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1绪论1

1.1离子型稀土矿概况1

1.1.1离子型稀土矿的成因及分布1

1.1.2离子型稀土矿的浸矿工艺及环境现状3

1.2生物有效性6

1.3稀土赋存形态及生物有效性8

1.3.1稀土元素在植物中的分布8

1.3.2稀土元素对植物种子萌发和根系生长发育的影响9

1.3.3稀土元素对植物产量和品质的影响9

1.3.4稀土元素对植物养分吸收的影响10

1.3.5稀土元素促进光合作用及其机制10

1.3.6稀土元素对活性氧的清除作用11

1.3.7稀土元素对植物抗性生理的影响11

1.4外界环境对稀土元素的生物有效性的影响11

1.5矿区环境对生物的影响12

1.5.1土壤重金属的赋存形态及主要污染物13

1.5.2重金属元素对植物的影响15

1.5.3重金属元素对植物各器官中的分布18

1.6矿山土壤修复治理19

1.6.1污染土壤生物治理20

1.6.2污染土壤物理治理21

1.6.3污染土壤的化学物理复合治理21

1.6.4改良剂在矿山土壤污染治理中的应用22

2富钇离子型稀土浸矿区概况24

2.1基本概况24

2.1.1地理位置24

2.1.2自然地理和经济概况24

2.1.3足洞重稀土矿概况25

2.2土样的采集和处理26

2.2.1样点布设与样品采集26

2.2.2土样的制备26

2.3植物样的采集和处理27

2.3.1采样点的布设27

2.3.2植物样的制备27

2.4土壤理化性质分析28

2.4.1测定方法28

2.4.2测定结果29

2.5土壤中稀土元素含量30

2.5.1土壤中稀土元素含量的测定30

2.5.2土壤中稀土元素含量31

2.5.3土壤中的稀土元素的赋存形态含量40

3矿区土壤中浸矿剂及次生物垂直分布趋势45

3.1采样区域及采样布设45

3.2土壤理化性质45

3.3浸矿剂及次生物垂直分布趋势面模型47

3.4浸矿剂及次生物在土壤中的迁移扩散规律模型48

3.5浸矿矿区土壤中浸矿剂及次生物趋势分布模型参数确定49

3.6浸矿矿区土壤中浸矿剂及次生物垂直分布趋势面及方程50

3.6.1浸矿剂及次生物-硝态氮含量垂直分布趋势面及方程50

3.6.2浸矿剂及次生物-铵态氮含量的垂直分布趋势面和方程53

3.6.3浸矿剂及次生物-硫酸根含量的垂直分布趋势面和方程56

3.7浸矿矿区土壤浸矿剂及次生物的迁移扩散规律59

3.7.1硝态氮在不同土壤中的扩散规律59

3.7.2铵态氮在不同土壤中的扩散规律59

3.7.3硫酸根在不同土壤中的扩散规律63

3.7.4土壤中污染物扩散机理63

4矿区内外植物中稀土与其他重金属元素含量66

4.1矿区与矿区外植物重金属元素含量66

4.1.1铬（Cr）元素含量66

4.1.2锌（Zn）元素含量67

4.1.3镉（Cd）元素含量68

4.1.4铅（Pb）元素含量69

4.1.5镍（Ni）元素含量70

4.1.6铜（Cu）元素含量71

4.2矿区与矿区外植物中稀土元素含量72

4.2.1镥（Lu）元素含量72

4.2.2 铥（Tm）元素含量73

4.2.3镧 （La）元素含量74

4.2.4铒（Er）元素含量75

4.2.5 钆（Gd）元素含量76

4.2.6钬（Ho）元素含量77

4.2.7铽（Tb）元素含量78

4.2.8镝（Dy）元素含量79

4.2.9钐（Sm）元素含量80

4.2.10镱（Yb）元素含量81

4.2.11钇（Y）元素含量82

4.2.12铕（Eu）元素含量83

4.2.13镨（Pr）元素含量84

4.2.14钕（Nd）元素含量85

4.2.15 铈（Ce）元素含量86

5矿区土壤水稻的生物有效性88

5.1栽培实验88

5.1.1栽种土壤制备88

5.1.2水稻幼苗培养88

5.1.3植物样品处理88

5.2生理生化指标测定89

5.2.1叶绿体色素的提取及测定89

5.2.2酶液的提取及测定89

5.2.3小麦根、叶茎组织中稀土元素含量的测定90

5.3水稻叶片组织叶绿素含量90

5.4水稻叶茎、根组织部组织蛋白质含量91

5.5水稻叶茎、根组织中超氧化物歧化酶（SOD）活性92

5.6水稻叶茎、根组织中过氧化氢酶（CAT）活性93

5.7水稻叶茎、根组织中过氧化物酶（POD）活性94

5.8水稻叶茎、根组织中植物组织中丙二醛（MDA）含量95

6稀土浸矿矿区土壤微生物量97

6.1土壤基本理化性质97

6.2不同土壤的微生物的量98

6.2.1土壤中稀土元素的总量98

6.2.2土壤细菌、真菌、放线菌数量99

6.3土壤中稀土元素赋存形态100

6.4稀土元素钇对土壤微生物的影响102

6.4.1土壤的培养102

6.4.2稀土元素钇对土壤细菌的影响103

6.4.3稀土元素钇对放线菌的影响106

6.4.4稀土元素钇对真菌的影响108

7改良剂-植物协同作用修复矿区农田土壤112

7.1修复方法112

7.2小麦幼苗的栽培113

7.3改良剂-植物协同作用对土壤中硝态氮含量的影响113

7.4改良剂-植物协同作用对土壤中铵态氮含量的影响116

7.5改良剂-植物协同作用对土壤中硫酸根含量的影响119

7.6改良剂植物协同作用对土壤pH值的影响122

7.7 pH值对土壤中硫酸根的影响124

7.8污染土壤治理机理125

7.8.1沸石改良机理125

7.8.2石灰石改良机理126

7.8.3植物改良机理127

8改良剂-植物协同作用下稀土元素的赋存形态128

8.1供试材料128

8.2沸石改良剂对稀土元素赋存形态的影响128

8.3石灰石对稀土元素赋存形态的影响131

8.4沸石与小麦协同作用对稀土元素赋存形态的影响133

8.5石灰石与小麦协同作用对稀土元素赋存形态的影响135

8.6沸石与苏丹草协同作用对稀土元素赋存形态的影响138

8.7石灰石与苏丹草协同作用对稀土元素赋存形态的影响140

8.8稀土元素赋存形态与改良剂、植物的相关性分析142

9改良剂-植物协同作用植物的生物有效性研究146

9.1小麦幼苗的处理147

9.2小麦叶片中叶绿素含量147

9.3小麦叶、根组织中蛋白质含量148

9.4小麦叶、根组织中超氧化物歧化酶（SOD）活性149

9.5小麦叶、根组织中过氧化物酶（POD）活性151

9.6小麦叶、根组织中过氧化氢酶（CAT）活性152

9.7小麦叶、根组织中丙二醛（MDA）含量154

9.8小麦根、叶茎组织中稀土元素含量155

9.8.1小麦根、叶茎组织中稀土元素镥（Lu）含量155

9.8.2小麦根、叶茎组织中稀土元素铥（Tm）含量156

9.8.3小麦根、叶茎组织中稀土元素（La）含量158

9.8.4小麦根、叶茎组织中稀土元素铒（Er）含量159

9.8.5小麦根、叶茎组织中稀土元素钆Gd）含量160

9.8.6小麦根、叶茎组织中稀土元素钬（Ho）含量161

9.8.7小麦根、叶茎组织中稀土元素铽（Tb）含量162

9.8.8小麦根、叶茎组织中稀土元素镝（Dy）含量164

9.8.9小麦根、叶茎组织中稀土元素钐（Sm）含量165

9.8.10小麦根、叶茎组织中稀土元素镱（Yb）含量166

9.8.11小麦根、叶茎组织中稀土元素钇（Y）含量167

9.8.12小麦根、叶茎组织中稀土元素铕（Eu）含量168

9.8.13小麦根、叶茎组织中稀土元素镨（Pr）含量170

9.8.14小麦根、叶茎组织中稀土元素钕（Nd）含量171

9.8.15 小麦根、叶茎组织中稀土元素铈（Ce）含量172

附录1模型的BP网络实现174

附录2趋势面及方程的实现参数179

附录3趋势面及方程实现程序184

参考文献188