不同安全利用技术对水稻的抗镉富集能力研究

通过大田试验，对受镉(Cd)中度污染的稻田内的6个早稻和5个晚稻品种在4种叶面阻控剂和不同联合安全利用技术处理下稻米Cd吸收积累差异性进行研究。结果表明，在早晚稻品种试验中，早稻对Cd富集能力较弱，6个早稻品种稻米Cd含量均小于国家标准限量值，其中，甬籼25稻米Cd含量最高，为0.19 mg·kg^-1;晚稻对Cd富集能力较强，5个晚稻品种稻米Cd含量均高于国家标准限量值，其中，甬优15稻米Cd含量最低，为0.42 mg·kg^-1。4种叶面阻控剂均可显著降低晚稻对Cd的吸收富集能力，抗Cd富集能力为硒肥>海藻酸>硅肥≈黄腐酸钾。多种安全利用技术联合处理对水稻Cd积累的阻控作用要优于单一技术，“低积累品种+叶面阻控剂+水分管理”的联合阻控技术措施可使中度Cd污染水稻田实现安全利用。     

镉污染农田不同水稻品种镉积累差异研究

为降低稻米Cd含量,筛选适用于粮食安全生产的Cd低积累水稻品种,利用8个早稻品种和10个晚稻品种进行Cd低积累水稻品种筛选田间小区试验,对比不同品种水稻糙米及其他部位的Cd含量,并分析不同品种水稻的生长发育及产量状况。结果显示:不同品种水稻间根际土pH值和根际土有效态Cd含量均有显著差异,且两者和水稻Cd含量的相关性较高,根际土pH值降低和有效态Cd含量升高会导致了水稻Cd含量升高;综合考虑降Cd效果和产量状况,供试的18个水稻品种中,早稻中嘉早17、株两优189、华1s/R039三个品种和晚稻长两优772、长两优1419、长两优051三个品种推荐为湖南地区中低Cd污染农田适宜推广的Cd低积累水稻品种,且早稻品种株两优189糙米Cd含量仅有0.09 mg·kg-1,晚稻品种长两优772和长两优051也仅有0.085 mg·kg-1左右,Cd低积累特性明显。研究表明,利用不同水稻品种对Cd的积累特性差异,可以筛选出适于中低Cd污染稻田的低累积型水稻品种,使稻米Cd含量降至国家粮食安全限量标准。     

小白菜镉含量基因型与环境效应研究

为明确小白菜镉（Cd）含量的差异及基因型、环境的效应，利用AMMI（additive main multiplicative interaction）模型对福建省莆田市6个地点种植的6个小白菜品种的Cd含量进行分析。结果表明，不同品种小白菜在不同试点的Cd含量变异范围较大，小白菜地上部和地下部及试点土壤Cd含量间相关性不显著；基因型、环境及两者间互作效应对小白菜Cd含量存在极显著影响。对于小白菜地上部和地下部Cd含量，环境效应占总效应的比例分别为87.04%和65.97%，基因型与环境间的互作效应次之，基因型效应最小；表明环境差异是引起Cd含量变化的主要原因，选择适宜的种植地点是降低小白菜Cd含量的主要途径，因此为减少小白菜Cd含量，采取地区控制和品种搭配相结合的策略是最为有效的途径。根据Cd含量的表型值、AMMI双标图和稳定性分析结果，品种‘田园青冠’在兴沙村和东大村试点的小白菜地上部Cd含量低且稳定，生产上可优先选择。     

镉污染“VIP技术”修复治理措施示范研究

茶陵县是重金属镉中、轻污染区。2015年进行了稻田重金属Cd污染"VIP技术"修复治理小区、示范试验。结果表明:稻田重金属Cd污染"VIP技术"修复治理稻米有明显的降Cd效果,采用低Cd品种,施用适量生石灰,既环保又有效;对稻田土壤降Cd没有明显效果。中、轻度稻田重金属Cd污染区早稻收割期土样全Cd和有效Cd含量都明显高于晚稻收割期土样的全Cd和有效Cd含量,早稻稻米含Cd量又明显低于晚稻稻米含Cd量。     

湘潭市镉低积累水稻品种筛选试验

水稻对镉的积累存在品种间差异,筛选稻米镉含量低、稳定性好、适应当地环境的水稻品种,能有效解决镉污染稻田水稻安全生产问题。研究将湘潭地区种植广泛的82个早、晚稻品种进行盆栽试验。结果表明:早稻品种株两优729和两优早17,晚稻品种丰源优272和C两优7号,在一般污染区能够达到国家标准,在重度污染区域种植未达到FAO/WHO标准的上限,可在湘潭地区作为应急性低镉品种推广使用。     

水稻品种镉积累特征及相关性研究

选取22个早稻和15个晚稻品种进行大田试验,研究了不同水稻品种对Cd的积累特征及相关性。结果表明:成熟期水稻不同部位Cd积累量大小依次为根系茎叶稻壳糙米,Cd主要集中在水稻的根部。水稻糙米Cd含量与稻壳的Cd含量相关性不显著,与根系、茎叶中的Cd含量相关性可能与水稻生长环境因素有关。与早稻相比,晚稻对环境Cd具有更强的吸收积累能力,且晚稻所有供试品种的糙米Cd含量均超过食品安全国家标准。     

水稻品种镉积累特征及相关性研究

选取22个早稻和15个晚稻品种进行大田试验,研究了不同水稻品种对Cd的积累特征及相关性。结果表明:成熟期水稻不同部位Cd积累量大小依次为根系>茎叶>稻壳>糙米,Cd主要集中在水稻的根部。水稻糙米Cd含量与稻壳的Cd含量相关性不显著,与根系、茎叶中的Cd含量相关性可能与水稻生长环境因素有关。与早稻相比,晚稻对环境Cd具有更强的吸收积累能力,且晚稻所有供试品种的糙米Cd含量均超过食品安全国家标准。     

镉污染稻田改制玉米的农产品质量安全研究

采用田间小区试验,研究了镉(Cd)污染稻田水旱轮作改制的农产品质量安全。结果表明,早稻改种春玉米(玉-稻轮作)年度总产量为13340 kg/hm2,比种植双季稻(稻-稻轮作)增产9.3%(P0.05);晚稻改种秋玉米(稻-玉轮作)年度总产量为11298 kg/hm2,比种植双季稻减产7.4%(P0.05)。稻-玉轮作(晚稻改种秋玉米)农产品Cd含量较低,早稻稻米Cd含量为0.22 mg/kg,配合钝化措施可以达到食品安全国家标准,秋玉米Cd含量仅为0.06 mg/kg,在食品安全国家标准之内;而玉-稻轮作(早稻改种春玉米),春玉米Cd含量为0.07 mg/kg,春玉米食用安全,但晚稻稻米Cd含量达1.59 mg/kg,远高于食品安全国家标准的0.2 mg/kg,比稻-稻轮作的晚稻稻米Cd含量增加137%(P0.05),早稻改种春玉米显著增加后茬晚稻稻米对Cd的吸收积累。Cd污染土壤(全Cd含量1.08 mg/kg)改制玉米(早稻改种春玉米、晚稻改种秋玉米)皆可避开当季农产品的Cd污染风险,稻-玉轮作配合钝化措施可确保农产品的质量安全,而玉-稻轮作则可采用春玉米食用与晚稻作为富集植物修复Cd污染土壤的生态循环减控模式,实现农产品安全生产和修复Cd污染土壤的双重目的。     

植物轮作模式对镉污染农田的修复潜力

为探讨不同植物镉（Cd）的积累特征及对Cd污染土壤的修复潜力,筛选便于推广的中轻度Cd污染农田土壤的植物修复模式,通过田间试验,利用不同吸Cd特性的水稻、油菜、油葵和伴矿景天等植物进行组合轮作,对土壤Cd有效性、植物不同部位Cd含量、富集系数、Cd积累量及移除量进行研究。结果表明：供试植物对土壤Cd的积累能力较强,除伴矿景天外,植物不同部位Cd的富集系数为1.03~8.82,不同轮作模式两茬植物地上部Cd积累量分别为13.81~81.34 g·hm^-2和21.54~74.12 g·hm^-2。不同轮作模式Cd移除量表现为伴矿景天与Cd高积累品种晚稻轮作（SPOS）>伴矿景天与Cd高积累油葵轮作（SPHA）>当地主栽品种早稻与Cd高积累品种晚稻轮作（CKOS）>当地主栽品种早稻与当地主栽品种晚稻轮作（CK）>Cd高积累品种油菜与Cd高积累品种晚稻轮作（HNOS）,其中最大移除量达150.34 g·hm^-2。第一茬植物收获后,伴矿景天降低土壤Cd含量和有效态Cd含量的效果最好,最高分别下降了15.66%和37.14%,而第二茬植物收获后,土壤有效态Cd含量均升高了95.51%以上,有利于下一年植物的吸取修复。油菜地上部Cd积累量最低,但其土壤有效态Cd含量较试验前升高了20.00%,且油菜生长期与伴矿景天接近,因此适宜与伴矿景天间套作。综上所述,伴矿景天与高积累晚稻轮作、伴矿景天与高积累油菜间套作对中轻度Cd污染农田修复潜力较大,可作为湘中Cd污染农田修复治理的种植模式。     

甘薯植酸含量的基因型与环境效应研究

为探明甘薯植酸基因型与环境效应,精选21个甘薯品种(系),分别在5个不同生育环境条件下进行多品种多试点的植酸含量稳定性研究。结果表明,甘薯植酸量的基因型效应(G)和环境效应(L)达到极显著差异,而基因型与环境互作效应表现为显著差异。这表明需针对甘薯不同基因型特点,筛选和确定不同地区所适宜种植的品种,以实现优质品种优质生产目的。     

水稻不同品种糙米含钙量的差异

采用盆栽土培法,研究了5个类型共89个水稻品种糙米含钙量的差异。结果表明,不同类型品种糙米含钙量差异显著。89个水稻品种糙米含钙量变化范围为44.5～245.5mg/kg。5种类型水稻糙米含钙量由高到低依次为:常规粳稻、杂交晚籼、常规晚籼、常规早籼、常规中籼。     

土壤有效态镉与稻米镉污染风险广东案例研究

为了科学评估土壤镉(Cd)污染造成的稻米Cd超标风险,以广东省韶关市(酸性土壤)和汕头市(中性土壤)Cd污染稻田为研究对象,对土壤与稻米配对样品进行回归分析,比较了两种提取剂(CaCl₂和DTPA)对土壤Cd的提取能力以及对稻米Cd含量的反映能力,以探讨适用于不同pH土壤的有效态Cd提取方法,建立最佳稻米Cd累积预测模型,并推导出土壤有效态Cd的风险阈值。结果表明:CaCl₂提取剂对Cd的提取能力小于DTPA;两种提取剂对酸性土壤Cd的提取能力显著高于近中性土壤。与土壤全Cd相比,有效态Cd含量可更好地预测稻米Cd含量。CaCl₂提取剂适用于全部试验区的酸性、中性土壤;DTPA适用于汕头市中性土壤,但不适用于韶关市酸性土壤。利用CaCl₂-Cd进行线性方程拟合,得到了最佳的稻米Cd预测模型。韶关市的早稻、晚稻预测模型各包含20个水稻品种,其土壤CaCl₂-Cd阈值分别约为0.10 mg·kg^-1和0.05 mg·kg^-1。研究表明,基于CaCl₂-Cd的稻米Cd预测方法和阈值可指导广东省Cd污染稻田安全利用,并对其他酸性土Cd污染区具有参考意义。     

水稻镉、铅、砷低含量基因型的筛选

筛选低重金属含量水稻品种或减少水稻对种植土壤中重金属的吸收是控制稻米重金属含量的最直接有效的办法.本研究采用ICP-MS法测定了78份水稻品种的糙米中镉(Cd)、铅(Pb)、砷(As)含量.同时比较其中的20份品种在3个试验点的糙米Cd,Pb,As含量.结果表明:水稻籽粒中Cd,Pb,As的积累存在着明显的品种差异,其中Cd和Pb积累的基因型明显较As积累的基因型丰富;相关性分析表明,糙米中Cd和Pb含量存在极显著相关性(P＜0.01);筛选得到Cd,Pb含量低的基因型5个,Cd,As含量低的基因型1个,As,Pb含量低的基因型2个,Cd,Pb,As含量均低的基因型1个;土壤Cd,Pb,As含量对糙米Cd,Pb,As含量有较明显的影响;且糙米Cd,Pb和As含量对土壤环境的反应也各不相同.     

云南粳稻品质性状稳定性分析

利用AMMI模型对种植在4个试点的11个粳稻品种的稻米品质进行稳定性分析,以品质性状的表型值及其相应的稳定性参数(Di)为指标,对供试品种进行聚类分析和评价。结果表明,品质性状在不同品种和环境间的差异以及品种×环境互作效应均达极显著水平;品质性状的稳定性随品种和环境不同而变化较大,品质性状的稳定性顺序为粒宽粒长碱消值直链淀粉含量蛋白质含量糙米率精米率整精米率垩白粒率,其稳定性参数分别为0.13,0.14,0.31,0.37,0.43,0.48,0.79,0.84和2.33。综合考虑稻米的品质性状及其稳定性,云粳4号、云粳优10号、云粳12号和云粳15号稻米品质好且稳定性较高,可作育种亲本,以改良稻米品质及其稳定性。     

滇南矿区稻米重金属累积的品种差异及其健康风险分析

基于矿区稻米质量安全问题,为获得区域适宜种植的重金属低累积水稻品种,采用大田小区试验,对近年来滇南矿区主栽的15个水稻地方品种设置连续2年3个不同试验点的栽培试验,研究分析了滇南矿区不同水稻品种的重金属累积特征及其健康风险。结果表明:15个参试水稻品种糙米对As、Pb、Cd的吸收累积有较大的差异。糙米中Pb含量较高的品种为宜香107,最低的为滇屯502,两者相差幅度为0.188 mg/kg;Cd含量最高的品种为红优4号,最低的为云恢290,两者相差幅度为0.383 mg/kg;总As含量最高的品种为宜香99E-4,最低的为丰优香占,两者相差幅度为0.189 mg/kg。以食品安全国家标准GB 2762-2012中污染物Pb、Cd、无机As限量指标(≤0.2 mg/kg)和健康风险定量评估风险熵(HQ1)为评价标准,初步筛选出适宜该地区重金属复合污染土壤条件下种植的重金属低累积水稻品种:滇屯502、宜优2815、云恢290和丰优香占,这4个品种的选择种植与土壤修复+农艺调控的联合管理将会更有效地减少试验区域重金属对稻米食用人群的危害。     

锌镉互作对水稻幼苗镉和矿物质积累的影响

研究分析了在浓度梯度的Zn×Cd胁迫下两个水稻品种黄华占和IR68144幼苗根部和地上部Cd和矿物质的积累特征.结果表明:(1)随着营养液Cd2+浓度的上升,黄华占和IR68144根部和地上部的Cd含量都大幅增加.中等浓度的Zn2+能有效地减少高浓度Cd胁迫时水稻根系对Cd的吸收,但低浓度Cd胁迫时表现为协同吸收,而高浓度Zn2+则主要促进Cd的吸收.中等浓度的Z2++在一定条件下也能有效减少水稻地上部的Cd积累量,但其作用与Cd2+浓度和水稻基因型都有关,而高浓度Zn2+则完全表现为促进Cd的积累.(2)黄华占和IR68144根部和地上部的Zn含量都随着营养液Zn2+浓度的提高而增加.Cd对水稻Zn积累的影响与Zn2+浓度和基因型都有关,但大多数情况下Cd胁迫明显降低了水稻对Zn的积累.(3)在正常Zn2+浓度(0μmol/L)营养液中,Cd2+浓度上升时,黄华占和IR68144根部Fe积累量都保持相对平稳,但两者地上部Fe积累量明显持续降低;两品种根部Mn含量都不断增加,但黄华占地上部Mn积累量持续下降,而IR68144中保持平稳.Zn×Cd互作对水稻Fe积累的影响在根部主要表现为促进作用,在地上部则主要显示出抑制作用,但两品种的Mn积累量表现出复杂的Cd2+、Zn2+浓度和基因型相关性.说明锌镉互作能有效调控水稻幼苗对镉的吸收与转运,但其互作效应与Zn2+和Cd2+浓度有关,且表现出明显的基因型差异;同时还改变了水稻幼苗中锌、铁、锰等的积累.     

基于土壤-稻米镉传输模型的太湖流域水稻禁产区筛选研究

为了保障太湖流域稻米安全,采用建立土壤-稻米镉传输模型及基于模型输出结果的地质统计学方法筛选稻米禁产区.监测数据的统计结果表明,本区域稻田土壤Cd超过土壤环境质量标准(0.3 mg·kg-1)的比率为4.85％,2005年的监测结果与60年代背景值相比土壤Cd平均含量增加了50％.采用逐步回归分析分别建立了晚稻及高、低吸收型早稻土壤-稻米Cd传输模型.结果表明,除水稻自身内因影响其对土壤Cd的吸收外,在大田条件下土壤Cd含量、Zn含量、土壤pH值、土壤质地(土壤粘粒含量、土壤砂粒含量)等是影响水稻吸收Cd的主要环境因子.以土壤-稻米Cd传输模型输出结果为数据源,采用地质统计学中的序贯高斯条件模拟值法计算研究区不同类型稻米禁产区,结果表明研究区有0.05％的区域种植晚稻存在超标情况,1.47％的区域种植高吸收型早稻存在超标情况,所有的稻田如种植低吸收型早稻都不会导致稻米Cd超标,这一结果与采用《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)二级值筛选的3.3％的超标区有较大的差别性,说明仅以《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)为依据筛选稻米禁产区有其应用限制性.     

冬播小麦品种主要品质性状的基因型与环境及其互作效应分析

 选择冬播麦区9个小麦主产省份有代表性的9个品种,分别在9个省份种植,对其品质性状进行系统分析表明,品质指标在不同小麦品种以及不同地点之间存在显著差异;其中蛋白质含量、形成时间的环境作用大于基因型作用;沉降值、硬度、稳定时间、延伸性和拉伸面积的基因型作用大于环境作用。通过AMMI模型(主效可加互作可乘)对基因型和环境互作对部分品质性状的影响进行分析,品种和环境互作程度比较大的为四川试点,比较小的为陕西和河南试点;同时,不同品种的不同品质指标有不同的适宜区,对于沉降值而言,陕65在四川有好的适宜性,对于稳定时间