科研項(xiàng)目申報(bào)表曹生東

1、項(xiàng)目類別項(xiàng)目名稱項(xiàng)目負(fù)責(zé)人項(xiàng)目合作者學(xué)院、班級(jí)負(fù)責(zé)人聯(lián)系方式指導(dǎo)教師起止年限申報(bào)日期結(jié)項(xiàng)日期是否重點(diǎn)項(xiàng)目河西學(xué)院大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目申報(bào)書自然科學(xué)類兩種土壤中鎘的形態(tài)及其對(duì)微生物種群和酶活性的影響曹生東何治東 常漢達(dá)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院 種工113天霞2013 年 11 月一2014 年 11 月2013年11月27日2014年11月27日資助金額（大寫）貳仟肆佰伍拾共青團(tuán)河西學(xué)院委員會(huì)制填表說明A4一、本申請(qǐng)書為申請(qǐng)人申報(bào)河西學(xué)院學(xué)生科技創(chuàng)新研究資助項(xiàng)目的重要文 字依據(jù)，所列各項(xiàng)欄目必須認(rèn)真填寫，嚴(yán)謹(jǐn)明白、實(shí)事求是，一律用 紙雙面打?。欢?、“項(xiàng)目類別”填“自然科學(xué)類”、

2、“科技發(fā)明類”或 “社會(huì)科學(xué)類”；三、“項(xiàng)目或課題名稱 ”要簡(jiǎn)明、準(zhǔn)確，字?jǐn)?shù)限定在 20 個(gè)漢字以內(nèi)；四、“所在單位意見 ”要明確具體，既要肯定可行和合理的內(nèi)容，又要提出 存在問題和建議。申報(bào)者情況（個(gè)人項(xiàng)目）申報(bào)者情況姓名曹生東性別男出生年月1990年2月學(xué)院班級(jí)農(nóng)生院種工113班現(xiàn)學(xué)歷本科專業(yè)種子科學(xué)與工程年級(jí)2011學(xué)制4作品全稱通訊地址兩種土壤中鎘的形態(tài)及其對(duì)微生物種群和酶活性的影響河西學(xué)院郵政編碼734000移動(dòng)電作者 情況姓名性別學(xué)歷所在學(xué)院班級(jí)聯(lián)系方式何治東男本科農(nóng)生院種工113漢達(dá)男本科農(nóng)生院種工121/p>

3、資 格 認(rèn) 疋教學(xué)學(xué)院 意見作者是否為2013年9月1日前正式注冊(cè)在校學(xué)生。是 否若是，其學(xué)號(hào)為：1151508101部門蓋章：年 月曰指導(dǎo)教師意 見本作品是否為學(xué)生自已的真實(shí)作品。是否指導(dǎo)教師簽名：年 月曰說明：1.必須由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人按要求填寫，申報(bào)者情況欄內(nèi)必須填寫個(gè)人作 品的第一作者（承擔(dān)申報(bào)作品60%上的工作者）。2.本部分中的各教學(xué)學(xué)院簽章視為對(duì)申報(bào)者情況的確認(rèn)。申報(bào)作品情況說明：1.必須由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人填寫；2.本部分中的主管教學(xué)副主任簽章視為對(duì)申報(bào)者所填內(nèi)容的確認(rèn)。一、立項(xiàng)依據(jù)包括項(xiàng)目的研究意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析，并附主要參考文獻(xiàn)及出處。1.1研究意義隨著人類對(duì)輻的開采和廣泛應(yīng)用，工

4、農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展，帶來了一系列的 環(huán)境問題，其中土壤中的鎘污染問題也越來越嚴(yán)重（王秀麗，2006）。由于鎘在環(huán)境中具有活性強(qiáng)、移動(dòng)性大、生物毒性強(qiáng)且持久的特性，易被植物吸收和通過食物鏈的富集危及人類健康。人類活動(dòng)加速了鎘的地球化學(xué)循環(huán) 進(jìn)程,導(dǎo)致鎘向環(huán)境中釋放的速度加快，使土壤環(huán)境的鎘污染日益嚴(yán)重（王 友保，2010）。土壤鎘污染已成為當(dāng)前環(huán)境科學(xué)研究中的一個(gè)重點(diǎn)，鎘通過 各種途徑進(jìn)入土壤，使土壤含鎘量越來越高，導(dǎo)致作物吸鎘量增加，植物體 內(nèi)長(zhǎng)期形成的兀素間的關(guān)系受到破壞，生物量減少，品質(zhì)惡化。土壤重金屬污染不僅要看它的含量，還要看它在土壤中存在的形態(tài)（熊 毅，1975），即使含量相同，由于重金

5、屬化合形態(tài)的不同，植物對(duì)它們的吸 收將出現(xiàn)很大的差異（任繼凱，1982）。土壤是微生物的大本營(yíng)，微生物和 酶對(duì)重金屬脅迫的反應(yīng)要比動(dòng)物和植物敏感（王秀麗，2006）。重金屬一旦污染土壤，不僅嚴(yán)重危害植物生產(chǎn)，影響人畜健康，亦能引起土壤微生物 群落整體性的變化19。鎘污染使得土壤微生物的生長(zhǎng)、形態(tài)和代謝均受到 干擾，導(dǎo)致微生物群落結(jié)構(gòu)變化，生態(tài)平衡穩(wěn)定性受到破壞（秦世學(xué)）。然而，對(duì)于鎘的不同形態(tài)和微生物群落與酶之間的關(guān)系在國(guó)內(nèi)外研究得不是 很透徹。本研究以河西地區(qū)兩種主要土壤：灌漠土和潮土為研究對(duì)象，通過盆 栽試驗(yàn)，模擬鎘的不同形態(tài)對(duì)土壤微生物群落和酶影響機(jī)理的研究對(duì)探索 微生物和酶活性在污染土

6、壤環(huán)境中的活動(dòng)規(guī)律，揭示鎘的不同形態(tài)與土壤 微生物種群和土壤酶間的平衡以及對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響，評(píng)價(jià)重金屬污 染的土壤生態(tài)質(zhì)量，對(duì)改善河西走廊污染土壤生物治理和環(huán)境修復(fù)技術(shù)有 著重要的科學(xué)意義和應(yīng)用前景。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析土壤的重金屬污染問題一直是國(guó)內(nèi)外土壤學(xué)、環(huán)境科學(xué)研究的熱點(diǎn)（王秀麗，2006）。國(guó)外學(xué)者研究表明，在土壤中加入微量的鎘，能使土壤細(xì)菌 數(shù)目由每克土壤 4800104個(gè)減少為2000個(gè)。Mcgrath發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期受金 屬污泥污染的土壤，微生物生物量有下降的趨勢(shì)（張為政，1993）。Nosir研 究發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期受工業(yè)廢水污染的土壤，微生物量遠(yuǎn)低于正常土壤X .H .波欽諾克.荊家

7、海。Fliebbach等的研究也表明，低濃度的重金屬能刺激微生物的生長(zhǎng)，而高濃度則導(dǎo)致土壤微生物量碳的明顯下降（陸文龍，2008）。以上研究都說明了重金屬對(duì)土壤微生物的影響。國(guó)內(nèi)研究表明，重金屬對(duì)土壤酶活性的影響因土壤類型、重金屬種類、濃度以及土壤酶的種類而異（和文祥，2000）。還有研究表明，在盆栽條件下鎘單一污染土壤的脲酶、 堿性磷酸酶和蔗糖酶的活性在根際土壤中的分布均大于在非根際中的分 布，且鎘單一污染土壤中3種酶活性均小于對(duì)照無污染土壤（邱莉萍，2006）。這些研究都取得了較為滿意的結(jié)果，但大多數(shù)研究只關(guān)注重金屬含量 與土壤生化活性的關(guān)系，而很少涉及不同形態(tài)重金屬的影響，也鮮見鎘對(duì) 土

8、壤酶活性研究的報(bào)道。故有必要對(duì)不同價(jià)態(tài)鎘與土壤酶活性之間關(guān)系開 展深入系統(tǒng)的研究，這在理論和實(shí)踐上具有十分重要的意義。1.3參考文獻(xiàn)1 戴濡伊，吳季榮，徐劍宏等.小麥根際土壤脫氫酶活性測(cè)定方法的改進(jìn)J .江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2003,29 （4） :772-7762 和文祥，朱銘莪，張一平.土壤酶與重金屬關(guān)系的研究現(xiàn)狀J 土壤與環(huán)境，2000, 9（2）:139-1423 劉銘，劉鳳枝，劉保峰.土壤中有效態(tài)鉛和鎘的測(cè)定 J.全國(guó)耕地土壤污染監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)研 討會(huì)，20064 荊家海，丁鐘榮.北京：科學(xué)出版社D.1981,203-207.5 陸文龍.重金屬鎘對(duì)土壤微生物活性影響的研究D.東北師范大學(xué)，

9、2008 秦嘉海.河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院 D. 土壤肥料學(xué),20137 邱莉萍，張興昌.Cu Zn Cd 和EDTA對(duì)土壤酶活性影響的研究 J.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)2006,25（1）:30- 338 秦世學(xué).土壤鎘污染對(duì)作物的影響及作物對(duì)土壤鎘的吸收J(rèn).林境料學(xué)叢刊，第四卷 第十期9 任繼凱，陳清朗，陳靈芝，韓榮莊 .土壤鎘污染與作物M.植物生態(tài)學(xué)與地植物學(xué)叢刊,198210 王娟鎘和銅對(duì)土壤生物化學(xué)活性影響的研究 M.西北農(nóng)林科技大學(xué)，200711 王秀麗重金屬復(fù)合污染對(duì)土壤環(huán)境微生物群落的影響機(jī)理研究D.浙江大學(xué)，200212 王友保，燕傲蕾，張旭情吊蘭生長(zhǎng)對(duì)土壤鎘形態(tài)分布與含量的影響J

10、.水土保持學(xué)報(bào)，201013 X . H .波欽諾克植物生物化學(xué)分析方法M14 熊毅 土壤中重金屬的締合方式和機(jī)制，土壤農(nóng)化 1975:第2期8-18頁15 鄭世英，商學(xué)芳 土壤鎘污染研究進(jìn)展J.安徽農(nóng)學(xué)通報(bào),2006, 12(5): 43 -4416 張海燕、張旭東、李軍等，土壤微生物量測(cè)定方法概述D微生物學(xué)雜志，2005年7月第25卷第4期17 周禮愷，張志明 土壤酶活性的測(cè)定方法D中國(guó)科學(xué)院林業(yè)土城研究所18 張為政對(duì)土壤酶活性和微生物的影響J 土壤肥料,1993,(5):12-1419 Brookes. P.C.a ndS. P.MeGrath.Effectsofmetaltoxiei

11、tyo nthesizeofthe5011mierobialbiomass.Jou 們 nalof5011Seienee.1984,35:341一 346.二、研究?jī)?nèi)容1.研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題。2.1.1研究目標(biāo)1）研究土壤酶活性在被鎘污染時(shí)隨時(shí)間的變化，判斷供試土壤酶類與理化性質(zhì)的相關(guān)性。2）研究不同類型和不同肥力水平的供試土壤被鎘污染時(shí)其理化性質(zhì)和微生 物種群的不同變化，分析其具體的對(duì)應(yīng)關(guān)系。3） 最終通過盆栽箭舌豌豆映射出鎘對(duì)張掖市其它農(nóng)作物的影響，擬定適宜 的重金屬工業(yè)廢棄物的土地處理措施，尋求提高土壤抗污染能力的有效途 徑。2.1.2研究?jī)?nèi)容1）土壤中不同濃度的鎘對(duì)土

12、壤理化性質(zhì)的影響。例如： pH值、土壤有機(jī) 質(zhì)、土壤礦化率、速效磷及堿解氮的變化。2）土壤中不同濃度的鎘對(duì)土壤中微生物種群數(shù)量和酶活性的影響。3）土壤中不同濃度的鎘影響下其不同酶與理化性質(zhì)間的相關(guān)性。4）兩種土壤中的各理化性質(zhì)、微生物種群數(shù)量、酶活性反過來對(duì)不同形態(tài) 鎘的影響。2.1.3擬解決的關(guān)鍵問題1）通過盆栽箭舌豌豆研究土壤中各形態(tài)的鎘在豌豆不同生長(zhǎng)期對(duì)土壤中 pH值、土壤有機(jī)質(zhì)、土壤礦化率、速效磷及堿解氮的影響情況并能夠得出 可靠而又敏感的相關(guān)性。2）利用土壤微生物生物量和土壤呼吸量?jī)身?xiàng)生物學(xué)指標(biāo)通過盆栽箭舌豌豆 研究土壤中各形態(tài)鎘在豌豆不同生長(zhǎng)期與土壤中微生物的關(guān)系，并能反映 土壤微

13、生物生物量的總體活性，得出土壤中微生物與鎘污染程度存在一定 相關(guān)性。3）通過盆栽箭舌豌豆研究土壤中各形態(tài)的鎘的含量變化在豌豆不同生長(zhǎng)期 與土壤中脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、脫氫酶的活性產(chǎn)生抑制或激活的關(guān)系。2.2擬采取的研究方案及技術(shù)路線。2.2.1研究方案2.2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料灌漠土潮土2.2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)盆栽試驗(yàn)共設(shè)10個(gè)處理，包括2種土壤：灌漠土和潮土； 5個(gè)Cd濃度：0,2.5，5,10和25 mgkg-土。具體試驗(yàn)過程如下：將不同濃度Cd（CdCl2 2.5出0）溶液與備好的過5mm篩的風(fēng)干土壤混合均勻裝盆。各處理的盆（高20cm,直徑17cm）均裝土 3公斤，化肥以溶液形式施入，施

14、肥量為 P2O5（0.2g/kg） 和K2O（ 0.2g/kg ）。每個(gè)處理設(shè)4個(gè)重復(fù)，完全隨機(jī)排列，平衡 30天。同時(shí)設(shè)置相同處理下無箭舌豌 豆種植的土壤作為對(duì)照。在箭舌豌豆未種植前和成熟期進(jìn)行土壤和箭舌豌豆樣品采集。2.2.1.3 測(cè)定方法1） 基本理化性質(zhì)測(cè)定：全鎘、有效態(tài)鎘（劉銘）原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定，PH值、速效P、堿解N、有機(jī)質(zhì)常規(guī)方法（秦嘉海）2） 酶活性測(cè)定：（脫氫酶）TT（法（戴濡伊）、（脲酶）水解時(shí)生成的氨量法、（磷酸酶）生成的酚量法（周禮愷）、（蔗糖酶）比色法（陸文龍）3） 微生物種群測(cè)定：（放線菌、真菌、細(xì)菌）比色法（張海燕）2.2.2技術(shù)路線兩種土壤鎘的形態(tài)及其對(duì)微

15、生物和酶活性的影響<十V2.3本項(xiàng)目的特色與創(chuàng)新之處1） 關(guān)于重金屬和土壤研究大多數(shù)只關(guān)注金屬含量與土壤生化活性的系，而 很少涉及不同形態(tài)重金屬的影響，特別是鎘的不同形態(tài)及其對(duì)微生物種群 和酶活性的影響就更為鮮見了。2） 國(guó)內(nèi)有大多數(shù)作物與土壤重金屬污染的研究，但很少有豆科植物與鎘污 染的研究。3） 重金屬對(duì)農(nóng)作物土壤及城市土壤污染的研究的確不少，但反過來研究農(nóng) 作物對(duì)土壤中不同鎘形態(tài)影響的確很少。2.4年度研究計(jì)劃及預(yù)期研究成果（1）年度研究計(jì)劃2013年11月-2014年2月：文獻(xiàn)閱讀，收集資料，采集土壤；2014年3月-2014年6月：確定實(shí)驗(yàn)方法，進(jìn)行盆栽試驗(yàn)，采集土壤及植物樣品

16、, 完成各項(xiàng)測(cè)定工作，數(shù)據(jù)處理；2014年7月-2014年11月：數(shù)據(jù)處理并撰寫文章（2）預(yù)期研究成果發(fā)表CSC%文1篇三、研究基礎(chǔ)與工作條件3.1與本研究有關(guān)工作或成果（1）關(guān)于Cd在土壤-植物系統(tǒng)的方面的研究有大量文獻(xiàn)參閱， 本實(shí)驗(yàn)可參照前人研究， 亦有所創(chuàng)新；關(guān)于Cd總量、有效態(tài)及各形態(tài)含量的提取方法和測(cè)定方法、土壤基本理 化性質(zhì)的測(cè)定方法相對(duì)成熟，可靠。（2）水培條件下不同濃度的Cd在箭舌豌豆中的積累已經(jīng)做了相關(guān)研究， 文章正在整理 中。3.2已具備的研究條件和優(yōu)勢(shì)（包括研究工作的資料、儀器設(shè)備、指導(dǎo)教師等有無困難， 如何解決）（1） 農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室具有較好的研究設(shè)施和條件，實(shí)驗(yàn)室配備了恒溫震蕩搖床， 原子吸收儀等儀器，并且有專門的土壤肥料學(xué)實(shí)驗(yàn)室，保證試驗(yàn)的順利進(jìn)行。（2）測(cè)定土壤和植物中Cd的方法相對(duì)比較成熟，可以保證結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。（3）指導(dǎo)老師近幾年一直從事土壤健康與環(huán)境土壤學(xué)