外源硒与不同物料配施对水稻硒素营养及硒利用率的影响

施用外源硒是提高水稻硒含量的重要方法之一。通过盆栽试验,设置常规化肥(F)、化肥+有机肥(FO)和化肥+生物质炭(FC)3种肥料管理模式,0(Se0)、0.2(Se1)、0.4(Se2)和0.6mg/kg(Se3)4个硒(Ⅳ)添加水平,研究在不同物料施用条件下,土施亚硒酸钠对水稻生长及硒吸收、转移和累积的影响。结果表明:施用适量外源硒对水稻产量及生物量影响不显著,但显著提高水稻各部位硒的含量,并促进硒向籽粒转移。施用有机肥和生物质炭降低了水稻根系对硒的吸收系数(RAI)。施用有机肥不利于硒由稻秆向糙米和精米中转移,但适当的外源硒与生物质炭配施有利于提高硒由稻秆向糙米和精米转移系数。总之,有机肥与生物质炭的施用不能有效地提高水稻地上部,特别是籽粒的硒含量,但因施用有机肥能显著提高作物产量,从而增加水稻硒的总累积量,而生物质炭的添加则不能。水稻对外源硒的吸收利用率不超过5%。     

硒高/低累积型水稻富硒特征的比较研究

通过盆栽试验分析硒高、低累积型水稻植株硒的吸收和分配规律、糙米中有机硒的累积特点及土壤有效硒的变化。结果表明:两个水稻品种各部分硒的分配规律完全一致,均为根茎叶糙米稻壳。水稻各部分的含硒量及糙米有机硒的含量均随土壤施硒水平增加而升高,且高累积水稻的含硒量显著高于低累积水稻(P0.05),在0、0.5、1.0和5.0 mg kg-1施硒水平下,前者分别为后者的6.7、1.9、2.1和1.6倍。糙米中有机硒的比例为64.7%~74.4%,不过,高、低累积型水稻糙米有机硒占全硒的比例之间并无显著性差异(P0.05)。土壤总硒及有效硒的含量随施硒量的增加也表现出逐步升高的趋势,但高、低累积型水稻土壤有效硒的比例均在5.5%~7.4%范围内,且两者之间无明显差异(P0.05)。除水稻基因型外,土壤有效硒的比例对水稻籽粒有机硒的累积也有一定影响。     

两个水稻品种富硒特性比较研究

以前期田间试验筛选出的富硒能力较强的水稻品种捷丰优629和谷丰优8312为材料,采集硒含量不同的稻田土壤,通过盆栽试验进一步研究了两个水稻品种对土壤硒的吸收、分配及其糙米和精米中无机硒与有机硒含量的组成特点。结果表明:两个水稻品种植株的硒累积量、糙米和精米的硒含量与有机硒含量都是高硒土壤极显著高于低硒土壤,表明高硒土壤有利于稻米硒的累积与有机硒的合成,因此生产优质富硒大米最好选择硒含量较高的稻田土壤。无论在高硒土壤还是低硒土壤上,捷丰优629植株中硒累积量和籽粒中硒累积量与谷丰优8312的差异都不显著,但捷丰优629的糙米和精米中硒含量以及有机硒含量都极显著高于谷丰优8312,表明捷丰优629吸收的硒易分配到可食用部位(糙米和精米),而且其无机硒向有机硒的转化能力较强,因此综合比较来看捷丰优629富硒特性优于谷丰优8312。     

阻隔主要外源输入重金属对土壤-水稻系统中镉铅累积的影响

土壤-水稻系统中重金属输入输出调控对稻田污染防治和水稻安全生产具有重要意义。该文研究稻草移除、截断大气沉降、清洁水灌溉等调控措施对稻田土壤-水稻系统中重金属Cd和Pb的累积与运移特征的影响。结果表明,稻草移除、截断大气沉降和清洁水灌溉均能明显降低污染土壤中有效态重金属含量和水稻中重金属的累积量。与稻草还田对照处理相比,除种植早稻后的土壤有效态Pb含量外,稻草移除处理下土壤中有效态Cd、Pb含量均略有降低,且在该处理下,早稻糙米中Pb含量与晚稻糙米中Cd、Pb含量显著降低,降幅分别为3.6%、10.4%和32.4%;稻草移除+截断大气沉降处理下,土壤中有效态Cd、Pb含量均不同程度地下降,种植晚稻后的土壤有效态Pb含量显著降低,除早稻的根和糙米中Cd含量外,其余早晚稻水稻各部位Cd、Pb含量均显著降低,水稻根和茎叶Cd、Pb含量平均降幅分别为32.8%、36.8%和32.2%、24.8%,晚稻糙米Cd、Pb累积量分别显著降低66.3%和22.2%;稻草移除+清洁水灌溉处理下,种植早晚稻后的土壤有效态Cd、Pb含量平均下降幅度分别为11.7%和15.9%,早晚稻各部位Cd、Pb含量降低幅度较大,早晚稻根和茎叶Cd、Pb含量平均降幅分别为38.34%、30.35%和43.4%、13.2%,晚稻糙米中Cd、Pb累积量降幅分别为39.4%、67.2%。分析水稻地上部的Cd、Pb富集与转运系数表明,稻草移除结合截断大气沉降或清洁水灌溉等控源措施可显著降低Cd、Pb在水稻地上部位的富集系数,减少地上部位重金属的累积量。上述结果表明,采用稻草移除结合截断大气沉降或清洁水灌溉措施可进一步降低土壤中有效态Cd、Pb含量和水稻中Cd、Pb富集。因此,控制区域大气污染,净化农田灌溉水等控源措施,同时施行稻草移除等输出污染农田土壤中重金属等策略,可有效实现污染农田土壤安全利用和水稻安全生产。     

不同母质土壤-水稻系统Cd吸收累积特征及差异

通过选取土壤有效态镉(Cd)含量相近、母质不同的水稻土河沙泥(河流冲积物发育)和紫泥田(紫色砂页岩母质发育),添加不同浓度的外源Cd(0,0.5,1,2,5mg/kg)模拟Cd污染稻田土壤进行盆栽试验,研究不同母质稻田土壤Cd胁迫条件下水稻不同生育期对Cd吸收累积的差异,并推算出土壤Cd环境安全临界值。结果表明,水稻生育期2种土壤有效态Cd含量均在分蘖期最高,河沙泥有效态Cd含量平均为0.47mg/kg,紫泥田平均为0.36mg/kg,同一外源Cd水平下,河沙泥土壤有效态Cd含量高于紫泥田。对河沙泥而言,随着外源Cd浓度的增加,水稻总生物量呈现先增加后下降的趋势,当外源Cd浓度为1mg/kg时达到最大生物量,为47.11g/pot;而紫泥田水稻生物量呈现逐渐增加的趋势,但各处理间差异不显著(P0.05)。2种土壤中水稻糙米、谷壳、茎叶、根Cd含量均随外源Cd浓度的增加而增加,整体分布特征为根茎叶谷壳糙米,且河沙泥高于紫泥田;河沙泥水稻平均Cd累积量为51.71μg/pot,紫泥田平均Cd累积量为42.56μg/pot,2种土壤成熟期水稻Cd累积量对比分蘖期分别增加1.45,1.07倍。回归分析表明,河沙泥和紫泥田稻米Cd超标的土壤Cd安全临界值分别为2.03,3.14mg/kg。水稻对Cd的吸收累积特征及土壤Cd安全临界值因土壤母质不同而存在显著差异。     

水稻不同生育期对硒的吸收、转运及累积规律

采用大田试验,研究土壤施用含硒肥料后水稻中硒的积累和分布的动态变化。结果表明:在水稻不同器官中硒的积累量与含硒肥料施用量呈正相关,相关系数达到0.98以上。水稻成熟期,硒施用量30 kg/hm2和120 kg/hm2处理全株硒浓度分别比对照处理提高了98.9%和313.7%。不同生育期,水稻各个器官中硒含量及累积量不同,水稻硒的生物富集高峰期表现在孕穗期,叶与水稻穗部吸收累积硒有着密切关系。水稻成熟期整个植株中硒的累积量为茎叶精米根颖壳。在整个水稻生育期硒有一定的运转累积规律:水稻分蘖期时,硒从根、茎流向叶片;孕穗期再由叶流向茎;灌浆期又从根运转到叶和穗中;最后成熟期叶中的硒流向穗。苗期施用含硒肥料是一条提高水稻硒含量的有效农艺措施。     

土壤锑对水稻生长的影响及残留积累规律研究

盆栽模拟实验结果表明：不同价态锑化合物对水稻的危害程度明显不同，三价锑的毒害远重于五价锑，随着处理浓度的增加，危害逐渐加重；水稻能吸收累积土壤中的锑，锑在水稻各器官中的分布规律是根＞茎叶＞＞谷壳＞糙米；施用石灰、钙镁磷肥作改良剂，能减轻锑对水稻的危害，降低水稻各部位的锑的残留量。     

水稻土镉污染与水稻镉含量相关性研究

采用盆栽试验的方法,考察了水稻土中重金属镉（Cd）的浓度对水稻生长及Cd富集的影响以及Cd在水稻植株的分布情况,并进一步研究了糙米（可食部位）对Cd的富集量与土壤中Cd总量的关系。结果表明,在各个浓度Cd胁迫下,根、茎叶、稻壳、糙米相比,2个品种水稻都是根累积的Cd含量要高于茎叶和稻壳、糙米,即根〉茎叶〉稻壳〉糙米;在水稻的茎叶细胞中,Cd主要分布在细胞壁,细胞可溶性成分,细胞器Cd的分布量较少,即细胞壁〉可溶性部分〉细胞器及膜部分;随Cd浓度增加,茎叶中的Cd积累量极显著增加,各细胞组分中的Cd含量均显著增加;根据国标GB 2762—2005对大米中Cd的限量标准（≤0.2 mg.kg^-1）,水稻土土壤总Cd临界值分别为2.0 mg.kg^-（1博优225）、3.1 mg.kg^-（1矮糯）。因此,在污染土壤上宜选种食用部位重金属积累低的水稻品种,以减少人类吸收重金属的风险。     

有机物料对土壤中外源镉形态与生物有效性的影响研究

盆栽试验研究稻草与紫云英对土壤中外源Cd形态及其生物有效性的影响结果表明 ,添加稻草与紫云英可降低水稻分蘖期潮土和红壤交换态镉含量 ,且二者在不同土壤的影响不同。 2种有机物料在水稻分蘖期固定作用并不稳定 ,随时间的推移 ,氧化锰结合态和紧有机质结合态吸附的镉将随紧有机质的分解和活性锰的还原被释放出来 ,并向交换态镉转化 ,提高Cd的生物有效性。水稻对外源Cd吸收与Cd在土壤中形态密切相关 ,水稻分蘖期稻草与紫云英均可抑制水稻根和茎叶对外源Cd的吸收 ,至成熟期水稻根、茎叶和糙米中Cd含量迅速增加 ,其根本原因是由于土壤中交换态镉含量提高和紧有机质结合态镉含量降低所致     

不同供硒水平对水稻硒的吸收和累积特性研究

以"南粳9108"为材料,在巢湖流域研究田间条件下不同供硒水平(Se 0、20、40和60 g/hm~2)以及等量硒肥二次施用对水稻产量和硒吸收、累积、转运及分配的影响。结果表明:一次性施用不同浓度硒肥对水稻有增产作用,但是增产效果甚微;施用硒肥能够显著促进水稻茎、叶和穗的硒含量,但随着时间的推移,茎、叶和穗的含硒量均出现上升再下降趋势;稻谷、糙米及精米中的硒含量与硒肥施用量呈显著正相关,硒肥处理平均硒含量依次为0.279、0.150、0.055 mg/kg,分别较对照不施硒肥高309%、142%和333%;地上部硒累积量与施硒水平呈极显著的正相关,随着施硒量的增加,尽管硒的表观利用率是增加的,但硒转运系数和硒的收获指数显著下降。等量硒肥二次分施较一次性施用对产量有较为显著的促进作用,该处理下水稻产量较对照增加15%;等量硒肥二次施用增加了稻壳和米糠中的硒含量,精米中的硒没有增加;较一次施用,等量硒肥二次施用肥料表观利用率较高,硒肥的收获指数和转运系数显著下降,地上部累积更多的硒在稻草中。综上所述,外源硒的添加确实能增加大米硒含量,使其达到国家富硒大米硒含量标准范围;但结果同时显示水稻中的硒相当大的一部分累积在谷壳、谷糠及稻草中,可考虑充分利用。     

两种钢渣源调理剂对水稻生长及氮磷钾吸收量的影响

钢渣富含硅、钙等养分,是优良的土壤调理剂原料,但其肥效和合理施用量在很大程度上取决于钢渣的养分含量和组分,本研究选取白色钢渣调理剂(W)和黄色钢渣调理剂(Y)2种性质不同的钢渣调理剂,通过盆栽试验研究其不同施用量(W调理剂0.74、1.47、2.94、5.88 g·kg~(-1)和11.76 g·kg~(-1);Y调理剂1.47、2.94、5.88、11.76 g·kg~(-1)和23.52 g·kg~(-1))对水稻生长的影响。研究结果表明,与单施NPK相比,添加W调理剂对水稻生长无显著促进作用,而Y调理剂施用量为11.76 g·kg~(-1)和23.52 g·kg~(-1)时可提高晚稻籽粒产量20%,且当Y调理剂施用量为5.88~23.52 g·kg~(-1)时显著提高晚稻秸秆产量24.02%~35.23%。施用Y调理剂促进了晚稻对氮、磷、钾素的吸收,提高幅度分别为12.61%~21.55%、7.63%~38.31%、11.89%~54.13%。综合结果表明,在弱酸性水稻土(pH 6.51)上,添加W钢渣源调理剂未促进水稻生长,而施用Y调理剂对晚稻生长和氮磷钾养分吸收具有一定的促进作用。     

不同用量腐植酸对土壤有效硒含量和硒的形态以及大蒜硒吸收的影响

采用室内土培和网室盆栽的方法,研究了不同用量的腐植酸对土壤有效硒含量和硒形态以及大蒜硒吸收规律的影响。结果表明:土壤有效硒含量随着腐植酸用量的提高而增加,20%OM处理的土壤有效硒含量(43.3~50.6μg·kg~(-1))10%OM(37.6~48.8μg·kg~(-1))5%OM(36.0~44.1μg·kg~(-1))CK(33.0~41.5μg·kg~(-1))。可溶态硒与土壤有机质含量的关联度最大(关联系数为0.821),其次为有机硫化物结合态硒(关联系数为0.693),铁锰氧化物结合态硒关联度最低(关联系数为0.482)。随着腐植酸用量的增加,土壤有机质含量得到相应提高,土壤中有机质的含量与可溶态硒、可交换态及碳酸盐结合态硒和有机硫化物结合态硒呈显著正相关,其相关系数分别为0.963、0.962和0.906,而与其他形态的硒相关性不明显。大蒜各部位干重的硒含量为根(0.167~0.653 mg·kg~(-1))茎(0.114~0.326 mg·kg~(-1))叶(0.056~0.086 mg·kg~(-1)),且4个处理大蒜鳞茎鲜重的硒含量为0.018~0.110 mg·kg~(-1),均达到了富硒食品标准(HB001/T—2013)。     

叶面喷施不同形态硒对草莓吸收和转运硒的影响

采用温室大棚试验,研究了叶面喷施硒酸钠和亚硒酸钠对提高草莓硒含量的影响以及硒在草莓植株中的转运和分布,旨在为富硒水果的开发和生产提供理论依据。本试验在草莓初花期进行叶面喷施亚硒酸钠和硒酸钠,当喷硒量为20、40、60 g Se·hm~(-2)时,亚硒酸钠处理40 d后草莓果实样品中硒含量分别为0.03、0.10、0.15 mg·kg~(-1)FW,分别为对照的3、20倍和30倍;硒酸钠处理40d后草莓果实硒含量分别为0.05、0.12、0.17 mg·kg~(-1) FW,是对照处理的5、24倍和34倍。但是叶面喷施的硒持续供给果实的能力有限,随着草莓果实的连续生长,后期采收的草莓中硒含量显著下降。叶面喷硒后,叶片吸收的亚硒酸钠约有30%转移到了根部,而硒酸钠则更多地累积于叶片中,转移到根部的量不到15%。草莓初花期叶面喷施硒可以显著提高前期草莓果实中硒的含量,随着采收期的延长,草莓中硒的含量显著下降,喷施亚硒酸钠的处理硒向根部转移的能力高于硒酸钠的处理。     

方正县土壤全硒空间变异研究

为了明确富硒水稻主产县方正县土壤中全硒的含量、分布等特征,以方正县农业土壤为研究对象,运用地统计学和Arc GIS相结合的方法研究土壤全硒含量的空间异质性和分布格局,并探讨硒浓度变异与土壤理化性质之间的关系。结果表明,土壤全硒含量变异函数符合指数模型,空间异质性指数Q=0.125,说明全硒含量的变异主要由结构性因素引起,空间自相关性较强。用普通克里格法(OK法)绘制全县的土壤全硒分布图,发现研究区绝大多数土壤(69.3%)属于足硒土壤,硒含量高值区出现在研究区中部及西南部,而低值区主要分布在研究区东北部。不同土壤类型中,泥炭土全硒含量最高(0.267 mg·kg-1),而沼泽土全硒含量最低(0.153 mg·kg-1);不同土地利用方式下,稻田土全硒含量(0.230 mg·kg-1)略高于旱地土(0.217 mg·kg-1)。影响土壤全硒含量的主要因素为土壤有机碳、粘粒及粉粒含量。     

水稻及稻田环境中烯啶虫胺残留消解动态及膳食风险评价

为评价烯啶虫胺在水稻中的残留及膳食摄入风险,于山东、河南、安徽进行了两年三地的田间试验。结果表明:烯啶虫胺在水稻和田水中的半衰期分别小于1.4 d和4.2 d,属于易降解农药。糙米最终残留量均低于0.05 mg·kg~(-1),低于日本设定的最大残留限量(MRL)0.5 mg·kg~(-1)。针对我国不同人群的膳食摄入及风险评估暴露,烯啶虫胺膳食暴露风险低,处于可接受的安全水平。     

Selenium speciation in soil and rice: influence of water management and Se fertilization

Rice (Oryza sativa) is the staple food for half of the world's population, but the selenium (Se) concentrations in rice grain are low in many rice-growing regions. This study investigated the effects of water management on the Se speciation dynamics in the soil solution and Se uptake and speciation in rice in a pot experiment. A control containing no Se or 0.5 mg kg(-1) of soil of selenite or selenate was added to the soil, and plants were grown under aerobic or flooded conditions. Flooding soil increased soluble Se concentration when no Se or selenite was added to the soil, but decreased it markedly when selenate was added. Selenate was the main species in the +selenate treatment, whereas selenite and selenomethionine selenium oxide were detected in the flooded soil solutions of the control and +selenite treatments. Grain Se concentration was 49% higher in the flooded than in the aerobic treatments without Se addition. In contrast, when selenate or selenite was added, the aerobically grown rice contained 25- and 2-fold, respectively, more Se in grain than the anaerobically grown rice. Analysis of Se in rice grain using enzymatic hydrolysis followed by HPLC-ICP-MS and in situ X-ray absorption near-edge structure (XANES) showed selenomethionine to be the predominant Se species. The study showed that selenate addition to aerobic soil was the most effective way to increase Se concentration in rice grain.     

叶面施硒对黑豆硒吸收转运特征及籽粒硒形态的影响

为了明确叶面喷施亚硒酸钠对黑豆硒吸收转运特征及籽粒硒形态的影响,采用小区试验在黑豆结荚兴盛期进行一次性叶面喷施亚硒酸钠(施硒量分别为0、6、12、18和24 mg·m^-2)处理,分析比较不同浓度亚硒酸钠处理下黑豆产量、各器官硒含量、籽粒有机硒转化率和品质性状的差异。结果表明,各施硒水平对黑豆各器官总硒含量均有提升作用,在24 mg·m^-2硒处理时各器官总硒含量最大,根、茎、荚和籽粒硒含量分别较对照提高了8.74、8.37、9.85和65.21倍,硒处理后各器官总硒含量呈现籽粒>根≈荚>茎的特点。籽粒中硒以有机硒形态存在,且有机硒转化率随着亚硒酸钠浓度的增加呈下降趋势,在0、6、12、18和24 mg·m^-2施硒处理时,有机硒含量分别为0.071 4、1.101 8、1.510 6、1.811 1和2.093 5 mg·kg^-1,有机硒转化率分别为94.52%、84.81%、70.30%、60.11%和52.43%。叶面喷施亚硒酸钠显著提高了黑豆籽粒蛋白质含量和分离蛋白硒含量,但对脂肪含量的影响较小,在24 mg·m^-2硒处理时蛋白质含量和分离蛋白硒含量分别较对照增加了2.4个百分点和117.35倍,分离蛋白硒含量占有机硒和总硒含量的比例分别为90.29%和47.39%。适宜浓度亚硒酸钠叶面喷施对黑豆产量具有促进作用,但浓度过高导致增产效果减弱。综上,叶面喷施亚硒酸钠可提高黑豆各器官总硒含量,但黑豆籽粒有机硒转化率随喷施浓度的增加呈下降趋势,且黑豆籽粒有机硒主要以蛋白质形式存在。本研究结果为应用外源硒强化技术生产富硒黑豆提供了科学依据。     

不同土壤类型下重金属Cd对水稻剑叶光合特性和产量构成的影响

以杂交籼稻（K优818）为材料,设置不同Cd浓度水平,采用盆栽试验,研究了不同土壤类型下（潮土和水稻土）重金属Cd对剑叶光合特性和水稻产量及其构成的影响。结果显示,在3mg·kg-1浓度水平下,与对照相比,两种土壤类型下Cd处理均提高了水稻剑叶净光合速率（Pn）,其中潮土条件下Pn提高了6.4%;而当Cd处理浓度达到7mg·kg-1时,两种土壤条件下Pn均显著下降,其中水稻土条件下Pn与对照相比下降了13.8%。Cd在低浓度水平（1～3mg·kg-1）时,两种土壤类型下水稻结实率和单穗重均略有下降;但在高浓度水平（5～7mg·kg-1）下,水稻结实率和单穗重均显著下降（P〈0.05）。不同土壤类型下,Cd的毒害效应差异显著,相同处理水平下水稻土Cd对水稻Pn和单穗重的抑制效应显著高于潮土。     

硒锌钼对黄土高原马铃薯和小白菜产量及营养元素与硒镉含量的影响

黄土高原旱地土壤微量元素硒锌钼潜在缺乏,不仅影响农作物产量,还降低农产品的矿物营养品质,研究施用硒锌钼肥料对该地区作物生长及可食部分营养元素含量的影响具有重要意义。通过田间试验,研究了硒锌钼肥单独土施、硒锌肥配施、硒锌钼肥配施对马铃薯和小白菜产量及营养元素和硒镉含量的影响。结果表明：硒肥提高了马铃薯块茎和小白菜叶片硒含量,分别由对照的0.02mg.kg-1和0.09mg.kg-1提高到1.51～2.15mg.kg-1和13.03～19.44mg.kg-1,钼肥提高了马铃薯块茎和小白菜叶片钼含量,分别由对照的0.43mg.kg-1和2.3mg.kg-1提高到1.03～1.16mg.kg-1和17.7～19.9mg.kg-1,单施与配施处理间无显著差异。锌肥土施或锌与硒、钼肥配合土施不但使小白菜叶片中的锌含量由对照的21.0mg.kg-1显著提高到48.1～68.4mg.kg-1,还使镉含量显著降低50%以上;施锌对马铃薯块茎的锌含量无显著影响。硒锌钼肥单施或配施均对马铃薯和小白菜产量及氮、磷、钾、硫、钙、镁、铁、锰、铜、硼含量无显著影响。因此,在黄土高原旱地,硒钼配合土施可同时提高马铃薯块茎的硒钼含量,硒锌钼配合土施可同时提高小白菜叶片的硒锌钼含量。     

新疆水稻主产区土壤硒含量与水稻籽粒硒含量的相关性

对新疆水稻主产区的44个稻田耕层土壤及收获籽粒进行调查取样,结果表明:稻田13%属于足硒土壤,82%属于富硒土壤且有5%属于高硒土壤。而水稻籽粒硒含量达到国家谷物类食品富硒标准的仅有20%,水稻籽粒硒含量与稻田土壤全硒含量相关性不显著,但水稻籽粒硒含量与土壤有效硒含量呈极显著正相关,且土壤p H值及土壤有效磷含量与土壤有效硒含量呈极显著正相关,说明在新疆水稻主产区土壤有效硒含量是衡量土壤供硒潜力的有效指标,在实际生产中大部分的稻田需要通过施用适量外源硒肥来提高水稻籽粒中硒的含量。