叶面喷施苹果酸对水稻Cd积累特性的影响

为了探讨水稻开花期喷施苹果酸对稻米Cd积累特性的影响,对4个早稻品种各器官的Cd含量及其Ca、Fe、Mn、Zn和氨基酸含量的变化进行了分析。结果表明,喷施2~3次5 mmol·L^-1苹果酸能使稻米、穗颈、穗节和旗叶中的Cd含量显著下降,稻米中的Cd平均含量从0.26 mg·kg^-1分别下降至0.14 mg·kg^-1和0.09 mg·kg^-1,降幅分别为46.15%和65.38%。喷施3次苹果酸后,稻米中的甘氨酸和缬氨酸含量分别增加了46.45%和34.56%。穗节中的Cd含量是穗颈和旗叶Cd含量的2~10倍,喷施2~3次苹果酸显著抑制了Cd从旗叶向穗节的转移,使穗节中的Cd浓度分别下降35.00%和56.88%。与此同时,喷施苹果酸使水稻各器官中Ca的含量显著上升,Fe、Mn、Zn的含量显著下降;其中稻米中的Ca含量增加16.02%~26.60%,Fe含量下降30.54%~43.14%,Mn含量下降23.07%~28.55%,Zn含量下降11.31%~19.57%。由此可见,喷施苹果酸主要通过抑制Cd由营养器官向籽粒的转运来降低稻米中的Cd含量,同时还能促进Ca的转运和稻米中氨基酸的合成。     

叶面喷施氯化氨基乙酸对水稻镉转运特性的影响

为了探究水稻开花期喷施氯化氨基乙酸对水稻中Cd转运特性的影响，以湘早籼24号（X24）水稻为研究对象开展盆栽试验，对水稻籽粒及各器官中的Cd含量、水稻必需元素（K、Mg、Ca、Fe、Mn、Zn）及水稻体内氨基酸含量的变化进行分析。结果表明：水稻开花期叶面喷施0.8 mmol·L^-1氯化氨基乙酸显著降低了稻米和穗轴中的Cd含量，稻米中的Cd含量从0.28 mg·kg^-1下降至0.17 mg·kg^-1，降幅为39.29%。通过对水稻体内各器官间Cd转移系数的分析发现，开花期水稻叶面喷施氯化氨基乙酸可以显著降低Cd离子从穗轴向籽粒、穗节向穗颈、倒二节间向倒一节间的转移系数，即倒二节间向上的转移效率降低导致了稻米中Cd含量显著下降。同时，叶面喷施氯化氨基乙酸降低了水稻籽粒和穗轴中Ca的含量，促进了K、Mg和Zn从倒一节向穗轴的转移。氨基酸分析结果显示，叶面喷施0.8 mmol·L^-1氯化氨基乙酸后，稻米中天冬氨酸和谷氨酸的含量分别增加了28.54%和22.96%，甘氨酸含量减少了51.92%。由此可见，水稻开花期叶面喷施氯化氨基乙酸有利于稻米中天冬氨酸和谷氨酸的合成，能促进K、Mg和Zn的转运，并通过抑制Cd由营养器官向籽粒的转运过程显著降低稻米中的Cd含量，该方法在我国南方Cd污染农田水稻生产过程中具有良好的应用前景。     

叶面喷施S-烯丙基-L-半胱氨酸对晚稻籽粒中铅含量的影响

通过研究叶面喷施S-烯丙基-L-半胱氨酸（SAC）对晚稻籽粒及根、茎营养器官中Pb含量的影响，评估SAC作为Pb叶面阻控剂的可行性。田间试验在广西水稻主产区Pb污染农田开展，选用当地主栽品种“百香139”作为试验材料，分别在晚稻孕穗期和开花期各喷施一次0.05~0.4 mmol·L^-1的SAC。结果表明：当SAC喷施浓度达到0.1 mmol·L^-1时，即可使晚稻籽粒中Pb含量显著降低34.04%，但是随着SAC喷施浓度增加，籽粒中Pb含量并未出现持续降低趋势。对籽粒中6种人体必需营养元素含量的分析结果显示，喷施SAC对K、Mg、Ca、Fe、Zn 5种矿质营养元素含量无显著影响，但是显著降低了Mn元素含量，最高降低幅度达21.93%。当SAC喷施浓度达到0.1 mmol·L^-1后，地上部所有营养器官中Pb含量与对照（不添加SAC处理）相比均出现显著降低，随着SAC喷施浓度升高，地上部各营养器官中Pb含量出现逐渐升高趋势，但是喷施SAC对水稻根系中Pb含量无显著影响。喷施0.1 mmol·L^-1SAC显著降低了Pb由根向第三节间的转移系数（TF_{第三节间/根}）和由第三节间向第二节的转移系数（TF_{第二节/第三节间}），最高降低幅度分别为29.77%和24.25%，但是显著增加了Pb由第一节间向穗轴的转移系数（TF_{穗轴/第一节间}）、穗轴向籽粒的转移系数（TF_{籽粒/穗轴}）和旗叶向籽粒的转移系数（TF_{籽粒/旗叶}），最高增加幅度分别为22.40%、25.35%、16.35%。研究推测，喷施低浓度SAC降低水稻籽粒中Pb含量可能与显著降低根系向水稻地上部营养器官转运Pb有关。     

水稻营养器官镉积累特性对稻米镉含量的影响

为了明确水稻营养器官对镉的拦截作用,对3个水稻基因型关键器官的镉积累特性进行了比较研究。盆栽试验结果表明：高镉积累型水稻T优705茎基部（蘖节）、穗轴和籽粒的镉含量及穗轴向籽粒转运镉的比例显著高于低镉积累型水稻朝阳1号B和湘早籼24。稻穗在含镉0.9~4.5 μmol·L^-1的Hoagland营养液中灌浆时,T优705籽粒基部拦截镉的能力最弱,稻米镉含量（y）和穗轴中的镉含量（x）呈显著线性相关（y=ax+b）,穗轴中的镉含量每增加1.0 mg,朝阳1号B、湘早籼24和T优705稻米中的镉含量分别增加0.01、0.11 mg和0.14 mg。在0.9~18.0 μmol·L^-1的镉溶液中,进入离体叶片的镉离子数量直接决定着叶绿素的衰减速率,镉含量每增加1.0 mg,朝阳1号B和湘早籼24的叶绿素含量降低0.02 mg左右,而T优705的叶绿素含量只降低0.01 mg。在相同的镉胁迫环境中,T优705离体叶片的氧化损伤程度较轻,释放的O₂^-和H₂O₂数量显著少于朝阳1号B和湘早籼24。这些结果表明,低镉积累型水稻籽粒基部对镉的拦截能力强,叶片耐镉性差,而高镉积累型水稻籽粒基部对镉的拦截能力弱,叶片耐镉性强;离体稻穗的镉转运特性和离体叶片的耐镉能力可以作为快速筛选低镉积累水稻品种的重要依据。     

施硒对不同镉污染土壤当季及后茬水稻镉吸收转运的影响

为探讨施硒对当季和后茬水稻镉吸收转运的影响,本研究选取基本性质相似的中、重度镉污染稻田土壤为对象,采取盆栽试验的方法,研究不同施硒量（0.5、1.0、2.0、4.0 mg·kg^-1）对当季及后茬水稻各部位镉与硒含量的影响,并探讨其作用机理。结果表明：中度镉污染稻田土壤仅施硒2.0 mg·kg^-1处理使当季稻米镉含量降低28.6%（P<0.05）;施硒对重度镉污染土壤当季稻米镉含量均有降低作用,其中施硒1.0 mg·kg^-1处理的降镉效果显著,镉含量降低36.1%（P<0.05）;施硒处理使两种土壤后茬稻米镉含量显著降低30.9%~50.7%（P<0.05）。适量施硒（1.0、2.0 mg·kg^-1）使当季水稻镉TF_茎/根降低21.5%~28.3%（P<0.05）,而对后茬水稻镉转运则无显著影响。中、重度镉污染土壤施硒,可增加当季和后茬水稻植株各部位硒含量,硒含量增幅随施硒量增加而增加。稻米镉富集系数随稻米硒含量增加呈自然对数降低（P<0.05）。中度镉污染土壤施硒0.5 mg·kg^-1、重度镉污染土壤施硒≤1.0 mg·kg^-1时,当季和后茬稻米硒含量均低于1.0 mg·kg^-1。研究表明,施硒可通过降低水稻镉吸收而有效降低后茬稻米镉含量,但适宜的施硒量仍需田间验证确定。     

甜菜幼苗叶片光合性能、渗透调节及活性氧对高硼胁迫的响应

为探究甜菜幼苗对硼毒害的响应，采用水培试验的方法，研究了不同硼浓度（0.05、0.25、0.50、2.50、5.00 mmol·L^-1 H₃BO₃）条件下，高硼胁迫对甜菜幼苗叶片光合性能、渗透物质调节及活性氧代谢的影响。结果表明：高硼胁迫影响甜菜幼苗生长发育进程，硼处理第15~20 d时对幼苗影响最大。随着硼浓度的增加，叶绿素a、叶绿素b含量呈下降趋势，与对照相比差异显著，净光合速率与叶绿素含量规律表现一致，叶绿素a/b在0.50 mmol·L^-1时达到最大值；果糖及淀粉含量在高硼胁迫下增加，在2.50 mmol·L^-1时与对照相比均差异显著，分别比对照增加了114.5%、78.2%。蔗糖含量显著下降，与对照相比降低了31.8%~54.1%；当硼浓度达到0.50 mmol·L^-1时，丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）含量显著增加。染色观察发现，随着硼浓度的增加，叶片中超氧阴离子与过氧化氢积累也逐渐增加，均在5.00 mmol·L^-1时累积最严重。研究表明，硼毒害使甜菜叶片光合能力下降，阻碍光合产物的运输，细胞内活性氧大量积累，对细胞产生氧化胁迫，进而抑制甜菜植株生长。本试验条件下，硼浓度0.50 mmol·L^-1可以作为甜菜幼苗高硼胁迫的临界值，超过该浓度，植株生长受到显著抑制。     

外源亚精胺对水稻吸收积累镉砷的影响

通过水培试验和大田试验，研究外源亚精胺（Spd）对水稻吸收积累Cd、As的影响。结果表明：水培试验中，在10 μmol·L^-1的Cd胁迫下，外源添加250 μmol·L^-1的Spd能显著降低水稻茎叶Cd含量58.0%，在50 μmol·L^-1的As胁迫下，添加同样浓度的Spd可以显著降低水稻茎叶As含量20.1%，阻止了水稻根系中Cd、As向茎叶的转运累积；在大田试验中，外源添加1 000 μmol·L^-1的Spd显著降低了水稻根系、叶片和籽粒中Cd的积累，分别降低了25.8%、51.9%和37.4%，同时降低了水稻茎和根系中As的含量，分别降低了23.9%和31.2%。研究表明，外源施用Spd可以降低苗期水稻对Cd、As的吸收积累，同时可显著降低水稻籽粒中Cd的含量。因此，可合理使用亚精胺缓解Cd、As对水稻的胁迫，为提高粮食安全提供有力保障。     

金属抗性促生细菌Burkholderia sp.减缓玉米幼苗镉毒害和阻抗镉转运

为探明金属抗性促生细菌对减缓玉米镉毒害和阻抗镉转运的影响,本研究采用砂培试验向营养液中添加不同浓度重金属镉,研究接种镉抗性促生细菌YM3（Burkholderia sp.）对玉米苗干质量、生理指标、镉含量及金属转运基因表达情况的影响。结果表明,接种菌株YM3能促进玉米生长,且在镉胁迫环境中菌株促生效果更显著,使玉米根、茎、叶干质量分别增加9.09%~40.00%、63.33%~84.41%、48.50%~67.48%;接种处理玉米叶绿素总量增加1.70%~53.17%、根系活力增加7.40%~16.93%;游离脯氨酸降低3.04%~21.82%;当镉浓度为12 mg·L^-1时,丙二醛含量降低26.37%;接种菌株显著降低玉米地上部镉含量,使茎、叶镉含量分别降低13.64%~41.84%和17.85%~20.29%;q-PCR对金属转运相关基因HMA2、HMA3和Nramp5进行表达量的检测,结果表明接种菌株对重金属转运相关基因转录水平的表达调控受镉浓度影响。在0 mg·L^-1和8 mg·L^-1镉处理中,接菌处理HMA2、HMA3和Nramp5表达量在根中均表现为下调,在8 mg·L^-1和12 mg·L^-1镉处理中,接菌处理HMA2和Nramp5表达量在叶中均表现为下调。接菌处理通过不同程度影响基因HMA2、HMA3和Nramp5表达量来阻控玉米苗对镉的吸收转运。研究表明,在镉胁迫环境下接种镉抗性促生菌株Burkholderia sp.YM3能促进玉米苗生长,减缓玉米苗镉毒害,并阻控镉从根部向地上部转运,这对于玉米安全生产具有重要应用潜力。     

施硅对水稻幼苗吸收锌、铜的影响

目的 研究不同硅(Si)肥水平下水稻幼苗的生长状况及锌(Zn)、铜(Cu)的吸收和转运情况。方法 试验以水稻‘皖稻71号’为材料,通过水培方式,设置硅肥(以SiO₂计)水平分别为0(对照,CK)、30、60、90、120和150 mg·L^-1共6个处理,研究不同Si肥水平处理下水稻幼苗的生物量、Zn和Cu含量及积累状况。结果 施用Si肥后,水稻幼苗叶片数、株高和根长均高于对照,水稻地上部和根部生物量(鲜质量)分别增加5.44%~52.81%和4.83%~42.49%,叶片数、株高、根长和地上部生物量均在90 mg·L^-1 SiO₂处理达到最高值。施Si处理的水稻幼苗根部Zn净吸收量提高了5.79%~77.43%,Cu净吸收量提高了6.51%~44.96%。60和90 mg·L^-1 SiO₂处理的Zn转运系数较对照分别提高10.91%和38.18%,Cu转运系数较对照分别提高8.70%和26.09%。水稻地上部Zn、Cu含量随着Si肥水平的提高而增加,90 mg·L^-1 SiO₂处理达到峰值,之后随Si肥水平的增加开始出现下降的趋势。结论 综合考虑水稻生长指标、生物量和对Zn、Cu的吸收等因素,本研究中90 mg·L^-1 SiO₂处理是微量营养元素Zn、Cu吸收的最佳施用Si肥水平。     

茉莉酸甲酯对小麦幼苗生长及镉积累的影响

为探讨茉莉酸甲酯（Methyl jasmonate,MeJA）对镉胁迫下小麦幼苗生长发育和镉积累的作用及可能机制,本试验采用叶面喷施激素的水培方法,分析1 μmol·L^-1和100 μmol·L^-1 MeJA对镉胁迫下小麦幼苗生长、根系形态、光合特性及镉吸收分配的影响。结果表明,相较于清水对照,1 μmol·L^-1 MeJA可以显著提高小麦幼苗生物量15%~30%,降低小麦整株镉含量14%~43%。MeJA可提高小麦幼苗的根长、根表面积和根体积,以及净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,但降低胞间CO₂浓度。除此以外,1 μmol·L^-1 MeJA可以显著降低根系离子态镉、有机酸-镉所占比例,提高果胶/蛋白质吸附镉和不溶性草酸镉所占比例。由此可见,叶面喷施MeJA可以降低小麦幼苗根系镉吸收能力,提高干物质积累,降低幼苗镉含量,促进活性态镉向惰性镉的转化,缓解镉毒害。     

水稻叶面调理剂的降Cd效果及其对营养元素转运的影响

为了探讨叶面调理剂的降Cd机理,通过水稻开花期叶面喷施苹果酸(MA)和微量元素Mn及Zn,对它们的降Cd效果及对主要营养元素含量的影响进行了比较研究。结果表明:喷施10 mmol·L~(-1)MnCl_2、10 mmol·L~(-1)ZnCl_2、5 mmol·L~(-1)苹果酸均能显著降低Cd在稻米、穗轴、穗颈、旗叶中的积累,稻米中的Cd含量从0.63 mg·kg~(-1)分别下降到0.47、0.28、0.26 mg·kg~(-1),降镉幅度分别为23.84%、55.44%、58.86%。喷施苹果酸显著提高了Mg、Fe从旗叶向穗颈以及K、Mn、Zn从穗轴向籽粒的转移效率,却显著抑制了Cd从旗叶向穗颈的转移,使穗颈和穗轴中的Cd浓度分别下降59.84%和75.77%。喷施Zn显著提高了籽粒中的Ca、Fe含量。喷施Mn显著促进了K从穗轴向籽粒的转移。由此可见,喷施苹果酸和Mn、Zn能有效促进K、Mn、Zn等必需元素向籽粒的转运,致使稻米中的Cd含量显著下降。     

叶面喷施锌离子对水稻各器官镉积累特性的影响

为了探讨锌离子对稻米镉(Cd)积累特性的影响,在水稻开花期喷施不同浓度的ZnSO_4,对成熟期水稻各器官的Cd含量及其他必需元素的变化进行了分析。研究结果表明:在相同的Cd污染农田中,不同处理间晚稻各器官中的Cd含量明显高于早稻。与对照相比,叶面喷施5 mmol·L~(-1)和10 mmol·L~(-1)ZnSO_4能够显著降低晚稻和早稻籽粒和穗轴以及穗下节中的Cd含量,籽粒中的Cd含量和穗下节以及倒二节中的Cd含量还呈极显著正相关。此外,无论是对照还是各处理小区,晚稻和早稻穗下节中的Cd含量是穗轴和旗叶Cd含量的10倍左右,倒二节Cd含量是倒二节间中Cd含量的3倍左右。与此同时,喷施5 mmol·L~(-1)和10 mmol·L~(-1)的ZnSO_4使晚稻籽粒中的Zn含量分别增加13.81%和44.60%,早稻籽粒中的Zn含量分别增加39.02%和47.88%,但对籽粒中的Mg含量无显著影响。此外,喷施10 mmol·L~(-1)的ZnSO_4显著降低了早稻和晚稻籽粒中的K、Ca、Mn含量。由此可见,叶面喷施ZnSO_4主要通过提高Zn向籽粒的转运效率来抑制Cd由营养器官向穗轴及籽粒的转运,从而产生降Cd增Zn的明显效果。     

外源有机酸对土壤pH值、酶活性和Cd迁移转化的影响

为了筛选植物修复土壤Cd污染适宜的外源有机酸,采用盆栽试验,在温室内以油菜为试验材料,在模拟重度Cd污染的土壤(原土Cd含量为0.838 mg·kg~(-1),人工喷洒CdCl_2水溶液,制备成Cd含量为4.838 mg·kg~(-1)的试验土)中加入5种有机酸:乙酸、草酸、柠檬酸、苹果酸和酒石酸,设置6个浓度:1、2、3、4、5、6 mmol·kg~(-1),以不加有机酸为对照(CK),测定了油菜收获时的土壤pH值、酶活性和油菜干物质量以及Cd累积量,并分析了土壤理化指标与土壤Cd形态之间的关系。结果表明:1、3、4、5、6 mmol·kg~(-1)乙酸处理,4、5、6 mmol·kg~(-1)柠檬酸处理,3 mmol·kg~(-1)苹果酸处理,3、6 mmol·kg~(-1)酒石酸处理可显著增大土壤pH值(P0.05),草酸处理pH值与CK差异不显著;但施加有机酸对土壤酶活性的影响不明显。1、4、6 mmol·kg~(-1)乙酸处理显著提高了油菜地上部干物质量,1、6 mmol·kg~(-1)乙酸处理根干物质量较CK增加了1倍以上,差异显著(P0.05),4、6 mmol·kg~(-1)苹果酸处理根干物质量较CK显著增加了77.13%和88.30%(P0.05),其余处理与CK差异不显著。1 mmol·kg~(-1)乙酸处理地上部Cd累积量较CK增加了51.52%,2mmol·kg~(-1)草酸处理根系Cd累积量较CK增加了1.58倍,1 mmol·kg~(-1)柠檬酸处理地上部+根系Cd吸收总量高于CK,差异均显著(P0.05);增加苹果酸量有利于提高根系Cd吸收总量,1、2 mmol·kg~(-1)酒石酸处理也提高了根系Cd累积量,但与CK差异均不显著(P0.05)。施加乙酸时,土壤pH值与铁锰氧化物结合态Cd和土壤总Cd显著负相关,施加柠檬酸时,土壤pH值与碳酸盐结合态Cd和试验结束时土壤中的总Cd量显著正相关,施加苹果酸时土壤pH值与可交换态Cd显著正相关,其余处理土壤pH值与Cd形态相关性不显著。在碱性土上种植油菜,施加5种有机酸均会增大收获时土壤的pH值,且不同有机酸施加量对土壤Cd形态的影响不同。5种有机酸中乙酸最有利于提高油菜干物质量和油菜Cd累积量。     

叶面喷施2，3-二巯基丁二酸降低水稻幼苗茎叶镉含量的机制

为探寻叶面喷施2，3-二巯基丁二酸（DMSA）降低水稻幼苗茎叶镉含量的潜在机制，在人工气候室内，采用水培实验方法研究了镉在幼苗不同部位的累积情况及喷施DMSA对镉胁迫的影响。结果表明：随着DMSA喷施浓度增加，茎基镉含量呈显著增加趋势，当DMSA喷施浓度达到1.0 mmol·L^-1时茎基镉含量与对照（不喷施DMSA）处理相比显著增加57.3%，同时镉由茎基向地上部的转移效率降低52.7%。在此基础上，探寻了镉在茎基细胞中的赋存形态及镉的亚细胞分布情况，结果表明茎基中难溶态镉含量与对照处理相比显著增加了80.8%，细胞壁中镉含量达到对照处理的2.1倍。进一步对细胞壁各组分镉含量进行测定发现，果胶组分中镉含量随着DMSA喷施浓度增加呈现出显著升高趋势，与对照处理相比最高增加99.5%。此外，喷施DMSA后茎基中总植物螯合素（PCs）和谷胱甘肽（GSH）含量均呈现出显著增加趋势，最高分别达到对照处理组的2.2倍和3.1倍。喷施DMSA显著缓解了镉胁迫，幼苗地上部超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性分别升至对照处理的3.0倍和2.7倍，荧光标记试验表明叶片中过氧化氢含量随DMSA喷施浓度增加呈现显著降低趋势。研究表明，喷施DMSA显著增加了水稻幼苗茎基巯基化合物含量，从而提高了对镉的拦截能力，降低了镉由茎基向幼苗地上部转运效率，使水稻幼苗地上部镉含量显著降低，同时喷施DMSA还可显著缓解幼苗镉胁迫。     

水稻各器官镉阻控功能的研究进展

土壤镉(Cd)污染是引起稻米镉污染的重要因素,但二者之间并非简单的线性关系。本文围绕植物根系、茎叶、穗轴和稻谷对Cd的拦截作用及其调控机理进行综述,表明:在长期的自然进化过程中,水稻的根茎叶组织和穗轴、颖壳、果皮、种皮等组织具备了识别必需元素和有害元素的特殊功能,能够把大量的Cd固定在营养体的细胞壁中,或封存在液泡中。经过各类细胞的层层拦截,只有极少数的Cd汇聚到穗轴中,穗轴中的Cd浓度与稻米中的Cd含量高度线性相关。籽粒灌浆成熟后,Cd主要分布在颖壳和富含蛋白质的糊粉层与胚中,淀粉中的Cd含量最低。水稻根系和节是Cd含量最高的营养器官。通过栽培措施和遗传调控,发掘和利用营养器官对Cd的拦截潜力和过滤功能,有助于降低稻米Cd污染风险。     

不同调理剂对富硒高镉农田水稻降镉增硒效果研究

为探讨不同修复措施对硒镉高背景区水稻的降镉增硒效果，在田间试验条件下，设置不同土壤调理剂处理进行效果对比，分析其对水稻产量、不同部位镉硒吸收转运、土壤pH、有效态镉含量及镉的化学形态等的影响。结果表明：除单施钙镁磷肥外，其余处理产量均较对照显著增加，增产范围在11.95%~25.98%。不同调理剂均较对照降低籽粒中镉含量以及提升硒含量，各处理下籽粒硒含量均达到《富硒稻谷》标准，除石灰处理外其余各调理剂处理籽粒镉含量均在食品安全国家标准（0.2 mg·kg^-1）以下，其中生物有机肥对水稻籽粒降镉增硒效果最好。相较对照，施用不同调理剂土壤pH值增加0.10~0.61个单位，从而降低了土壤有效态镉的含量，使土壤镉向残渣态转化。其中森美思处理下土壤镉的弱酸提取态降幅最大，达到17.59%；生物有机肥处理下土壤镉的可还原态降幅最大，为40.13%。钙镁磷肥＋硫酸钾、森美思和生物有机肥处理下投入产出比显著高于其余处理，分别为3.39、3.31和3.18。综合来看，在硒镉高背景土壤中安全生产富硒水稻时，施用生物有机肥可以有效降低土壤镉有效性，抑制水稻中镉的迁移转运并促进籽粒对硒的富集，且具有较高的经济效益和可操作性。     

叶面阻隔联合土壤钝化对水稻镉吸收转运的影响

为了探讨叶面阻隔联合钝化对水稻镉吸收转运的影响，实现重金属污染农田稻米安全生产，采用大田试验的方式，选用氨基酸螯合硒营养液肥和活性硅肥作为叶面阻隔剂，硅钙肥和贝壳粉作为土壤钝化剂，在田间共设置7个处理：水稻常规种植（CK），叶面喷施氨基酸螯合硒营养液肥（Se400），叶面喷施活性硅肥（Si1000），叶面喷施氨基酸螯合硒营养液肥的同时分别基施硅钙肥（Se400GG）和贝壳粉（Se400BK），叶面喷施活性硅肥的同时分别基施硅钙肥（Si1000GG）和贝壳粉（Si1000BK）。水稻成熟后对水稻籽粒、颖壳、秸秆、根四部分的镉含量进行检测。结果表明：与对照处理相比，各处理水稻籽粒中镉含量均不同程度降低，且叶面阻隔联合土壤钝化处理的效果更好。Se400GG处理水稻籽粒镉含量下降最明显，降幅为88.13%，水稻籽粒镉含量为（0.18±0.01）mg·kg^-1，低于大米镉限量值0.2 mg·kg^-1（GB 2762—2017）；其次是Si1000GG处理，水稻籽粒镉含量下降了56.77%；单独叶面阻隔的两个处理Si1000和Se400效果较差，水稻籽粒镉含量仅下降了18.28%和9.03%。水稻籽粒镉含量降低的主要原因是水稻各部位的富集系数和转运系数减小，Se400GG和Si1000GG处理水稻根到秸秆的转运系数下降了84.93%和72.60%，水稻籽粒的富集系数下降了87.88%和56.06%，而Se400和Si1000处理水稻根到秸秆的转运系数仅下降46.58%和38.36%，水稻籽粒的富集系数仅下降12.12%和15.91%。可见，叶面阻隔联合钝化技术，尤其是叶面喷施氨基酸螯合硒营养液肥的同时基施硅钙肥能更有效地阻隔水稻对镉的吸收和转运，降低水稻籽粒镉的含量，是值得在镉低污染稻田推广应用的技术。     

叶面喷施二巯基丁二酸对晚稻籽粒镉及矿质元素含量的影响

通过考察在水稻开花期叶面喷施一次重金属螯合剂2,3-二巯基丁二酸(DMSA)调控Cd经水稻韧皮部向籽粒中转运,评估将DMSA作为降Cd叶面调理剂的可行性。田间试验过程中,以DMSA为研究对象,采用小区试验法研究了DMSA对Cd及部分矿质元素在水稻不同器官中分布的影响,探讨了DMSA阻控Cd向水稻籽粒迁移转运的机制。结果表明:在晚稻开花期叶面喷施一次DMSA,可使晚稻籽粒中Cd含量降低15.84%～46.09%,穗轴中Cd含量降低10.03%～41.41%,穗颈中Cd含量降低9.13%～28.46%,顶端第一节中Cd含量降低18.30%～38.32%,对其他器官中Cd含量无显著影响。水稻籽粒Cd含量与DMSA喷施浓度在一定范围内呈现出明显的剂量效应关系,但是当喷施浓度超过4 mmol·L-1时籽粒中Cd含量则不再持续降低。喷施DMSA降低了籽粒中Mn含量,但是对其他矿质元素如K、Mg、Ca、Fe、Zn的含量则无显著影响。喷施DMSA显著降低了水稻成熟期旗叶Cd向顶端第一节的转移系数,同时Cd由穗颈向穗轴中的转移系数也表现出降低趋势。据以上结果推测,在水稻开花期叶面喷施DMSA,主要是通过与水稻叶片等组织中的Cd2+形成螯合物来降低Cd向籽粒中的转运。喷施DMSA同时降低晚稻籽粒中Mn含量,是否表明影响了Cd、Mn公用转运基因Nramp5的表达仍有待进一步研究。     

叶施谷胱甘肽对水稻镉和矿质元素含量的影响

为评估还原型谷胱甘肽（GSH）作为水稻降Cd叶面调理剂的可行性,本研究通过田间试验,检测开花期叶面喷施一次GSH对水稻各器官Cd和矿质元素含量的影响,并结合各元素在水稻不同器官中的分布情况,探究GSH抑制水稻体内Cd转运的作用机制。结果表明：开花期叶面喷施GSH可显著降低水稻籽粒中Cd含量,最高降幅可达76.5%,使稻米Cd含量由0.449 mg·kg^-1降至我国食品安全标准（0.2 mg·kg^-1）以内,并提高了稻米中K、Mg、Ca和Mn的含量。喷施GSH后水稻各营养器官的Cd含量均显著降低,降幅为68.8%~86.7%;同时,不同器官中K、Mg、Ca、Fe、Mn和Zn的含量也有不同程度的升高或降低。不同相邻器官之间的元素转移系数显示,叶面喷施GSH分别提高了Cd和Zn从第二节间到穗下节的转移系数,增幅可达46.2%和134.4%,降低了Cd和Zn从穗下节到旗叶的转移系数,降幅分别为44.5%和32.2%,并降低了Cd从穗下节继续向上到穗颈的转运系数,降幅可达31.4%。相关性分析发现,不同处理组水稻第二节及以上营养器官中,Zn含量与Cd含量相关系数最高,为0.809,为极强正相关（P<0.001）。由此可见,喷施GSH不但降低了水稻各器官中Cd含量,而且能够通过调控穗下节与其相连营养器官——穗颈、第二节间和旗叶之间的Cd转运,提高水稻自身主要Cd阻控器官——穗下节对Cd的拦截能力,进而抑制Cd向籽粒的转运和积累。同时,喷施GSH也提高了水稻穗下节对Zn的固定能力,改变了水稻不同营养器官中6种矿质元素的含量和分布,其中Zn与Cd的相关性最高,并最终提高了稻米中K、Mg、Ca和Mn的含量。