論文開(kāi)題報(bào)告：鎘脅迫下硅對(duì)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(jì))開(kāi)題報(bào)告
學(xué)院：化工學(xué)院　　專(zhuān)業(yè)班級(jí)：2008級(jí)環(huán)境工程1班

課題名稱(chēng) 鎘脅迫下硅對(duì)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(guó)農(nóng)業(yè)環(huán)境報(bào)告，我國(guó)土壤中鎘污染面積9333km2。2003年有報(bào)道認(rèn)為我國(guó)鎘污染耕地面積1.33萬(wàn)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(wàn)噸。隨著“鎘米”的大量出現(xiàn)，治理土壤鎘污染刻不容緩，同時(shí)，通過(guò)研究那些可以降低作物吸收重金屬的元素來(lái)防止重金屬通過(guò)食物鏈富集到人體內(nèi)也是十分有意義的。
本研究通過(guò)研究Si對(duì)Cd脅迫下水稻對(duì)礦質(zhì)元素的吸收影響，來(lái)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(wèn)題提供理論基礎(chǔ)。

2、 文獻(xiàn)綜述（國(guó)內(nèi)外研究情況及其發(fā)展）：
2.1水稻簡(jiǎn)介
水稻是一年生禾本科植物，高約1.2米，葉長(zhǎng)而扁，圓錐花序由許多小穗組成。水稻喜高溫、多濕、短日照，對(duì)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(guó)是中國(guó)、印度、日本、孟加拉國(guó)、印度尼西亞、泰國(guó)和緬甸。其他重要生產(chǎn)國(guó)有越南、巴西、韓國(guó)、菲律賓和美國(guó)。上個(gè)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(lèi)所食用。水稻除稱(chēng)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(shí)移植到周?chē)械痰乃顬?～10公分(2～4寸)的稻田內(nèi)，在生長(zhǎng)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(chēng)[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(wú)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(duì)水稻的生長(zhǎng)、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(duì)鎘吸收最強(qiáng)的大宗谷類(lèi)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(guò)食物鏈富集危害人體健康。
2.2土壤鎘污染概述
人類(lèi)賴(lài)以生存的土壤正遭受著重金屬的侵害，時(shí)刻威脅著人類(lèi)健康。重金屬污染已成為全球面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題之一，其中鎘因周期長(zhǎng)、移動(dòng)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(duì)分子質(zhì)量為112.41，核電核和電子數(shù)是48。鎘只有兩種價(jià)態(tài)，即0價(jià)和+2價(jià)，在土壤中的鎘只涉及二價(jià)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(wèn)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(shí)期日本發(fā)生的“鎘米事件”后，鎘污染才逐漸被人們認(rèn)識(shí)和關(guān)注，有關(guān)鎘污染的研究也從此深入開(kāi)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(guó)土壤的背景值平均為0097 mg/ kg, 略低于日本和英國(guó)。一般情況下土壤中自然存在的鎘不至于對(duì)人類(lèi)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(lái)污染途徑有 3個(gè)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?chē)? 經(jīng)過(guò)雨淋和自然沉降進(jìn)入土壤中。當(dāng)土壤中鎘含量超過(guò)一定范圍時(shí)，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(zhǎng)期施肥、大量施肥，都會(huì)對(duì)加深土壤對(duì)鎘的沉積。韓曉日等研究發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)期使用磷肥和高量有機(jī)肥會(huì)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(duì)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(lèi)。其絡(luò)合態(tài)和離子態(tài)的水溶性鎘能為作物所吸收,對(duì)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(zhǎng)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(shí),就對(duì)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(duì)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(duì)人類(lèi)及動(dòng)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(duì)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(duì)人類(lèi)的危害途徑是通過(guò)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(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《論文開(kāi)題報(bào)告：鎘脅迫下硅對(duì)水稻吸收微量元素的影響研究》）