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《安徽农业大学》 2005年
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稀土元素在大豆中的分异及其影响因素探讨

闫军才  
【摘要】:稀土元素(Rare Earth Elements,REEs)现已广泛应用于冶金、机械、化工和农牧养殖等传统产业领域,因为可以显著改善产品性能和增加产量等优良特性,一直成为各个国家优先开发和发展的热点。我国是稀土的大国,稀土的开发利用一直受到高度重视。特别是近 30 年来稀土肥料在农业领域的大量推广应用,增产提质的同时,无疑也加速了环境中稀土元素的富集和积累。稀土进入环境后,对生态,生物和人体的负面影响及其不确定环境效应一直成为近年来许多科学家关注的热点,但也只是刚刚起步。目前,相关研究主要集中于稀土元素在地表环境中的背景含量、稀土的环境化学行为、稀土的生物效应等诸多方面,而涉及稀土元素分异,尤其是在植物中分异的研究尚不多。 稀土元素也属于重金属元素,但与其他重金属不同的是,稀土是由一组化学性质十分相似的元素组成,而且多以共生方式在自然界存在。不同稀土元素的化学性质存在微小而系统的差异,导致在一些地球化学过程中相互之间会产生有规律的分异,也因此一直作为剖析岩石和矿物成因的重要示踪剂。研究稀土这种与其他重金属不同的独特分异特性,对于揭示和分析稀土和重金属在土壤(溶液)-植物系统中的迁移、(路径和机理)有着十分重要的科学意义,同时也为研究植物对土壤,水质等环境修复问题提供参考依据。 由于自然状况下研究稀土在植物中的分异,受土壤和根际环境复杂性干扰,很难进行对比和发现其规律。为克服以上不足,以大豆为植物材料用营养液培养及添加外源稀土等人工控制手段开展室内模拟实验, 运用 ICP-MS 测定技术、水质模型计算技术等手段,研究混合稀土元素在大豆中的迁移、积累和相互之间的分异特征,分析植物中主控稀土元素迁移、积累和分异的化学和生物学机制。对于研究和揭示重金属对生物体的生理毒害机理,生物修复等有着十分重要的借鉴价值。以下是研究内容概要。 1. 水培条件下,观察到稀土元素在大豆不同器官中的积累和分异特征. 水培条件下,添加外源混合稀土(总稀土浓度为 10μM)培养。实验结果表明:大豆根部、茎叶部均有 REE 积累,REE 大部分积累于根部(91%),叶茎中REE 积累量以第三片复叶及下连茎(茎 3)含量最高。复叶单叶之间 REE 积累也存在差异,其中复叶 3 中间单叶含量最高,其它两片单叶 REE 含量无显著差异。中间单叶环切分析,中间单叶自叶柄至叶外缘,REE 含量逐渐减小。大豆各器官 REE 分异特征:根中具有显著中稀土(MREE)富集及 M-型四重效应分布;叶茎中具有重稀土(HREE)相对富集及 W-型四重效应分布。叶茎中富集HREE 强度以复叶 3 和茎 3 最大,各复叶 HREE 强度显著大于各相应茎。此时茎
【学位授予单位】:安徽农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:S565.1

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