铅镉复合污染对水稻生长及产量的影响

[目的]探讨铅镉复合污染对水稻生长、产量及品质的伤害及机理。采用盆栽试验,研究了不同程度的铅镉复合污染对水稻生长发育及产量品质的影响。[结果]铅镉低浓度胁迫能够促进水稻生长,高浓度抑制水稻的株高;铅镉胁迫显著降低了水稻的分蘖数,随着胁迫浓度增加,分蘖数下降幅度增大;铅镉胁迫显著降低了水稻每盆穗数、结实率、千粒重和产量,低浓度胁迫下每穗总粒数显著增加,高浓度胁迫下每穗总粒数显著降低;铅镉低浓度胁迫下糙米率和精米率显著增加,高浓度胁迫下糙米率和精米率显著降低,整精米率随处理浓度的增加而显著下降;水稻籽粒中铅镉含量与土壤中铅镉浓度成显著正相关,土壤铅镉含量达到中高浓度时,水稻籽粒铅镉含量严重超标,铅镉最高超标达333%和122%。[结论]该研究为污染地区水稻栽培技术体系的建立提供依据。     

有机肥对镉胁迫下不同基因型水稻镉吸收和分配的影响

以镇稻88和Ⅱ优107两个不同基因型水稻为材料,采用两年盆栽试验方法,研究了有机肥对水稻镉吸收及分配的影响.结果显示:镉胁迫(3.0 mg· kg-1)下,水稻各器官的镉含量以及根系镉分配比例增加,穗的镉分配比例减少.有机肥对不加镉处理(土壤背景镉含量0.202 mg· kg-1)的营养器官镉含量没有显著影响,籽粒镉含量略降低,但影响不显著.有机肥降低加镉处理的根系、糠层和精米的镉含量,影响根系的镉分配比例,减少穗的镉分配比例,并且一定程度减少籽粒中精米的镉分配比例.有机肥可能是通过减少土壤有效态镉,以降低水稻植株对土壤中镉的吸收,并且抑制镉往地上部以及精米中输送,从而显著降低了精米中的镉含量.另外,有机肥对两个基因型水稻的影响表现不同.     

铅镉复合污染对水稻生长及产量的影响

[目的]探讨铅镉复合污染对水稻生长、产量及品质的伤害及机理.采用盆栽试验,研究了不同程度的铅镉复合污染对水稻生长发育及产量品质的影响.[结果]铅镉低浓度胁迫能够促进水稻生长,高浓度抑制水稻的株高;铅镉胁迫显著降低了水稻的分蘖数,随着胁迫浓度增加,分蘖数下降幅度增大;铅镉胁迫显著降低了水稻每盆穗数、结实率、千粒重和产量,低浓度胁迫下每穗总粒数显著增加,高浓度胁迫下每穗总粒数显著降低;铅镉低浓度胁迫下糙米绿和精米率显著增加,高浓度胁迫下糙米率和精米率显著降低,整精米率随处理浓度的增加而显著下降;水稻籽粒中铅镉含量与土壤中铅镉浓度成显著正相关,土壤铅镉含量达到中高浓度时,水稻籽粒铅镉含量严重超标,铅镉最高超标达333%和122%.[结论]该研究为污染地区水稻栽培技术体系的建立提供依据. Abstract： [Objective] The aim was to study the damage and the mechanism of combined pollution of Pb and Cd on rice growth,yield and quality of rice.[Method]Effects of combined pollution of Pb and Cd on the growth and yield of rice were studied by pot experiment with cultivating rice. [Result] Pb and Cd could promote dce growth at low concentration while inhibit plant height at high concentration;Pb and Cd stress reduced the number of rice tillers significantly,with the increasing of stress concentration,the decrease amplitude of the number of tillers was greater;the panicle per pot,seed setting rate,1000-grain weight and yield of rice were reduced significantly by Pb and Cd stress,the grain number per panicle decreased significantly under low concentration of Pb and Cd but increased significantly under high concentration;the brown rice rate and milled rice rate increased significantly under low concentration of Pb and Cd while at high concentration of Pb and Cd,the both two reduced significantly,the head milled rice rate reduced significantly with the decreasing of concentration;The Pb and Cd content of grains were significantly positively related to the concentrations of Pb and Cd content in soil,it had excessively exceeded hygienic standard when the concentrations of Pb and Cd in soil were medium-high and the unqualified rate reached 333% and 122%.[Condusion]The study had provided basis for the establishment of rice cultivation system in pollution areas.     

轻度镉胁迫下不同水稻品种籽粒镉富集及产质量差异研究

通过大田试验,研究了轻度镉胁迫下23个不同水稻品种间籽粒产量、籽粒镉含量及镉富集系数的差异变化。结果表明,不同水稻品种产量、籽粒镉含量及富集系数存在较大差异,其变幅分别为484.1～624.8kg/667m~2、0.081～0.474mg/kg、0.19～1.13,产量与籽粒镉富集能力不存在显著相关性。通过聚类分析,初步筛选出产量较高、籽粒镉富集能力较弱品种1个(川作优1727),产量中上、富集能力较弱品种3个(德香4103、川作优6203、蓉18优447)和产量中等、富集能力较弱品种3个(宜香优4245、蜀优217、冈优725),可用于轻度镉污染区种植参考。     

不同类型土壤下水稻镉的富集特征及与土壤镉含量的关系

选取20个水稻品种在轻度镉污染农田上进行小区试验,统计分析水稻镉富集特征及比较不同类型水稻土下水稻镉吸收与土壤镉含量的关系。结果表明:(1)提高土壤pH值可以降低土壤有效镉含量,而土壤总镉含量是影响土壤有效镉含量的关键因素。(2)不同类型水稻土上稻米的镉富集能力不同。灰棕潮田上镉富集率较低的品种为川作6优177、粳稻、金优284,冲积黄泥田上为金优284、B优840、粳稻,紫潮田上为Ⅱ优498、富优21、粳稻。不同类型水稻土上水稻对镉的吸收能力差异较大,因而生产上要因地制宜选择水稻品种防控稻米的镉污染,粳稻在3种类型的水稻土上均有较低的镉富集率,适用性较强。(3)在镉污染水稻土上,通过土壤全镉含量与有效镉含量均可以有效预测稻米镉含量,其中土壤全镉的预测效果较好。     

辽宁省5种不同基因型水稻对镉吸收差异的研究

为对耐镉性强且低积累水稻品种的培育提供理论实践依据,在土壤外源添加镉的条件下,采用盆栽试验研究了辽宁省5个不同基因型水稻根系、茎叶、籽粒对镉吸收积累的差异,通过对分蘖期、抽穗期镉在茎叶各亚细胞组分含量的分析,探讨了产生差异的机理。结果表明,水稻各部位镉含量随外源添加镉浓度的增加而升高且存在显著的基因型差异。不同基因型水稻籽粒镉富集系数存在显著的差异,且随添加镉浓度的升高,籽粒镉富集系数有下降趋势,5个品种富集系数相对较高的是沈稻47和辽粳9号,相对较低的是辽星1号、沈农15和沈农315,其中沈农315在各处理下均最低,与其他品种存在极显著差异。随着水稻生长发育,抽穗期镉在茎叶亚细胞各组分的含量低于分蘖期,且总体呈现细胞壁最大,可溶性部分次之,细胞器最小的规律;镉在各亚细胞组分的含量和分配比例因基因型和生育期不同而异,镉耐性品种辽星1号、沈农15和沈农315细胞壁和可溶性组分的镉含量和分配比例高于敏感性品种沈稻47和辽粳9号,细胞器的镉含量则低于敏感性品种。     

不同水稻品种镉积累特性差异研究

以水稻品种昌丰B、中9B、协青早B和地谷B为材料,采用火焰原子吸收法和电感耦合等离子体发射光谱法,在不同镉胁迫浓度下对各水稻品种中镉的积累差异进行了研究。结果表明,在低、中等的镉处理浓度下,籽粒中镉含量表现为中9B昌丰B协青早B地谷B,中9B籽粒中镉含量随镉胁迫浓度的增加急剧降低;营养器官中镉含量表现为中9B地谷B昌丰B协青早B,品种间各营养器官的镉含量变化趋势存在差异。     

四川推广小麦品种在镉胁迫下籽粒镉积累和生长响应

【目的】为弄清楚四川地区主要推广小麦品种在不同镉污染耕地上小麦籽粒镉积累和生长情况,筛选出籽粒低镉含量的小麦品种加以推广利用。【方法】通过田间试验对收集的四川地区40个小麦品种的籽粒镉含量、生长和镉积累迁移情况进行研究。【结果】不同小麦品种的籽粒镉含量和镉迁移积累系数差异较大,存在明显基因型差异。在镉含量相对较低的土壤环境下,品种间籽粒镉含量和镉迁移积累系数变异幅度较大;土壤镉含量相对较高的土壤环境下,小麦籽粒镉含量和镉迁移积累系数分布范围相对较窄。不同小麦品种的农艺性状差异显著,不同农艺性状对镉胁迫响应不尽相同。土壤环境中的镉浓度越高,小麦籽粒中镉迁移积累系数越低。同一小麦品种籽粒镉含量和镉迁移积累系数变化趋势相同,呈显著正相关。在镉污染不同的两个浓度下籽粒镉含量都较少的品种有CD-22、CD-25、CD-35、CD-37和CD-39。【结论】四川地区主推小麦品种在镉胁迫下籽粒镉含量、迁移积累及农艺性状存在基因型差异,其受镉胁迫影响程度不同,筛选出了5份籽粒低镉含量且表现稳定的小麦品种。     

镉胁迫对不同水稻基因型生长的影响

从形态指标、产量构成因素研究水稻对重金属耐性特征,筛选和培育籽粒有毒重金属积累低且对重金属耐性较强的品种,是在轻、中度重金属污染土壤上持续生产安全稻米的一条经济、有效的途径。该文以耐性不同的两个水稻品种（Lement,低累积型和Dular,高累积型）为材料,通过盆栽试验研究了镉胁迫对水稻植株生长的影响,结果表明,水稻各器官Cd含量随Cd处理水平和生育进程而增加,且吸收的Cd主要积累在根系,Cd在水稻各部位中的分布规律为：根〉茎〉叶〉穗〉稻米。从水稻产量的构成因素来看,镉胁迫导致Dular水稻产量下降的的最主要原因是分蘖受阻,有效穗减少。结果还表明,低累积型水稻品种的镉耐性与其吸收镉相对较少或向地上部运输比例较少有关。     

镉胁迫对青菜生长和光合特性的影响

以青菜品种苏州青为材料,采用盆栽试验研究不同土壤镉浓度对其生长和光合作用的影响。结果表明,较高浓度的镉胁迫下青菜的生长和叶片扩展受到明显抑制,其净光合速率、表观量子效率和最大光化学效率显著降低;低浓度镉胁迫使青菜的暗呼吸速率增大。     

圆叶决明（Chamaecrista rotundifolia）对重金属镉胁迫的响应及镉吸收效果研究

以圆叶决明2228(Chamaecrista rotundifolia)为材料,采用土培法,研究重金属镉对圆叶决明2228保护酶(SOD和POD)、生长(生物量、株高、SPAD值和含水量等)的影响,同时分析圆叶决明对镉的吸收效果.结果表明,重金属镉胁迫下圆叶决明2228保护酶活性均随着镉处理浓度的升高呈先升后降的趋势,其中20 mg·kg-1镉胁迫下SOD酶活性最强,50 mg·kg-1镉胁迫下POD酶活性最强;镉对圆叶决明的生长抑制表现为抑制植物的生长,降低株高和生物量,但与叶绿素相关的SPAD值无显著变化.通过镉含量分析可知,圆叶决明2228吸收的镉量均未超过镉临界指标含量,因此该植物不是镉超富集植物,但生物富集系数大于1,为镉耐性植物.由于圆叶决明生长过程中生物量大,在生长过程中可通过生物量带走部分重金属镉,圆叶决明2228具有修复轻度镉污染土壤的潜能.     

顺天降镉剂对降低稻米中镉含量的效果研究

通过叶面喷施顺天降镉剂,分别采用田间小区试验和大田对比试验,研究其对降低稻米中镉含量的效果。试验结果表明,通过叶面喷施顺天降镉剂的水稻精米中镉含量明显降低,小区对比试验早稻降低27.3%,晚稻降低40.3%;大田示范早稻春优84和晚稻五优华占分别下降12.1%和18.6%。通过对晚稻小区的测产,喷施顺天降镉剂还可以小幅度增加水稻产量,增幅为7.1%。     

镉对烟草的胁迫与烟叶控镉措施研究进展

由于烟草易富集镉,并且卷烟烟叶中的镉在抽吸时可随主流烟气进入人体,进而危害吸食者健康。因此,烟草中的镉研究越来越受到大家的关注。综述了烟草中镉的来源,镉对烟草生长发育、生理生化、烟叶品质的影响以及烟草镉防治的相关措施等近年来的研究进展,以期为烟草中镉研究提供理论参考。     

Cd Zn处理对烤烟生长和烟株Cd含量的影响

烤烟(Nicotiana tabacumL.)吸Cd能力较强,人们通过吸烟可吸入大量的Cd,对健康造成一定的危害。本试验采用室内盆栽方法,研究了不同浓度Cd(0、1、3、5、10mg·kg-1)和Zn(0、100mg·kg-1)处理对烤烟生长以及体内Cd、Zn含量的影响。结果表明,在没有加Cd的处理,烤烟上部叶、中部叶和下部叶含有一定浓度的Cd,说明烤烟具有较强的吸收和累积Cd的能力。烤烟叶片叶绿素a、叶绿素b、生物量随土壤Cd加入量的增加而显著下降,但Cd加入量为1mg·kg-1的处理与对照相比差异不大;Zn处理可缓解Cd处理造成的毒害,增加烟株的生物量,减少了烟株不同部位Cd的浓度。Cd在烤烟体内各器官中的累积量随土壤Cd浓度的增高而增大,且体内各器官Cd含量次序为:叶>根>茎;在不同部位叶的含量顺序为:下叶>中叶>上叶。从结果中可以看出,Zn抑制了Cd对烤烟的作用,从而可以通过在土壤中施加适量锌肥的措施,来降低烤烟对Cd的吸收和烟叶中Cd含量,从而减少其危害。     

含Cd磷肥不同施用量对水稻产量及Cd累积的影响

采用2年大田试验,研究低镉(Cd)磷肥不同施用量对水稻产量及地上部Cd累积的影响。结果表明,施低Cd磷肥显著增加水稻稻谷和稻秆产量,但不同施磷量间稻谷产量差异不显著。随施磷量的增加,稻谷Cd含量呈先增加后下降的趋势,但均在国家粮食卫生控制标准0.2 mg·kg-1规定内。当施磷(P2O5)量为63 kg·hm-2时,稻谷Cd含量及稻谷、茎叶和地上部Cd累积量最高,显著高于对照;但施磷量增至252 kg·hm-2时,稻谷Cd含量与对照相当,而茎叶Cd含量显著下降。水稻对磷肥中Cd的吸收率随施磷量的增加而显著下降。当施磷量低于81 kg·hm-2时,水稻地上部对磷肥中Cd的吸收率超过100%。指数回归方程表明,随磷肥进入土壤的Cd含量基本被水稻地上部完全吸收时的磷肥施用量早、晚稻分别为116.6、174.6 kg·hm-2。因此,生产上按当前适宜施磷量施用,既能兼顾水稻产量,又能保障稻谷和土壤生态安全。     

不同程度镉污染对棉花生长和镉富集特征的影响

【目的】研究不同程度镉污染土壤下棉花生长和镉富集的特征。【方法】采用盆栽模拟方法,添加外源镉,分析棉花种植后土壤pH和镉含量的变化,以及镉胁迫对棉花生长和镉积累量的影响。【结果】棉花根系具有酸化作用,使其根际土壤pH下降,随镉胁迫浓度的增加,酸化受到抑制,土壤有效态镉含量随之显著降低。棉花株高和地上部生物量随镉浓度增加逐渐降低,根系则相反。棉花各器官镉含量、转移系数与积累量随镉浓度的增加显著升高。在不同镉胁迫下,棉花根系镉富集系数均>1。在10 mg/kg镉胁迫下茎、叶和蕾富集系数分别达到0.98、0.33和0.63;镉富集量分别为74.01、39.5和98.623 μg/盆,表现出较强的积累能力。【结论】在镉胁迫下棉花根系生物量增加,地上部生物量降低,随镉浓度的增加,棉花镉积累量增大,在5和10 mg/kg镉胁迫下棉花地上部镉积累量显著高于地下部。     

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的限最标准(≤0.2 mg·kg~(-1)),水稻土土壤总Cd临界值分别为2.0mg·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.     

赤泥对Ｃｄ污染稻田水稻生长及吸收累积Ｃｄ的影响

采用田间小区试验,研究了不同赤泥施用量对酸性Cd污染稻田(潮泥田)水稻生长及吸收累积Cd的影响。结果表明,赤泥施用量为4948kg·hm-2时水稻产量达到最高,其主要作用是促进了水稻有效穗的形成。同时施用赤泥能显著提高土壤pH,降低土壤有效态Cd含量和减少水稻Cd累积。与不施赤泥的对照相比,施用赤泥3000kg·hm-2的处理水稻增产12.4%(P<0.05),水稻根Cd降低22.0%(P<0.05),糙米Cd(0.14mg·kg-1)降低40.8%(P<0.01),并达到国家粮食卫生标准(GB2715—2005);当赤泥施用量增至9000kg·hm-2时,土壤pH提高12.0%(P<0.01),有效态Cd含量降低24.9%(P<0.05),水稻根系、茎叶和糙米Cd分别降低55.7%(P<0.01)、54.5%(P<0.01)和69.9%(P<0.01)。表明利用赤泥修复中轻度酸性Cd污染土壤是可行的,并能起到改良土壤和促进水稻增产的效果。试验所用赤泥重金属含量很低,不会造成二次污染。但将赤泥大面积应用于酸性Cd污染稻田还需要系统研究应用参数,并采取农机配套和激励机制来鼓励农民自发行动的积极性。     

耐镉菌株对土壤镉形态及土壤微生物群落结构的影响

通过传统的分离方法和室内培养实验,从污染土壤中筛选和分离耐镉菌株并分析耐镉菌株对土壤镉形态及微生物群落结构的影响。从浙江省富阳市电镀厂污染土壤中分离得到具有强活化作用的耐镉菌株m6,形态学观察和16S rDNA序列分析可知,m6与Arthrobacter的16S rDNA序列具有99%的同源性,其在系统发育地位上属于Bacteria,Actinobacteria,Actinobacteridae,Actinomycetales,Micrococcineae,Arthrobacter。研究表明耐镉菌株m6可使土壤中水溶态镉增加2倍多,可交换态镉增加16%。Biolog-ECO法的结果表明,接种耐镉菌株培养后土壤的AWCD值提高14%~146%,而且土壤微生物对31种碳源中的糖及衍生物、胺类碳源和多聚物类利用程度增加;磷脂脂肪酸法(PLFA)分析结果表明,与不接种菌株m6相比,接种土壤的脂肪酸总量增加了23.65%,代表真菌的特征脂肪酸(如18:2ω6,9、16:1ω5c、18:1ω9c)明显增加,但土壤的G^-/G⁺比值与对照相比降低38.6%,而且土壤中代表放线菌的特征脂肪酸(如l0Me 16:0、l0Me 17:0和10Me 18:0)的多样性有所降低。     

Cd胁迫对水稻亲本材料Cd吸收分配的影响

采用土培试验,以前期筛选出的水稻Cd安全亲本材料D62B为试验材料,以普通材料Luhui17为对照,研究不同生育期水稻Cd安全亲本材料在1、4、16 mg·kg-1Cd处理浓度下对Cd的吸收、分配及转运特征。结果表明:(1)在不同Cd处理浓度下,水稻Cd安全亲本材料D62B生长受到了一定程度的抑制,且随Cd处理浓度的提高生物量均显著降低。当Cd处理浓度为16 mg·kg-1时,D62B在分蘖期、抽穗期和成熟期的生物量分别较1 mg·kg-1Cd处理降低了52.05%、43.06%和32.34%。(2)D62B地上部Cd含量和转移系数在不同生育期均显著低于Luhui17,成熟期谷壳、糙米Cd含量也较低。当Cd处理浓度为1 mg·kg-1和4 mg·kg-1时,D62B的糙米Cd含量均低于食品安全国家标准0.2 mg·kg-1,表现出Cd安全亲本材料的"安全性"。(3)随Cd处理浓度的提高,D62B对Cd的吸收速率显著增加,且在分蘖期其吸收速率达到最大。在各处理下,D62B对Cd的吸收速率与Luhui17差异不显著。但D62B对Cd的转运速率在4 mg·kg-1和16 mg·kg-1Cd处理下则显著低于Luhui17,成熟期差异达到最大,分别为Luhui17的46.52%和66.68%。(4)D62B地上部Cd的亚细胞分布表现为细胞壁可溶部分细胞器,Luhui17为可溶部分细胞壁细胞器,地下部则均表现为可溶部分细胞壁细胞器。随Cd处理浓度的增加,Luhui17地下部细胞壁的分配比例显著降低,在16 mg·kg-1Cd处理浓度下,Luhui17细胞壁的分配比例显著低于D62B。综上所述,最终表现出D62B具有籽粒Cd低积累的特点,可为培育Cd安全水稻品种提供优良的种质资源。