大学生创新创业训练计划项目结题验收申请书

大学生创新创业训练计划项目结题验收申请书汇报人：凃林君四川文理学院-中药材富硒、聚镉累积特性研究六.研究结果七.研究总结123大学生创新创业训练计划项目结题验收申请书引言 10一.研究背景 11(一)研究的必要性 11(二)研究的可行性 11二.前期调研内容 11(一)硒的医用功能 12(二)富硒土地 12三.技术路线 13四.研究内容 13大学生创新创业训练计划项目结题验收申请书五.研究方法 14(一)土壤采样方法 14(二)土壤分析方法 14(三)盆栽实验方法 16六.研究结果 16(一)土壤理化性质 16(二)盆栽实验结果 17七.研究总结 18大学生创新创业训练计划项目结题验收申请书中药材富硒、聚镉累积特性研究中药材富硒、聚镉累积特性研究引言近年，重金属污染问题仍是最严峻的环境污染问题之一，2016年5月，国务院《关于印发土壤污染防治行动计划的通知》中出台了《土壤污染防治行动计划》，其总体目标为：到2020年，全国土壤污染加重趋势得到初步遏制，土壤环境质量总体保持稳定，农用地和建设用地土壤环境安全得到基本保障，土壤环境风险得到基本管控到2030年，全国土壤环境质量稳中向好，农用地和建设用地土壤环境安全得到有效保障，土壤环境风险得到全面管控到本世纪中叶，土壤环境质量全面改善，生态系统实现良性循环而镉是最重要有毒重金属之一中药材富硒、聚镉累积特性研究1许多研究表明，重金属元素进入土壤中，会产生明显的生物效应，致使植物生长受阻，花期延迟、含氮率降低、微量元素富集效果降低等影响2重金属污染通过土壤-植物-动物-人体的逐级生物链富集对人类健康与自然环境产生危害，在土壤-植物体系中，植物根际环境是土壤养分与重金属离子进入植物体内的主要通道3而硒是一种非金属元素，化学符号是Se，可以用作光敏材料、动物体必需的营养元素和植物有益的营养元素等4硒具有抗氧化、提高人体免疫力、防癌等功能，还能对铅、镉、汞等有毒元素产生拮抗作用，能够消除土壤重金属残留及污染，活化土壤，使土壤提高肥力，改善和治理农业生态环境，减轻有毒元素对人体的危害作用5本项目选取两种典型中药材为研究对象，在对土壤采样分析后，依据重金属污染理论，结合盆栽实验通过分析富硒土壤与植物中硒的含量关系，研究典型中药材对土壤硒的吸收和富集特征以及对重金属镉的累积特性，对富硒产品的开发与安全利用提供理论依据。撰写研究报告作为结尾中药材富硒、聚镉累积特性研究一.研究背景(一)研究的必要性根据2014年的四川省土壤污染状况调查公报，显示全省土壤重金属总超标率28.7%，耕地土壤点位超标率为34.3%。农业面源污染和重金属农田综合防治与修复成为我国、我省十三五期间的重点专项，重点要建立健全农田重金属污染防控机制同样我国是缺硒的大国，据2015年发布的《中国耕地地球化学调查报告》，我国富硒耕地仅占调查区耕地面积的3.6%，而植物中硒含量的多少主要取决于土壤中硒含量的多少和该类植物对硒元素的富集能力，不同地区内不同作物的硒含量不尽相同，对此，本项目研究土壤中硒含量与植物对硒元素的富集能力应对我国缺硒的现状中药材富硒、聚镉累积特性研究(二)研究的可行性植物体内硒含量主要受植物种类、土壤中有效硒含量、土壤pH、土壤有机质含量等因素的影响。以两种典型中药材为研究对象采用盆栽实验，研究不同土壤硒含量条件下不同植物在生长期内的硒累积量特征；分析不同施硒水平对植物生长的影响以及植物间的富硒差异阐明在重金属镉条件两种植物的硒累积量特征及重金属镉富集特性；揭示镉重金属胁迫下不同植物的富硒差异，为深入开发和利用富硒产品，提高富硒产品的安全性提供依据中药材富硒、聚镉累积特性研究在过去的十年内,据统计,发表在世界各国的硒的营养与健康文章,超过10万篇。中药材最为我国传统医药,具有数千年的应用史。对此，富硒中药材的开发应用研究,应迎头赶上。这是因为不仅仅是中国缺硒地带都很多，全世界的缺硒也有许多,在东南沿海和发达工业国家,由于环境污染,更是扩大了缺硒的人群,英国人在过去的多年里,硒的摄入量下降了一半,已近于缺硒的水平,由此可见富硒中药材的开发市场前景是广阔与此同时，重金属污染问题仍是最严峻的环境污染问题之一，2016年5月，国务院《关于印发土壤污染防治行动计划的通知》中出台了《土壤污染防治行动计划》主要指标为：到2020年，受污染耕地安全利用率达到90%左右，污染地块安全利用率达到90%以上到2030年，受污染耕地安全利用率达到95%以上，污染地块安全利用率达到95%以上二.前期调研内容中药材富硒、聚镉累积特性研究《土壤污染防治行动计划四川省工作方案》也提出到2020年，全省土壤污染加重趋势得到遏制，土壤环境质量总体保持稳定农用地和建设用地土壤环境安全得到基本保障，土壤环境风险得到基本管控到2030年，全省土壤环境质量稳中向好，农用地和建设用地土壤环境安全得到有效保障，土壤环境风险得到全面管控到本世纪中叶，土壤环境质量全面改善，生态系统实现良性循环中药材富硒、聚镉累积特性研究(一)硒的医用功能1).硒对人体的功能是通过谷胧甘肤过氧化物酶GS玖来表达的,每分子的GSHPx含有四个原子的硒,硒为该酶的活性中心物质。GsHPx的主要功能是将人体有害的过氧化物HZO:自由基分解为对人体无害的物质,从而保护细胞不受损害2).硒是延年益寿的重要元素,人体器官在衰老的过程中自由基破坏人体各个器官,适当补充硒元素后,能部分清除自由基,从而延缓衰老3).硒元素能够提高人体免疫功能,在动物的疫苗中加硒,能够提高免疫效价4).硒元素被称为抗癌之王,癌症是当今医药界奋力攻克的难题,多年研究发现硒是癌病的克星之一中药材富硒、聚镉累积特性研究(二)富硒土地富硒土壤是一种珍贵的自然资源，而中药材可作为人体获取硒的重要途径之一，在富硒区土壤上种植中药材对通过中药材补充人体硒有重要作用。但也要充分考虑中药材对硒的累积能力，探索富硒土壤区富硒作物的研制和开发，从而改善我国低硒膳食结构现状，预防硒缺乏症，提高人民健康水平中药材富硒、聚镉累积特性研究三.技术路线选取实验地采集的土壤研究土壤中硒、重金属镉、铬、汞含量及五种态含量研究盆栽实验所种植的中药材(金银花、桔梗)其根、茎、叶、等不同部位硒及重金属镉、铬、汞等含量，并为富硒产品的开发与安全利用提供理论依据对土壤以及典型中药材的不同部位取样，对样品进行预处理后，依据Tessier分析方法、原子荧光分光光度计和ICP-MS分析确定土壤中重金属镉、铬、汞的含量和硒含量根据土壤和农作物中重金属含量的差异分析土壤中重金属浓度对典型中药材中不同部位的重金属含量、形态及中药材中有效硒含量的影响同时，根据实验分析结果，进一步明确典型中药材不同部位富集重金属的差异及对硒含量的影响中药材富硒、聚镉累积特性研究选取实验地土壤进行盆栽实验，并事先测定栽种前土壤和富集植物内的重金属镉及硒含量选取金银花、桔梗两种中药材为研究对象，对不同生长周期进行测定，研究其不同部位对重金属富集以及硒富集的特征和规律研究相同环境及条件下(如土壤水分、pH、温度、光照等)，不同中药材对重金属的富集能力020103中药材富硒、聚镉累积特性研究四.研究内容1).以金银花与桔梗两种中药药材为研究对象，通过土壤施硒和施镉进行盆栽实验，研究不同植物在不同土壤环境中的含硒量、富硒特征、重金属镉富集特性及其影响因素2).在没有重金属污染胁迫的富硒土壤环境下，不同植物的硒累积量特征及其生长状况3).在重金属镉污染胁迫的富硒土壤环境下，不同植物的硒累积量特征、重金属镉富集特性及其生长状况4).筛选出其中具有较高富硒能力且具有较好安全食用性中药药材中药材富硒、聚镉累积特性研究五.研究方法(一)土壤采样方法1).选取就近土地为取样对象，采用土壤采集器采集表层(0~20cm)土壤样品2).每个采样点均用梅花形布点法采临近5个点的土壤组成混合样品，并用四分法取样品约0.5kg3).各采样点进行定位，并记录样点名称，固定参照物的距离和方位4).采得的土壤样品按要求保存并运回实验室，在室温下风干，去除其石头、植物根系等，磨细过1mm筛子储存在塑料瓶中。部分土壤样品进一步研磨，并储存在塑料瓶中中药材富硒、聚镉累积特性研究(二)土壤分析方法铅、镉和铬依据DB51/T2113-2016《土壤样品铅、铜、镉、铬ICP-MS测定》方法测定，汞、砷和硒依据HJ680-2013s《土壤和沉积物汞、砷、硒、铋、锦的测定微波消解原子荧光法》方法测定2.土壤消解方法(1)全消解法称取制备好的0.2g土壤样品于50ml的聚四氟乙烯烧杯中，加去离子水适当润湿后，加入5ml盐酸，于通风橱内100℃电热板上加热消解1h，使样品初步分解当残渣蒸发至3mL左右时，取出冷却后加入5ml硝酸、3ml氢氟酸和3ml高氯酸，加盖于190℃电热板上加热1h后开盖继续加热当开始冒浓厚白烟时，加盖充分分解黑色有机碳物质中药材富硒、聚镉累积特性研究1当聚四氟乙烯烧杯壁上的黑色有机物消失后，开盖赶酸至内容物呈黏稠状2此时残渣应呈白色或淡黄色，无沉淀物，若颜色较深，视情况加上述少量酸重复以上步骤3残渣冷却后，加入2ml温热硝酸(1:1)溶解，转移至50ml容量瓶中，用去离子水定容，摇匀备用4同时做空白样品六.研究结果六.研究结果(一)土壤理化性质采样后将干燥的土壤(图1)按照试验方法中提及的方法进行处理并测定其铅、镉、铬、砷、汞、硒的含量。两次对C地土壤重金属含量检测结果列于表3，其结果均表明采样土壤中的镉超过了《土壤环境质量标准农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB15618-2018)规定的风险管制值的要求。根据表1的结果六.研究结果(二)盆栽实验结果选取土壤进行盆栽实验，并事先测定栽种前土壤和富集植物内的重金属镉及硒含量。研究相同环境及条件下(如土壤水分、pH、温度、光照等)，不同中药材对重金属的富集能力。选取金银花、桔梗两种中药材为研究对象，对不同生长周期进行测定，研究其不同部位对重金属富集以及硒富集的特征和规律通过对金银花与桔梗中重金属(铅、镉、铬、砷、汞、硒)含量的分析以及种植金银花与桔梗前后土壤中重金属(铅、镉、铬、砷、汞、硒)含量的分析可知，盆栽前后土壤pH降低了0.3和0.2，这是由于植物生长的过程中，植物根系分泌的小分子有机酸降低了土壤的pH值分析种植金银花和桔梗前后土壤中铅、镉、铬、砷、汞含量可知，与种植前相比，土壤中铅、镉、铬、砷、汞含量分别降低了12.20%、4.00%、3.00%、10.14%、9.71%，从表上还可得出金银花和桔梗能有效吸收土壤中的硒，通过分析金银花和桔梗根、茎、叶中硒的含量发现，硒主要集中在金银花与桔梗的叶部六.研究结果分析金银花和桔梗前后土壤中镉含量可知，种植前后土壤中镉含量无显著变化，并且在金银花和桔梗的根茎叶中测出镉含量极少这表明金银花和桔梗对镉没有明显的吸收效果通过种植前后土壤和重金属含量的分析可知，金银花与桔梗能有效吸收土壤中的硒，但对镉的吸收较少同时大量研究表明，土壤中适量的硒含量能提高植物富硒能力，同