經(jīng)過雨淋和自然沉降進(jìn)入土壤中。當(dāng)土壤中鎘含量超過一定范圍時，就造成了污染。②污水灌溉。采礦廢水和電鍍、堿性電池工業(yè)廢水及城市居民用水如未經(jīng)處理或處理不達(dá)標(biāo), 鎘隨著污水灌溉進(jìn)入土壤。③施肥不當(dāng)。施用含鎘元素的化肥或施肥不妥以及長期施肥、大量施肥，都會對加深土壤對鎘的沉積。韓曉日等研究發(fā)現(xiàn),長期使用磷肥和高量有機(jī)肥會增加土壤鎘的含量,0～20 cm 土層鎘含量高于20～40 cm 和40～60cm土層。
鎘污染的危害可以分為：（1）對植物的危害：土壤中鎘的存在形態(tài)很多,大致可分為水溶性鎘和非水溶性鎘兩大類。其絡(luò)合態(tài)和離子態(tài)的水溶性鎘能為作物所吸收,對生物危害大；而非水溶性鎘不易遷移和難以被植物吸收,但隨著條件的改變,二者可互相轉(zhuǎn)化。環(huán)境中的鎘不是植物生長的必需元素，而是一種潛在性的有毒重金屬元素。土壤中的鎘離子由植物根部吸收,少量運(yùn)至上部。據(jù)研究,鎘在植物中各部位的分布情況基本上為根、葉、莖、花、果、籽粒。鎘在植物組織中含量達(dá)到1mg/ kg時,就對某些植物產(chǎn)生毒害,使植物表現(xiàn)出葉色減褪、植物矮化、物候期延遲的癥狀,導(dǎo)致植物生物產(chǎn)量下降,甚至死亡。具體表現(xiàn)為：對根部的損傷，抑制植物水分的吸收，阻礙光合作用和蒸騰作用等。（2）對人類及動物的危害：鎘是蓄積性毒物,其毒性是潛在的,人體內(nèi)鎘的生物學(xué)半衰期一般為 20 ～40 a。鎘對人體組織和器官的毒害是多方面的,且治療極為困難。土壤鎘污染對人類的危害途徑是通過食物鏈，尤其是“鎘米 ”、“鎘菜 ……（未完，全文共6102字，當(dāng)前僅顯示2143字，請閱讀下面提示信息。收藏《論文開題報告：鎘脅迫下硅對水稻吸收微量元素的影響研究》）