科研项目申报表

编码： 河西学院大学生科技创新项目河西学院大学生科技创新项目申报书申报书项目类别项目类别自然科学类自然科学类项目名称项目名称两种土壤中镉的形态及其对微生物种群和酶两种土壤中镉的形态及其对微生物种群和酶活性的影响活性的影响项目负责人项目负责人曹生东曹生东项目合作者项目合作者何治东何治东 常汉达常汉达学院、班级学院、班级农业与生物技术学院农业与生物技术学院 种工种工 113113 班班负责人联系方式负责人联系方式1809361595818093615958指导教师指导教师关天霞关天霞起止年限起止年限20132013 年年 1111 月月 20142014 年年 1111 月月申报日期申报日期20132013 年年 1111 月月 2727 日日结项日期结项日期20142014 年年 1111 月月 2727 日日是否重点项目是否重点项目资助金额（大写）资助金额（大写） 贰仟肆佰伍拾贰仟肆佰伍拾共青团河西学院委员会制共青团河西学院委员会制2二一三年十一月二十日填 表 说 明一、本申请书为申请人申报河西学院学生科技创新研究资助项目的重要文字依据，所列各项栏目必须认真填写，严谨明白、实事求是，一律用 A4纸双面打印；二、 “项目类别”填“自然科学类”、 “科技发明类”或“社会科学类”；三、 “项目或课题名称”要简明、准确，字数限定在 20 个汉字以内；四、 “所在单位意见”要明确具体，既要肯定可行和合理的内容，又要提出存在问题和建议。3申报者情况（个人项目）申报者情况（个人项目）姓 名曹生东性别男出生年月1990 年 2 月学院班级农生院种工 113 班现学历本科专 业种子科学与工程年级2011学制4作品全称两种土壤中镉的形态及其对微生物种群和酶活性的影响邮政编码734000申报者情况通讯地址河西学院 移动电话18093615958 姓名性别学历所在学院班级联系方式何治东男本科农生院种工 113 班18093615653合作者 情况 常汉达男本科农生院种工 121 班18209463400资格认定教学学院意见作者是否为 2013 年 9 月 1 日前正式注册在校学生。 是 否 若是，其学号为：1151508101 部门盖章：年 月 日指导教师意见本作品是否为学生自已的真实作品。 是 否指导教师签名：年 月 日说明：1. 必须由项目负责人按要求填写，申报者情况栏内必须填写个人作品的第一作者（承担申报作品 60%以上的工作者） 。 2. 本部分中的各教学学院签章视为对申报者情况的确认。4申报作品情况申报作品情况说明：1. 必须由项目负责人填写；2. 本部分中的主管教学副主任签章视为对申报者所填内容的确认。一、立项依据一、立项依据5包括项目的研究意义、国内外研究现状分析，并附主要参考文献及出处。1.1 研究意义研究意义随着人类对辐的开采和广泛应用, 工农业的迅猛发展，带来了一系列的环境问题，其中土壤中的镉污染问题也越来越严重（王秀丽，2006） 。由于镉在环境中具有活性强、移动性大、生物毒性强且持久的特性,易被植物吸收和通过食物链的富集危及人类健康。人类活动加速了镉的地球化学循环进程,导致镉向环境中释放的速度加快,使土壤环境的镉污染日益严重（王友保，2010） 。土壤镉污染已成为当前环境科学研究中的一个重点，镉通过各种途径进入土壤,使土壤含镉量越来越高,导致作物吸镉量增加,植物体内长期形成的元素间的关系受到破坏,生物量减少,品质恶化。土壤重金属污染不仅要看它的含量,还要看它在土壤中存在的形态（熊毅，1975） ，即使含量相同,由于重金属化合形态的不同,植物对它们的吸收将出现很大的差异（任继凯，1982） 。土壤是微生物的大本营，微生物和酶对重金属胁迫的反应要比动物和植物敏感（王秀丽，2006） 。重金属一旦污染土壤，不仅严重危害植物生产，影响人畜健康，亦能引起 土壤微生物群落整体性的变化。镉污染使得土壤微生物的生长、形态19和代谢均受到干扰，导致微生物群落结构变化，生态平衡稳定性受到破坏（秦世学） 。然而，对于镉的不同形态和微生物群落与酶之间的关系在国内外研究得不是很透彻。 本研究以河西地区两种主要土壤：灌漠土和潮土为研究对象，通过盆栽试验，模拟镉的不同形态对土壤微生物群落和酶影响机理的研究对探索微生物和酶活性在污染土壤环境中的活动规律，揭示镉的不同形态与土壤微生物种群和土壤酶间的平衡以及对土壤理化性质的影响，评价重金属污染的土壤生态质量，对改善河西走廊污染土壤生物治理和环境修复技术有着重要的科学意义和应用前景。1.21.2 国内外研究现状分析国内外研究现状分析土壤的重金属污染问题一直是国内外土壤学、环境科学研究的热点（王秀丽，2006） 。国外学者研究表明，在土壤中加入微量的镉，能使土壤细菌数目由每克土壤 4800104 个减少为 2000 个。Mcgrath 发现，长6期受金属污泥污染的土壤，微生物生物量有下降的趋势（张为政，1993） 。Nosir 研究发现长期受工业废水污染的土壤，微生物量远低于正常土壤。Fliebbach 等的研究也表明，低浓度的重金属能刺激微生.荆家海波钦诺克HX物的生长，而高浓度则导致土壤微生物量碳的明显下降(陆文龙，2008)。以上研究都说明了重金属对土壤微生物的影响。国内研究表明, 重金属对土壤酶活性的影响因土壤类型、重金属种类、浓度以及土壤酶的种类而异（和文祥，2000） 。还有研究表明，在盆栽条件下镉单一污染土壤的脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶的活性在根际土壤中的分布均大于在非根际中的分布，且镉单一污染土壤中 3 种酶活性均小于对照无污染土壤（邱莉萍，2006） 。这些研究都取得了较为满意的结果,但大多数研究只关注重金属含量与土壤生化活性的关系，而很少涉及不同形态重金属的影响，也鲜见镉对土壤酶活性研究的报道。故有必要对不同价态镉与土壤酶活性之间关系开展深入系统的研究,这在理论和实践上具有十分重要的意义。1.3 参考文献参考文献1 戴濡伊，吴季荣，徐剑宏等.小麦根际土壤脱氢酶活性测定方法的改进J.江苏农业学报，2003，29（4）:772-7762 和文祥, 朱铭莪, 张一平. 土壤酶与重金属关系的研究现状J 土壤与环境, 2000, 9(2): 139- 1423 刘铭 ，刘凤枝，刘保峰. 土壤中有效态铅和镉的测定J.全国耕地土壤污染监测与评价技术研讨会，20064 荆家海,丁钟荣.北京:科学出版社D.1981,203-207.5 陆文龙.重金属镉对土壤微生物活性影响的研究D.东北师范大学，20086 秦嘉海.河西学院农业与生物技术学院D.土壤肥料学,20137 邱莉萍，张兴昌. Cu Zn Cd 和 EDTA 对土壤酶活性影响的研究J. 农业环境科学学报 2006,25(1):30- 338 秦世学.土壤镉污染对作物的影响及作物对土壤镉的吸收J. 林境料学丛刊,第四卷 第十期9 任继凯，陈清朗，陈灵芝，韩荣庄.土壤镉污染与作物M. 植物生态学与地植物学丛刊,198210 王娟.镉和铜对土壤生物化学活性影响的研究M.西北农林科技大学，200711 王秀丽.重金属复合污染对土壤环境微生物群落的影响机理研究D.浙江大学，200212 王友保, 燕傲蕾, 张旭情.吊兰生长对土壤镉形态分布与含量的影响J. 水土保持学报，7201013 .波钦诺克.植物生物化学分析方法M14 熊毅.土壤中重金属的缔合方式和机制，土壤农化 1975:第 2 期 8-18 页15 郑世英，商学芳.土壤镉污染研究进展J.安徽农学通报,2006, 12(5): 43 -4416 张海燕、张旭东、李军等，土壤微生物量测定方法概述D. 微生物学杂志, 2005 年 7 月第25 卷第 4 期17 周礼恺，张志明. 土壤酶活性的测定方法D. 中国科学院林业土城研究所18 张为政.对土壤酶活性和微生物的影响J.土壤肥料,1993,(5):12-14 19 Brookes.P.C.andS.P.MeGrath.Effectsofmetaltoxieityonthesizeofthe5011mierobialbiomass.Jou 们 nalof5011Seienee.1984,35:341 一 346.二、研究内容二、研究内容81.研究目标、研究内容和拟解决的关键问题。2.1.12.1.1 研究目标研究目标1）研究土壤酶活性在被镉污染时随时间的变化,判断供试土壤酶类与理化性质的相关性。2）研究不同类型和不同肥力水平的供试土壤被镉污染时其理化性质和微生物种群的不同变化,分析其具体的对应关系。3）最终通过盆栽箭舌豌豆映射出镉对张掖市其它农作物的影响，拟定适宜的重金属工业废弃物的土地处理措施,寻求提高土壤抗污染能力的有效途径。2.1.22.1.2 研究内容研究内容1）土壤中不同浓度的镉对土壤理化性质的影响。例如：pH 值、土壤有机质、土壤矿化率、速效磷及碱解氮的变化。2）土壤中不同浓度的镉对土壤中微生物种群数量和酶活性的影响。3）土壤中不同浓度的镉影响下其不同酶与理化性质间的相关性。4）两种土壤中的各理化性质、微生物种群数量、酶活性反过来对不同形态镉的影响。2.1.32.1.3 拟解决的关键问题拟解决的关键问题1）通过盆栽箭舌豌豆研究土壤中各形态的镉在豌豆不同生长期对土壤中pH 值、土壤有机质、土壤矿化率、速效磷及碱解氮的影响情况并能够得出可靠而又敏感的相关性。2）利用土壤微生物生物量和土壤呼吸量两项生物学指标通过盆栽箭舌豌豆研究土壤中各形态镉在豌豆不同生长期与土壤中微生物的关系，并能反映土壤微生物生物量的总体活性，得出土壤中微生物与镉污染程度存在一定相关性。3）通过盆栽箭舌豌豆研究土壤中各形态的镉的含量变化在豌豆不同生长期与土壤中脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、脱氢酶的活性产生抑制或激活的关系。2.22.2 拟采取的研究方案及技术路线。拟采取的研究方案及技术路线。92.2.12.2.1 研究方案研究方案2.2.1.12.2.1.1 实验材料实验材料灌漠土潮土2.2.1.22.2.1.2 实验设计实验设计盆栽试验共设10个处理，包括2种土壤：灌漠土和潮土；5个Cd浓度：0，2.5，5，10和25 mg kg-1土。具体试验过程如下：将不同浓度Cd(CdCl2·2.5H2O)溶液与备好的过5mm筛的风干土壤混合均匀装盆。各处理的盆（高20cm，直径17cm）均装土3公斤，化肥以溶液形式施入，施肥量为 P2O5（0.2g/kg）和K2O（0.2g/kg） 。每个处理设4个重复，完全随机排列，平衡30天。同时设置相同处理下无箭舌豌豆种植的土壤作为对照。在箭舌豌豆未种植前和成熟期进行土壤和箭舌豌豆样品采集。2.2.1.32.2.1.3 测定方法测定方法1）基本理化性质测定：全镉、有效态镉(刘铭) 原子吸收分光光度计测定，PH值、速效P、碱解N、有机质常规方法（秦嘉海）2） 酶活性测定：（脱氢酶）TTC法(戴濡伊)、 （脲酶）水解时生成的氨量法、 （磷酸酶）生成的酚量法(周礼恺)、 （蔗糖酶）比色法（陆文龙）3）微生物种群测定：（放线菌、真菌、细菌）比色法（张海燕）2.2.22.2.2 技术路线技术路线10两种土壤镉的形态及其对微生物和酶活性的影响两种土壤镉的形态及其对微生物和酶活性的影响国内外文献资料阅读国内外文献资料阅读土壤采集土壤采集拟定试验及研究方案拟定试验及研究方案种植种植盆栽试验（完全随机试验设计）盆栽试验（完全随机试验设计）未种植未种植实验室测定实验室测定理化性质理化性质微生物数量微生物数量酶活性酶活性P H 值有 机 质速 效 P碱 解 N全镉有效态镉脲酶磷 酸 酶蔗 糖 酶脱 氢 酶细菌放 线 菌真菌种植前种植前种植后