不同水稻品种在Cd、As和Hg胁迫下的吸收积累特性

为筛选籽粒中Cd、As和Hg低吸收或低积累的品种或育种中间材料,采用人工添加 Cd(CdCl2·2.5H2O)、As(NaAsO2)和 Hg[Hg(NO3)2·0.5H2O]等重金属化合物的方法污粢土壤,研究不同水稻品种对Cd、As 和 Hg 胁迫的吸收积累特性.结果表明,Cd、As 和 Hg 胁迫时,水稻茎叶、稻谷和精米中均会增加相应重金属的含量;As 和 Hg 主要在茎叶中积累,而籽粒中的含量较低;精米中 Cd 的含量与稻谷和茎叶中的含量差异较小.茎叶中 Cd、As 和Hg 的含量显著或极显著高于稻谷和精米,而精米中相应重金属的含量与稻谷中含量的差异均不显著.南粳 41、金陵香糯、武育粳3号、华粳3号、02428、龙睛4号和云南新团黑谷等7个品种精米中Cd和As的含量均达到绿色食品大米标准;所有品种精米中Hg的含量均未达到无公害食品大米标准.     

水稻品种及其器官对土壤重金属元素Pb、Cd、Hg、As积累的差异

在土壤中添加重金属元素Pb、Cd、Hg、As,研究43个不同类型水稻品种(系)成熟后不同器官重金属元素的含量差异。研究结果表明,Pb、Cd、Hg、As主要在水稻植株根中大量富集,其次是茎叶,在稻谷和精米中富集量最低;通过富集系数的比较,发现水稻对Cd富集能力最强,其次是Hg,然后是Pb,最低是As。不同类型的水稻品种对重金属元素的吸收规律为:①Pb在常规籼稻稻米和稻谷中的含量显著高于在粳稻和杂交稻中的含量,而茎叶中Pb含量在不同类型品种间不存在显著差异。②Cd在不同类型品种和不同器官中的含量均存在显著差异,在常规籼稻精米、稻谷中的含量最高,在杂交稻精米和稻谷中的含量居中,在常规粳稻中的含量最低;杂交稻和常规籼稻茎叶中Cd含量高于粳稻;而粳稻根中Cd含量显著高于籼稻和杂交稻。③Hg在不同类型品种精米中的含量之间存在显著差异,以杂交稻精米中汞含量最高,而在稻谷和茎叶中Hg含量不同品种类型之间不存在显著差异。④在不同品种类型之间精米和稻谷中As含量存在显著差异,常规稻和杂交稻含量较高,而茎叶As含量在不同品种类型之间不存在显著差异。     

低铅污染条件下不同类型水稻品种对铅的响应

以35个水稻品种为材料,采用人工污染的方法,研究了不同类型品种对被污染土壤中铅(Pb)的吸收特性及Pb在不同器官的积累.结果表明:在低Pb污染处理(土壤中Pb浓度为149.1 mg/kg)下,不同类型水稻品种、不同器官中Pb的积累量有明显差异,稻谷和精米中均以常规籼稻的积累量最多,常规粳稻积累量最少,杂交稻介于两者之间.低Pb污染和对照条件下,土壤中的Pb较多地在茎叶中积累,而由茎叶向稻谷或精米中运输的比例很低.土壤受低浓度Pb污染时,水稻籽粒中Pb的积累量并未显著高于对照.筛选结果显示,南粳41、南粳40精米中Pb含量达到绿色食品标准;华粳3号等5个品种达到无公害大米标准.     

成都市岷江流域水稻重金属含量与土壤性质的关系研究

为了解水稻重金属含量与土壤理化性质及土壤重金属含量的关联规律,对成都市岷江流域种植水稻及其对应土壤进行采样测定分析。结果表明:稻谷重金属富集指数CdCuHgAsPbCr,表明水稻是Cd富集作物;稻谷中Cd含量与土壤p H、有机质、全氮、砂粒、粘粒及土壤Cd含量有显著或极显著相关性。其中土壤p H与粘粒含量为主要影响因子,并且土壤p H对稻谷的Cd富集指数具有明显影响;稻谷中Pb含量与土壤砂粒及粘粒含量呈显著或极显著相关性,且粘粒的影响强于砂粒;稻谷中Cu、As含量与有机质与全氮含量呈极显著负相关性;稻谷中Cr、Hg含量与土壤理化指标相关均不显著,但稻谷中Hg含量与土壤Hg含量呈极显著正相关性;土壤有机质与稻谷中多种重金属含量都呈显著负相关关系。因而,生产上可以采用调节土壤理化性质(施用调理剂、有机肥等)、选择低富集镉的水稻品种、控制土壤污染源等措施来防控水稻重金属污染。     

水分状况对水稻镉砷吸收转运的影响

为探明不同水分状况下(淹水深度和潜水位高度)水稻对镉(Cd)、砷(As)吸收转运差异,采用盆栽试验,以湿润管理为对照,研究了3、6、9 cm的淹水深度和-3、-6、-9 cm潜水位高度下水稻对Cd、As吸收转运的影响。与湿润管理(CK)相比,淹水对水稻产量无显著影响,但低潜水位下的水稻产量比CK下降了21.06%~28.44%;淹水显著降低了水稻米、茎叶、根的Cd含量,但促进了根As的积累,淹水的稻米Cd含量比CK下降了61.11%~69.43%;而低潜水位处理则显著增加了水稻对Cd的吸收,但显著抑制了对As的积累,低潜水位处理的稻米Cd含量比CK增加了4.08~4.48倍,而稻米As含量比CK降低了79.20%~81.96%。Cd、As在土壤-水稻系统的迁移转运过程中,不同水分状态下水稻对Cd、As的积累主要取决于土壤至根系的迁移转运环节,且米As含量还受As在根系、茎叶、稻米中转运分配的调节。不同淹水深度或不同潜水位高度对水稻米、茎叶、根的Cd含量或As含量影响皆不明显,水稻对Cd、As的吸收主要受限于淹水的状态;相关分析结果表明,不同水分管理模式下,水稻对Cd和As的吸收积累呈极显著负相关。因此,在Cd、As污染土壤的水分管理过程中,应结合土壤Cd、As污染程度制定适当的水分管理策略。     

不同添加量重金属对水稻产量及籽粒重金属富集的影响

在吉林中部黑土区采用微区试验探讨了在土壤中添加不同重金属对水稻产量及重金属富集的影响,阐述了重金属在水稻植株中的分布特征、籽粒中的富集能力及与土壤中重金属含量的关系。结果表明,Pb、Hg的添加对水稻籽粒产量的影响差异不显著,随着Cd、As、Cr添加量的增加,籽粒产量呈下降趋势,差异达显著水平。各重金属在水稻籽粒中的迁移能力大小为:AsCdHgPb、Cr,水稻茎叶、籽粒中重金属含量与土壤重金属含量呈极显著正相关关系,且茎叶与籽粒之间的重金属含量也呈极显著正相关关系。根据回归方程计算得出引起水稻籽粒重金属含量超标(GB2762-2005)的土壤重金属临界含量分别为:Pb 43.5 mg/kg,Hg 0.19 mg/kg,Cr 355.8 mg/kg,As 0.82 mg/kg,Cd 1.29 mg/kg。     

镉污染下稻谷不同部位重金属含量及迁移特征

为了解镉污染土壤中稻谷各部位重金属的含量及其迁移特征,以闽西矿区周边种植的水稻为研究对象,测定稻谷各部位的Cd、Pb、Cu、Zn含量,分析这4种重金属在稻谷各部位的分布及迁移规律,结果表明:在无镉污染、轻度镉污染、中度镉污染、重度镉污染环境中种植的水稻,其Cd、Cu、Zn在稻谷中不同部位的含量基本呈糠粉糙米精米稻壳的趋势,即镉污染及其程度不会影响Cd、Cu、Zn在稻谷中不同部位的分布,而Pb在稻谷各部位的含量呈稻壳糠粉糙米精米或糠粉稻壳精米糙米的趋势;稻壳中的Cd较易被迁移到糙米中,糙米中的Pb、Cu、Zn极易积累到糠粉中,而糠粉中积累的Cd、Pb、Cu、Zn较难被迁移到精米中;糙米从去掉糠粉加工成精米的过程中,Cd、Pb、Cu、Zn含量最大程度可分别减少70.2%、95.0%、97.1%和81.4%;重金属在稻谷各部位间的迁移能力与各部位重金属含量有一定的相关性。说明糠粉对这4种重金属有较强的吸收力,稻谷加工过程尽可能去除糠粉部位可以减少食用部分的重金属含量。     

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.     

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。     

成都市岷江流域水稻土重金属含量及其潜在生态危害评价

为了解成都市岷江流域水稻土重金属含量状况及其潜在生态风险情况,在该区域采集60个水稻土耕层样品,分析了土壤中Cd、Pb、Cr、Cu、As、Hg的含量,以川西水稻土重金属背景值为评价标准,采用Hakanson潜在生态危害指数法,对土壤中的重金属进行了生态风险评估。结果表明:研究区域水稻土Cd、Pb、Cr、Cu、As、Hg平均含量分别为0.282、28.70、86.39、35.88、9.57、0.100mg/kg,除Hg外,其他5种重金属不同程度超过背景值,积累程度CdAsCuPbCr,Cd累积最为明显,为背景值的1.74倍。研究区域水稻土Pb、Cr、Cu元素间存在显著或极显著相关性,有相互伴随的复合污染现象,Cd、Pb元素间存在显著相关关系,有伴随关系。研究区域水稻土重金属整体处于轻微生态危害等级,生态安全水平较高,但有5.00%样点达到中等生态危害等级,需要提高警惕,防范土壤重金属生态风险。Cd是研究区域水稻土潜在生态风险的主导因子,贡献率为49.14%,其次为Hg,贡献率为23.34%。因此,在成都市岷江流域进行农业生产时,需防范农产品Cd和Hg污染。     

红皮云杉不同器官对重金属元素Pb、Cd和Cr的累积特征

【目的】研究红皮云杉各器官对重金属元素Cr、Pb和Cd的吸收和累积规律,为红皮云杉对重金属元素的累积机制提供理论依据。【方法】以快速路旁(污染点)和学校(对照点)道路两侧的红皮云杉(Picea koraiensis Nakai)为研究对象,运用电感耦合等离子体发射光谱仪测定不同器官(包括树叶、树枝、树皮、树根)中Cr、Pb和Cd的含量,并对污染点红皮云杉各器官中3种重金属元素的累积量和污染指数及二者的分布比例进行分析。【结果】污染点3种重金属元素的累积量和污染指数及二者的分布比例因器官和元素的不同而有明显差异。污染点各器官重金属元素含量均高于对照点且差异显著(P<0.05);各器官重金属元素含量为:Cr>Pb>Cd;不同器官中重金属元素含量存在差异,树皮Pb、Cr含量最高,树根Cd含量最高。重金属元素累积量及其分布比例:树皮Pb累积量最高,树枝(面对快速路)Cd累积量最高,树叶(面对快速路)Cr累积量最高。重金属元素污染指数及其分布比例:树叶(背对快速路)Pb和Cr污染指数最高,树枝(面对快速路)Cd污染指数最高。【结论】红皮云杉各器官对重金属元素Pb、Cd和Cr都具有一定的累积作用,树皮和树叶的吸滞能力明显高于其他器官。     

巨菌草的重金属富集特性及对土壤的修复效果

在重度Cd污染农田建立巨菌草土壤修复长期观测点,研究巨菌草吸收、积累重金属的特性及对土壤重金属污染的修复效果。在Cd和Hg复合污染的酸性土壤中迚行巨菌草植物修复试验,设置巨菌草和巨菌草加纳米重金属寈集剂2个处理。结果表明:巨菌草根、茎、叶中Cd含量依次降低,Pb、Cr、Hg含量在根中最高,茎中最低,叶、根、茎中As含量依次降低;茎中Cd积累量大于叶,叶中Cr积累量大于茎,Pb、As和Hg为叶积累型,80%以上积累在叶片中;Cd的初级迁移系数分别是Pb、Cr、As的4.2、7.2、2.4倍,Cd由根向茎的迁移能力最强;Pb、As和Hg的次级迁移系数分别为Cd的8.4、8.8、12.7倍,由茎向叶的迁移能力大于Cd;Cr在巨菌草植株中的移动性最差;巨菌草地上部Cd寈集量为82.96g/hm2,Cd的生物寈集量系数达38231kg/hm2,土壤Cd提取效率为1.699%;修复土壤Cd含量较背景值降低2.90%;添加纳米重金属寈集剂的巨菌草的Cd、Pb、Cr、As的转运量系数分别提高5.09%、30.88%、4.48%、49.72%,次级迁移系数分别提高11.39%、45.25%、59.52%、53.58%,可见,纳米重金属寈集剂促迚重金属元素在植物体内的迁移。在Cd单一污染的酸性土壤中迚行巨菌草植物修复试验,设置巨菌草和空白对照2个处理。结果表明:巨菌草修复土壤As、Hg、Cd、Pb、Cr含量比CK的分别下降6.16%、4.75%、4.91%、2.77%、2.42%,其中Pb、Cr、As、Hg的含量与CK之间的差异有统计学意义(P1%);空白对照土壤Cd、Pb、Cr、As、Hg的含量较背景值分别增长3.89%、1.98%、8.10%、0.74%、20.36%,说明大气沉降等环境因素对农田土壤重金属积累具有重要影响。     

联合施肥对复合污染农田水稻As、Cd吸收的影响

探究不同施肥模式与土壤调理剂联合措施对As-Cd复合污染农田水稻生长及水稻不同部位吸收转运重金属的影响，为中轻度复合污染农田的安全利用提供科学依据。在As-Cd复合污染农田上，分别设置农民常规施肥（尿素+过磷酸钙+氯化钾）、碱性复合肥料、水稻专用肥3种施肥模式以及分别与硅钙土壤调理剂联合配施的试验处理，测定了不同处理对水稻长势及产量水平、不同器官（根、茎、叶、籽粒） As、Cd的累积量，以及土壤重金属有效态、pH和有机质，重点分析了硅钙调理剂对水稻籽粒As、Cd含量及转运的影响因子和作用效应。结果表明：在As-Cd复合污染农田上，与对应单一化肥相比，仅碱性肥料与硅钙调理剂的联合施用下水稻的茎粗、穗长、穗粒数、产量4项指标分别提高了18.4%、7.8%、24.9%、16.1%，且均达到了显著差异（P<0.05），而常规施肥和水稻专用肥模式下的联合施肥对水稻包括产量在内的各农艺指标起到了部分抑制或无显著影响的效果；3种施肥模式下，以碱性肥料与硅钙调理剂的联合措施对水稻各器官中As、Cd的吸收累积抑制效果最好，其中对籽粒、叶片、茎秆、根系中As的累积抑制率分别为32.1%、19.8%、21.8%、32.7%，对籽粒、根系Cd的累积抑制率分别为43.8%、10.3%，且均达到了显著性差异水平（P<0.05）；碱性肥料+硅钙土壤调理剂联合措施在降低根系对土壤As、Cd吸收同时，对通过根系进入到茎秆的重金属As、Cd的再分配进行了调控，即促进了茎秆As、Cd向叶片转运，抑制了其向籽粒转运。3种联合施肥措施中，以碱性肥料+硅钙土壤调理剂对As-Cd复合污染农田安全利用的效果最佳，不仅降低了水稻（尤其是籽粒）对As、Cd的吸收转运，还提高了水稻的产量水平。     

广东省主栽水稻品种稻米重金属含量差异研究

以广东省主要种植的27个水稻品种为研究对象,通过对243份稻米样品中Cd、Pb、Cr、As、Hg等5种重金属含量的测定,分析不同品种和类型的水稻对5种重金属吸收能力的差异。研究结果表明,对广东省稻米影响最大的重金属是Cd,超标率为11.11%,Pb超标率是7.41%,Cr超标率是3.70%,As和Hg的检出量都低于国家标准。重金属对广东省稻米质量安全的影响严重程度依次为:CdPbCrHgAs,3种类型品种重金属综合污染严重程度顺序是籼型常规稻两系杂交稻三系杂交稻。     

长江三角洲地区土壤和水稻重金属污染特征研究（摘要）

[目的]研究长江三角洲地区土壤和水稻重金属污染特征。[方法]测定长江三角洲地区150多个采样点的重金属含量,进行土壤环境质量评价,并研究重金属元素在不同区域和植物不同部位的含量分布以及转换和分配特征。[结果]长江三角洲地区受Cd、Pb、Cr、Cu、Zn的污染,其中Cd污染最严重,Pb、Cu和Zn次之,Cr最轻,几乎不受Hg和As的污染,内梅罗污染指数为0.880,属于警戒级;水稻果实中Cd、Cr、Cu、Hg和Zn超过其背景值。按区域划分,土壤污染程度依次为：环太湖地区〉浙江南部地区〉沿江地区,城市直辖区〉县级城镇及农村;按迁移转化规律划分,根际土壤〉水稻根茎〉水稻果实;转换系数Cd〉Cu〉Zn〉As〉Hg〉Pb〉Cr,分配系数Zn〉Cr〉Cd〉Cu〉Hg〉Pb〉As。[结论]长江三角洲地区污染元素的数值范围较大,个别样本污染严重,应加大重金属污染防治与预防。     

Cd、Pb单一及复合污染对花叶冷水花生长的影响及其积累特性研究

以盆栽花叶冷水花为试验材料,用不同浓度的Cd、Pb单一及其复合处理,研究植物的生长变化及其体内Cd、Pb的积累和迁移。结果表明,随着Cd、Pb单一处理浓度的升高,花叶冷水花地上部和根部的干重以及根系耐性指数都表现为先增加后降低;Cd-Pb复合处理各浓度下,生物量均小于对照,根系耐性指数也逐渐变小。在3种处理条件下,花叶冷水花的叶、茎、根对Cd、Pb的吸收都表现为随着处理浓度的升高而上升的趋势,重金属在根内的积累量大于茎和叶;复合处理时,叶、茎、根对Cd、Pb的吸收量相比同水平单一处理时都有不同程度的提高,且地上部Pb迁移总量增幅较大,说明花叶冷水花对修复重金属复合污染的土壤具有一定潜力。     

银中杨各部位对Cd、Zn、Pb的富集特性

目的为探明银中杨各部位对不同重金属的富集特性。方法本研究通过用3种不同含量的镉(Cd,0.5、1.5、2.5 mg/kg)、锌(Zn,300、500、700 mg/kg)或铅(Pb,300、500、700 mg/kg)分别处理盆栽一年生银中杨的土壤,分析银中杨根、茎、叶对Cd、Zn和Pb的富集量和富集系数。结果银中杨根、茎、叶对Cd、Zn和Pb的富集量均与土壤中相应的重金属含量呈极显著的正相关(P < 0.01)。高含量Cd处理下的根、茎、叶对Cd的富集系数均不同程度的低于低含量处理;高含量Zn处理下叶对Zn的富集系数和高含量Pb处理下叶对Pb的富集系数也均不同程度的低于低含量处理,但根、茎对Zn的富集系数对Zn的处理含量不敏感,而根、茎对Pb的富集系数却对Pb的处理含量呈依赖性。银中杨各部位之间对Cd的富集量未表现出任何规律,但对Cd的富集系数,在低含量下一致,在高含量下根显著低于茎和叶(P < 0.05)。Zn低含量处理下的叶、根、茎和高含量处理下的根、叶、茎对Zn的富集量和富集系数均依次有不同程度的降低。Pb各含量处理均使根对Pb的富集量和富集系数显著高于茎和叶(P < 0.05)。结论说明土壤中的Cd、Zn和Pb含量影响银中杨对其的富集,且呈根茎叶特异性。银中杨各部位对Cd的富集情况表现为茎和叶的富集阈限高于根部;对Zn的富集情况在低含量时表现为叶>根>茎,在中、高含量时表现为根>叶>茎;对Pb的富集主要集中在根。