论文开题报告：镉胁迫下硅对水稻吸收微量元素的影响研究

大学本科毕业论文(设计)开题报告
学院：化工学院　　专业班级：2008级环境工程1班

课题名称 镉胁迫下硅对水稻吸收微量元素的影响研究

1、本课题的的研究目的和意义：
据1980年中国农业环境报告，我国土壤中镉污染面积9333km2。2003年有报道认为我国镉污染耕地面积1.33万公顷，并且有十一处污灌区土壤镉含量达到了生产“镉米”的程度，每年生产“镉米”五万吨。随着“镉米”的大量出现，治理土壤镉污染刻不容缓，同时，通过研究那些可以降低作物吸收重金属的元素来防止重金属通过食物链富集到人体内也是十分有意义的。
本研究通过研究Si对Cd胁迫下水稻对矿质元素的吸收影响，来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减少Cd在水稻体内的积累，为解决镉的土壤污染及食品污染等问题提供理论基础。

2、 文献综述（国内外研究情况及其发展）：
2.1水稻简介
水稻是一年生禾本科植物，高约1.2米，叶长而扁，圆锥花序由许多小穗组成。水稻喜高温、多湿、短日照，对土壤要求不严，水稻土最好。幼苗发芽最低温度10～12℃，最适2
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料和糠醛。稻草用作饲料、牲畜垫草、覆盖屋顶材料、包装材料，还可制席垫、服装和扫帚等。稻的主要生产国是中国、印度、日本、孟加拉国、印度尼西亚、泰国和缅甸。其他重要生产国有越南、巴西、韩国、菲律宾和美国。上个世纪晚期，世界稻米年产量平均为4000亿公斤左右，种植面积约1.45亿公顷。世界上所产稻米的95%为人类所食用。水稻除称为旱稻的生态型外，稻都在热带、亚热带和温带等地区的沿海平原、潮汐三角洲和河流盆地的淹水地栽培(水稻)。种子播在准备好的秧田上，当苗龄为20～25天时移植到周围有堤的水深为5～10公分(2～4寸)的稻田内，在生长季节要一直浸在水中。
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”之称[1]。因此，水稻属于高Si积累型，其体内Si含量10～15%(干重),Si含量是其他大量元素氮、磷和钾的几倍。水稻中无定形态的SiO2 •nH2O是最普遍的硅存在形式,占整株含Si量的90%以上。Si对水稻的生长、发育、产量和抗逆性有着重要的有益作用（Ma 和Takahashi，2002）。水稻也是对镉吸收最强的大宗谷类作物，在土壤中具有较强的化学活性，与其他重金属相比，更易被水稻吸收并被积累到籽粒中，并通过食物链富集危害人体健康。
2.2土壤镉污染概述
人类赖以生存的土壤正遭受着重金属的侵害，时刻威胁着人类健康。重金属污染已成为全球面临的严峻问题之一，其中镉因周期长、移动性大、毒性高、难降解等备受关注。镉元素周期表IIB族中的元素，银白色金属，相对分子质量为112.41，核电核和电子数是48。镉只有两种价态，即0价和+2价，在土壤中的镉只涉及二价镉及其化合物[2]。自20世纪 20年代起，随着电解工业的发展，Cd产量明显增加，由 Cd产生的环境污染问题也随之出现。但由于其具有隐蔽性的特点，直到二战时期日本发生的“镉米事件”后，镉污染才逐渐被人们认识和关注，有关镉污染的研究也从此深入开展。
土壤中镉的背景值含量范围为 001～2 mg/ kg,中值为035mg/ kg,我国土壤的背景值平均为0097 mg/ kg, 略低于日本和英国。一般情况下土壤中自然存在的镉不至于对人类造成危害,造成危害的土壤镉大都是人为因素引入的。土壤中的镉污染主要是随着采矿、冶炼和电镀工业的不断发展而积累的。归纳起来污染途径有 3个方面。①大气沉降。工业废气中的镉伴随着粉尘随风扩散至工厂周围, 经过雨淋和自然沉降进入土壤中。当土壤中镉含量超过一定范围时，就造成了污染。②污水灌溉。采矿废水和电镀、碱性电池工业废水及城市居民用水如未经处理或处理不达标, 镉随着污水灌溉进入土壤。③施肥不当。施用含镉元素的化肥或施肥不妥以及长期施肥、大量施肥，都会对加深土壤对镉的沉积。韩晓日等研究发现,长期使用磷肥和高量有机肥会增加土壤镉的含量,0～20 cm 土层镉含量高于20～40 cm 和40～60cm土层。
镉污染的危害可以分为：（1）对植物的危害：土壤中镉的存在形态很多,大致可分为水溶性镉和非水溶性镉两大类。其络合态和离子态的水溶性镉能为作物所吸收,对生物危害大；而非水溶性镉不易迁移和难以被植物吸收,但随着条件的改变,二者可互相转化。环境中的镉不是植物生长的必需元素，而是一种潜在性的有毒重金属元素。土壤中的镉离子由植物根部吸收,少量运至上部。据研究,镉在植物中各部位的分布情况基本上为根、叶、茎、花、果、籽粒。镉在植物组织中含量达到1mg/ kg时,就对某些植物产生毒害,使植物表现出叶色减褪、植物矮化、物候期延迟的症状,导致植物生物产量下降,甚至死亡。具体表现为：对根部的损伤，抑制植物水分的吸收，阻碍光合作用和蒸腾作用等。（2）对人类及动物的危害：镉是蓄积性毒物,其毒性是潜在的,人体内镉的生物学半衰期一般为 20 ～40 a。镉对人体组织和器官的毒害是多方面的,且治疗极为困难。土壤镉污染对人类的危害途径是通过食物链，尤其是“镉米 ”、“镉菜 ……（未完，全文共6102字，当前仅显示2143字，请阅读下面提示信息。收藏《论文开题报告：镉胁迫下硅对水稻吸收微量元素的影响研究》）