輕稀土鑭和重稀土釔對玉米和油菜幼苗生長影響研究.pdf

1、在我國,稀土農(nóng)用范圍廣泛。目前,稀土農(nóng)用生物學(xué)效應(yīng)的研究和大田應(yīng)用主要為輕稀土,代表元素為鑭和鈰,主要側(cè)重于研究稀土對植物萌發(fā)、植物生長情況、植物中元素含量、植物生理指標(biāo)等方面的影響,對土壤中的稀土對植物生長的影響主要采用分根裝置和根系微域形態(tài)等研究方法。土壤施用稀土受土壤本身特異性的影響難以準(zhǔn)確反映稀土對植物的影響效應(yīng),因此,采用完全營養(yǎng)液培養(yǎng)能更好的在條件一致的情況下研究稀土對植物的生物效應(yīng)。
　　本課題以實(shí)驗(yàn)室植物生長完全營

2、養(yǎng)液作為背景,分別選取輕稀土和重稀土的代表元素鑭和釔,選取稀土農(nóng)用中應(yīng)用較多的單子葉植物玉米和雙子葉植物油菜,來探討輕、重稀土對單、雙子葉植物影響的生物學(xué)效應(yīng)。得到如下結(jié)果與結(jié)論:
　　1.在0-0.40mmol/L范圍內(nèi),輕稀土鑭和重稀土釔對單子葉植物玉米和雙子葉植物油菜種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均具有促進(jìn)作用,輕稀土鑭和重稀土釔的濃度為0.40mmol/L時,種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)都達(dá)到最大,在0-0.20mmol/

3、L處保持較大增長趨勢,在0.20-0.40mmol/L處增長趨勢放緩,輕稀土鑭對單子葉植物玉米和雙子葉植物油菜種子萌發(fā)率、萌發(fā)勢的促進(jìn)高于重稀土釔的處理,萌發(fā)指數(shù)則相反。當(dāng)輕稀土鑭和重稀土釔濃度大于0.60mmol/L時(0.60-0.80mmol/L),抑制玉米和油菜種子的萌發(fā),表現(xiàn)為玉米和油菜種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指標(biāo)下降,并且0.60mmol/L處,重稀土釔的抑制作用高于輕稀土鑭的。
　　2.對輕稀土鑭和重稀土釔對單子葉

4、植物玉米和雙子葉植物油菜幼苗生物量和葉綠素含量的影響進(jìn)行研究,研究結(jié)果表明:在0-0.40mmol/L范圍內(nèi),輕稀土鑭和重稀土釔對單子葉玉米和雙子葉植物油菜幼苗生物量及葉綠素量的提高均具有促進(jìn)作用。輕稀土鑭和重稀土釔的濃度為0.40mmol/L時生物量達(dá)到最大值,在0-0.20mmol/L處保持較大增長幅度,在0.20-0.40mmol/L處增長趨勢放緩。輕稀土鑭對單子葉植物玉米和雙子葉植物油菜葉綠素含量提升最大的濃度為0.40mmol

5、/L,而重稀土釔對單子葉植物玉米葉綠素b含量提升最大出現(xiàn)在0.20mmol/L處,重稀土釔對雙子葉植物油菜葉綠素含量提升最大的濃度為0.20mmol/L。在適宜濃度,輕稀土鑭對單子葉植物玉米和雙子葉植物油菜生物量的促進(jìn)效果高于重稀土釔的處理。輕稀土鑭和重稀土釔濃度大于0.60mmol/L時(0.60-0.80mmol/L),抑制玉米和油菜幼苗生長,表現(xiàn)為玉米和油菜生物量和葉綠素含量下降。
　　3.對輕稀土鑭和重稀土釔對單子葉植物玉

6、米和雙子葉植物油菜幼苗中總氮總磷含量的影響進(jìn)行研究,研究結(jié)果表明:在0-0.02mmol/L范圍內(nèi),輕稀土鑭和重稀土釔對單子葉植物玉米和雙子葉植物油菜幼苗地上部分和地下部分的總氮總磷含量的提高均具有促進(jìn)作用,輕稀土鑭和重稀土釔的濃度為0.20mmol/L時,總氮總磷含量達(dá)到最大值,僅稀土處理玉米地上部分總氮含量在0.10mmol/L處達(dá)到最大值,各處理中地下部分中總氮含量的增加與地上部分中總氮含量的增加趨勢一致。輕稀土鑭和重稀土釔處理玉

7、米和油菜地上部分總磷含量達(dá)到最大的濃度為0.20mmol/L,而地下部分總磷含量達(dá)到最大的濃度為0.40mmol/L,各處理中對地下部分總磷含量的促進(jìn)高于對地上部分總磷含量的促進(jìn)。當(dāng)濃度達(dá)到0.80mmol/L時,輕稀土鑭和重稀土釔對玉米和油菜中總氮總磷含量產(chǎn)生抑制效果,總氮總磷含量下降到與對照接近的水平。
　　4.對輕稀土鑭和重稀土釔對單子葉植物玉米和雙子葉植物油菜幼苗中稀土元素富集量的影響進(jìn)行研究,研究結(jié)果表明:低濃度稀土元素

8、處理可以促進(jìn)植物對稀土元素的吸收利用,當(dāng)稀土濃度達(dá)到0.10mmol/L左右時,達(dá)到一個吸收較高值。濃度達(dá)到0.60mmol/L時,植物對鑭和釔的吸收量達(dá)到最大,在0.80mmol/L處較0.60mmol/L處降幅不大。
　　5.稀土對植物影響的機(jī)理可能為:稀土元素添加在營養(yǎng)液中,被植物根系吸收,再通過轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入地上部分,部分集中于葉片中,在葉片中,稀土元素影響葉片中葉綠素的合成;而在根部和地上部分,稀土元素影響植物體內(nèi)各種生理變化

9、,影響植物對氮磷的吸收利用,影響了植物生物量、總氮總磷、葉綠素含量的變化。在低濃度情況下,稀土元素在植物體內(nèi)聚集,參與到細(xì)胞的正常代謝,對植物的生長發(fā)育起到促進(jìn)作用;當(dāng)稀土濃度過高時,稀土元素影響細(xì)胞的正常生理功能,從而對植物的生長發(fā)育起到抑制作用。適宜濃度的稀土元素可以促進(jìn)植株生物量的富集,有助于植株的健康生長,當(dāng)濃度超過一定限度,稀土元素通過對植株生理過程的影響,對植株產(chǎn)生毒害作用,降低植物正常的生理指標(biāo),造成植株生物量下降,對植物