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关键词：
羟基自由基(·OH),有机磷污染物,降解,pH值,正交试验
发表时间：
2012-08-22 11:24:31
羟基磷灰石对Cd污染土壤中马铃薯生长及品质的影响
黄海翔 | -> | 1102| 0| 0.393609MB |马铃薯.Cd污染.土壤.羟基磷灰石.改良.品质
摘要:通过温室盆栽实验研究了施用羟基磷灰石改良Cd 污染土壤对马铃薯生长及品质的影响. 实验设置了3 个Cd 污染水平(0、5、10 mg·kg － 1 )、6 个羟基磷灰石施用量(0、4、8、10、16、30 g·kg － 1 ) 和2 个马铃薯品种( 中薯3 号、大西洋) . 结果表明，土壤Cd 污染导致马铃薯单株产量下降(5 mg·kg － 1 的Cd 污染土壤中降低24% ～ 31% ，10 mg·kg － 1 的Cd 污染土壤中降低41%～ 45% ) ，但是施用羟基磷灰石可以提高单株产量. 相对于不施用羟基磷灰石，5 mg·kg － 1 的Cd 污染土壤中施用10 g·kg － 1 的羟基磷灰石可以增产17% ～ 39% ，10 mg·kg － 1 的Cd 污染土壤中施用30 g·kg － 1 的羟基磷灰石可以增产45% ～ 58% . 由于羟基磷灰石改善了Cd 污染土壤环境，因此马铃薯器官中叶绿素含量和SOD 活性明显上升，而MDA 含量明显下降. 施用羟基磷灰石也提高了马铃薯品质，马铃薯块茎中维生素C 含量、淀粉含量以及蛋白质含量也明显提高. 随着羟基磷灰石施用量由0 g·kg － 1增加到30 g·kg － 1 ，在5 mg·kg － 1 的Cd 污染土壤中，马铃薯块茎Cd 含量由0. 87 ～ 0. 95 mg·kg － 1 下降到0. 13 ～ 0. 21 mg·kg － 1 ，降幅为78% ～ 85% ;在10 mg·kg － 1 的Cd 污染土壤中，块茎Cd 含量由1. 86 ～ 1. 93 mg·kg － 1 下降到0. 52 ～ 0. 65 mg·kg － 1 ，降幅为66% ～ 72% . 实验表明，羟基磷灰石缓解土壤Cd 毒性的主要机制是提高土壤pH 值，降低土壤中有效态Cd 含量，羟基磷灰石中的Ca 阻碍土壤Cd 向马铃薯迁移. 但是羟基磷灰石对土壤Cd 毒性的缓解效应是有限性的，过量施用可能对马铃薯生长和品质产生胁迫作用. 在Cd 污染土壤中施用适量的羟基磷灰石后中薯3 号生长状况和品质好于大西洋，说明不同马铃薯品种对种植环境的改善有不同的响应.
土壤Cd 对植物的生长发育有着明显的毒害作用. 受到Cd 毒害的植物会表现出根系对水分吸收减少，叶绿素含量和光合效应降低，植物体内活性氧自由基的代谢平衡受到影响，因而出现植物褪绿、植株矮小、物候期延迟、生物产量下降甚至死亡等症状［1］. Cd 对植物的品质也表现出毒害特征，例如随着土壤中Cd 含量的增加，小白菜还原糖和维生素C含量逐渐下降［2］. 因此，治理与改良Cd 污染土壤以有利于农业生产一直是备受关注的研究课题. 近几年来，向土壤投加羟基磷灰石、石灰石等固化剂成为治理土壤Cd 污染的有效措施［3］，因为这些固化剂既可提高土壤pH 值，增强土壤对Cd 的吸附，同时又可以提供植物需要的Ca 元素，还可以使土壤中Cd 形成难溶性的含Cd 沉淀物［4］.
马铃薯( Solanum tuberosum L. ) 是一种重要的粮食作物. 研究表明，Cd 等重金属污染导致马铃薯DNA 严重破损，表现出马铃薯生长受阻，植株高度显著下降，叶片曲卷等症状［5］. Cd 污染对马铃薯生长的毒性取决于Cd 胁迫强度、马铃薯品种、暴露时间等因素［6］. 由于重金属污染土壤中生长的植物根系大量积累重金属［7，8］，马铃薯块茎中重金属Cd 含量和马铃薯品质问题应该予以特别关注.
湖南是有色金属之乡，土壤重金属污染相当严重;同时，马铃薯在湖南种植面积很大. 然而，国内外有关Cd 污染土壤改良对马铃薯种植和品质影响的研究目前还少见报道. 本研究通过温室盆栽实验，分析了施用羟基磷灰石［Ca10( PO4)6( OH)2］改良Cd污染土壤对马铃薯生长及品质的影响，探讨了羟基磷灰石缓解土壤Cd 毒性的机制和局限性，其目的是改善Cd 污染土壤环境以利于马铃薯生长与品质的提高，以期为重金属污染土壤中马铃薯的种植提供科学依据.
马铃薯( Solanum tuberosum L. ) 是一种重要的粮食作物. 研究表明，Cd 等重金属污染导致马铃薯DNA 严重破损，表现出马铃薯生长受阻，植株高度显著下降，叶片曲卷等症状［5］. Cd 污染对马铃薯生长的毒性取决于Cd 胁迫强度、马铃薯品种、暴露时间等因素［6］. 由于重金属污染土壤中生长的植物根系大量积累重金属［7，8］，马铃薯块茎中重金属Cd 含量和马铃薯品质问题应该予以特别关注.
湖南是有色金属之乡，土壤重金属污染相当严重;同时，马铃薯在湖南种植面积很大. 然而，国内外有关Cd 污染土壤改良对马铃薯种植和品质影响的研究目前还少见报道. 本研究通过温室盆栽实验，分析了施用羟基磷灰石［Ca10( PO4)6( OH)2］改良Cd污染土壤对马铃薯生长及品质的影响，探讨了羟基磷灰石缓解土壤Cd 毒性的机制和局限性，其目的是改善Cd 污染土壤环境以利于马铃薯生长与品质的提高，以期为重金属污染土壤中马铃薯的种植提供科学依据.
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