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《中国农业科学院》 2019年
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“小麦-土壤”系统耕地安全与小麦籽粒品质评估研究

张洋  
【摘要】:本研究以粮食主产区河南省的“小麦-土壤”系统为研究对象,基于耕地质量与农产品安全视角,利用分子环境学、代谢组学等研究方法,借助UPLC-QTOF、GC-QTOF、ICP-MS等检测平台,分别对不同有机肥-氮肥配比条件、不同类型种植模式(有机种植VS常规种植)条件下的耕地重金属动态特征及小麦营养分化特征进行了系统研究,并从耕地质量提升与农产品质量安全视角出发,提出了耕地休养生息、有机肥-化肥配置、绿肥种植等建议。本文的主要结论是:1、耕地重金属的迁移转化速率在N8-N15水平内最低。小麦籽粒健康风险评估结果显示当地人群在膳食N15施氮水平下的小麦籽粒时要承担更多的致癌与非致癌健康风险。在同年龄段人群比较而言,相对于6-17岁以及成年人,0-5岁的儿童面临更高的致癌与非致癌风险。另外,在致癌风险中,重金属Cr与As是最为重要的污染源,贡献率达到74.72%-83.11%。2、与常规种植模式相比,种养结合模式下的小麦籽粒营养代谢物产生了明显分化,通过多元统计方法对小麦籽粒代谢组学数据的分析,筛选出了种养结合模式下的生物标记物,主要包括7种氨基酸、6种糖类、3种糖醇、6种有机酸、3种脂肪酸、6种其它初级代谢产物,以及6个类黄酮类次级代谢产物。3、与常规种植系统相比,膳食有机系统种植的小麦籽粒要具有更高的致癌和非致癌风险。在不同年龄段的人群中,0-5岁儿童具有较高的非致癌类风险,而成人具有较高的致癌类风险。在研究的8种重金属中,As与Cr暴露是造成重金属暴露风险的主要影响因子,分别占非致癌风险贡献比例的64.89%与13.22%,同时Cr对致癌风险的贡献率也超过了 60%。4、基于耕地重金属污染关系到农产品质量安全及国民健康的考虑,提出耕地休养生息的制度安排和实施路径,有机肥-化肥配施的技术方案以及发展绿肥种植等政策建议。
【学位授予单位】:中国农业科学院
【学位级别】:博士后
【学位授予年份】:2019
【分类号】:S512.1;F323.211;F326.11

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