镉胁迫下不同水稻品种镉的累积与分布差异

以不同水稻品种为研究对象,通过盆栽试验,探讨镉(Cd)胁迫下各品种收获期的Cd含量及分布,并筛选出高产和籽粒低Cd积累的水稻品种。结果显示,在Cd胁迫条件下,水稻体内Cd含量分布大致表现为根＞茎＞叶＞谷壳＞籽粒。Cd胁迫和无Cd胁迫对照比较,5个水稻品种中,籽粒Cd含量以甬优5550的增幅最低,其次是甬优538和深两优5867;而武运粳27和黄华占对Cd较为敏感,其中,武运粳27籽粒Cd含量显著（P<005）高于其他品种。在Cd胁迫条件下,除甬优538增产341%以外,其他品种均有不同程度的减产,其中受Cd胁迫影响减产最为严重的是黄华占,其次是武运粳27。     

不同水稻品种的镉吸收特性

选取浙江省绍兴、宁海、温岭三地,通过镉胁迫试验,研究4个水稻品种甬优538、春优84、嘉禾218和秀水134镉吸收积累特性。结果表明:4个水稻品种均表现出Cd低积累的特性,甬优538、春优84、嘉禾218、秀水134稻米Cd含量开始超标时所对应的处理中土壤Cd浓度分别为>1.41、1.41、0.91、0.52 mg·kg^-1。4个水稻品种稻米中的Cd含量与土壤Cd全量之间的关系可用直线回归方程拟合。不同水稻品种安全生产的土壤Cd临界值表现为甬优538>春优84>嘉禾218>秀水134,按土壤类型表现为黏质脱潜水稻土>涂泥渗育水稻土>涂泥潴育水稻土。试验所得水稻安全生产土壤Cd临界值略高于现行的土壤环境质量标准(GB 15618—1995)。     

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。     

铜、铅、镉对不同水稻品种种子萌发的影响

以17份水稻品种为研究材料,分别用不同浓度的硫酸铜、醋酸铅和氯化镉进行胁迫处理,测量处理后不同品种种子发芽率,以研究铜（Cu）、铅（Pb）、镉（Cd）对水稻种子萌发的影响。结果表明,随着Cu2＋、Pb2＋浓度升高,水稻种子发芽率逐渐降低,且不同品种对Cu2＋的耐受性差异显著,其中Cu2＋对水稻种子萌发的抑制作用更加明显;Cd2＋对水稻发芽率的影响相对较小,在200 mg／L高浓度处理下发芽率依然维持在70％以上;各品种重金属的耐受性比较结果表明,粳稻对铜和铅的耐性较籼稻强,而镉胁迫下粳稻和籼稻种子萌发未表现出明显的差异。     

镉胁迫对不同品种烟草生长发育和镉吸收规律的影响

【目的】探讨不同品种烟草对镉（Cd）胁迫的响应，深入了解Cd对烟草的毒害作用，为烟草Cd污染防控提供理论依据。【方法】以10个烟草品种为试材，在不同浓度外源镉胁迫条件下，采用盆栽法测定各烟草品种农艺性状、生理生化指标及镉含量。【结果】镉胁迫对部分烟草品种作用为低促高抑，其他品种表现为抑制作用，其中‘中烟100’和‘豫烟10号’对镉胁迫较敏感，在高、低镉胁迫下生物量降幅均较高，‘中烟100’分别为29.98%、29.94%，‘豫烟10号’分别为22.16%、28.39%；随着镉浓度的升高，烟草叶片叶绿素含量、净光合速率Pn、气孔导度Gs、蒸腾速率Tr整体呈现降低趋势，SOD活性、POD活性、MDA含量、游离脯氨酸含量整体呈增加趋势。烟草各器官镉含量随着镉浓度的升高而增加，表现为叶>茎>根，整个生育期中，镉含量呈现先增加后降低的趋势，在旺长期达到最高值，其中‘中烟100’、‘豫烟10号’和‘豫烟13’叶片镉含量显著高于其他品种，在3 mg/kg镉浓度下‘豫烟10号’叶部镉含量最高、为60.27 mg/kg，‘云烟87’和‘K326’的镉含量较低、分别为38.88、39.23 m...     

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。     

水稻品种对镉砷累积的差异研究

【目的】研究在镉(Cd)、砷(As)复合污染农田下不同水稻品种对Cd、As吸收与累积的差异，以期为云南重金属污染农田中水稻安全生产与利用提供理论依据。【方法】试验点位于云南省昆明市东川区，采用大田试验，设置10个处理：种植杂交籼稻(中浙优8、中浙优10、中浙优1、清优676、闽红两优177)、常规籼稻(云航籼3、云航红1)、常规粳稻(云航粳2、云航粳3、云航粳7)等10个水稻品种，于水稻成熟期测定水稻农艺性状及分析植株Cd、As累积特征。【结果】不同品种水稻农艺性状及植株Cd、As累积特征均存在显著差异，其中水稻产量、株高、千粒重和结实率最大值分别为最小值的2.91、1.17、1.40、1.24倍，地上部分和地下部分生物量最大值分别为最小值的2.12、2.47倍，根、茎叶、谷壳和糙米的Cd与As含量最大值分别为最小值的2.33、3.50、1.40、4.00倍与2.03、1.93、1.48、1.36倍，Cd与As累积量最大值分别为最小值的4.45、3.27、3.53、12.06倍与2.51、1.81、3.02、3.70倍。水稻Cd转运系数总体表现为TF_{糙米/茎叶}&g...     

不同磷、钾肥对水稻产量和吸收镉的影响研究

采用盆栽试验,研究了在受镉污染的土壤上,不同磷、钾肥品种和用量对水稻秸秆和籽粒产量及对镉(Cd)吸收量的影响.结果表明,水稻产量在淹水条件下,氮、磷、钾肥配合施用比单施磷肥或钾肥都显著增加了水稻产量,但不同磷肥品种和用量对水稻产量的影响不明显,但钾肥的影响则非常显著.其中,KCl处理水稻籽粒和秸秆产量最高,K2SO4处理次之,KNO3处理最低.3个磷肥处理对水稻吸收Cd的影响与磷肥中的NH+4含量呈正相关,即两个含NH+4磷肥((NH4)2HPO4和NH4H2PO4)比含Ca2+磷肥(Ca(H2PO4)2)显著提高水稻对镉的吸收,(NH4)2HPO4比NH4H2PO4处理明显促进水稻对Cd的吸收.3种钾肥中,KNO3和KCl处理水稻对Cd的吸收量最高,但两者差异不明显;而K2SO4处理水稻对Cd的吸收量最低,表现出明显的抑制作用.不同磷、钾肥用量对水稻吸收镉的差异均不明显.研究表明,在受Cd污染的水稻土上,采用抗Cd污染的水稻品种和优化肥、水管理措施,可以使稻米中Cd含量低于国家无公害大米的限量指标(0.2 mg·Cd kg-1).     

水分和密度对化感水稻产量、品质及籽粒中Pb、Cd含量的影响

【目的】探讨化感水稻产量、品质及重金属含量与水分管理和种植密度的关系,更好地发挥化感水稻环境友好的特点。【方法】以‘化感稻3号’、‘化两优78号’以及早季的‘玉香油占’和晚季的‘百香占’为材料,研究不同水分管理(孕穗期晒田WN、孕穗期不晒田WS)和种植密度(高密度DH、当地种植密度DN)处理下稻米的产量、品质以及籽粒中Pb和Cd含量的变化。【结果】稻米产量和品质在不同水分和密度管理条件下差异不显著,但在品种间有显著差异,表现为‘化两优78号’产量高于其他品种。WSDN处理显著降低了常规稻‘百香占’的精米率,但对化感品种影响不显著。WS处理降低了稻米Pb和Cd含量,尤其是显著降低了化感稻米Cd含量。密度和品种对稻米Pb和Cd含量影响不显著。【结论】水分和密度处理对化感水稻的产量和稻米品质影响不显著,但WS处理能够显著降低化感水稻籽粒中Cd含量。     

元江普通野生稻渗入系籽粒镉评价及与农艺性状的相关性分析

为探讨云南普通野生稻渗入系籽粒积累镉的能力,并分析其籽粒镉含量与田间农艺性状的相关性,于2019年3—10月在滇南某镉污染农田种植120份元江普通野生稻渗入系BC3F4株系,测定其籽粒镉含量,并就籽粒镉含量与渗入系材料主要农艺性状展开相关性研究。结果表明:120份渗入系材料籽粒镉含量差异极显著,籽粒镉含量在0.05～3.57 mg·kg-1范围内,存在广泛的遗传多样性,从中筛选出镉低积累材料54份,高积累材料3份。120份渗入系材料含3种水稻类型(籼稻、粳稻及彩色稻),3种水稻类型籽粒镉含量在种内差异显著,变异系数大;在种间,籽粒镉含量彩色稻与籼稻、粳稻间均存在显著差异,而籼稻与粳稻间差异不显著。籽粒镉含量与渗入系株系产量及结实率间存在正相关性,相关系数分别为0.411和0.300,与其他性状无相关性。籼稻类、粳稻类产量与籽粒镉含量的相关系数分别为0.446和0.672,籼稻类、粳稻类结实率与籽粒镉含量的相关系数分别为0.362和0.634。研究表明,渗入系后代各株系间镉积累差异极显著,可从中筛选出低积累和高富集株系;渗入系株系籽粒镉含量与产量及结实率存在相关性,可作为田间判别株系镉含量的依据,并为镉积累相关基因挖掘提供理论依据。     

镉胁迫对不同水稻品种氮代谢关键酶活性和植株氮磷钾积累的影响

[目的]为了探明氮素代谢酶在水稻Cd耐性上的作用以及水稻Cd耐性的生理原因。[方法]以不同品种的中稻为研究对象,通过盆栽试验,探讨Cd胁迫对不同水稻品种分蘖期几种氮代谢关键酶活性和植株氮磷钾积累量的差异性。[结果]镉胁迫能够提高分蘖期水稻体内NPK含量,分别以深两优5867、甬优5550和武运粳27的提高幅度最高。同时,镉胁迫在一定程度上促进NR、GS、GOGAT活性的提高。就NR活性而言,镉胁迫明显促进黄华占和甬优538 NR活性的提高,对武运粳27、深两优5867、甬优5550影响不明显,但相互间的差异都没达到显著水平。而对于GS活性,以镉正常处理下GS活性较低的黄华占和武运粳27对镉胁迫最为敏感,镉胁迫促进GS活性的增加,且两处理间差异达到0.01显著水平,但对镉正常处理下GS活性较高的深两优5867和甬优5550表现出抑制作用,相互间差异不明显。镉胁迫下任一品种相互间GS差异并未达到显著水平。镉胁迫促进分蘖期水稻GOGAT活性的提高,其中以镉正常处理下GOGAT活性最低的武运粳27的增高幅度最大。[结论]镉胁迫会对水稻的生长发育不利,使其结实率下降,千粒重减少,导致水稻不同程度的减产。     

镉胁迫下低吸收水稻品种中镉的转移系数和分布特征

  目的  探索镉污染农田下不同低吸收水稻Oryza sativa品种对镉的吸收积累差异及在不同生长时期的分布特征。  方法  选取5个低镉吸收品种‘中浙优1号’‘ Zhongzheyou 1’、‘中浙优8号’‘ Zhongzheyou 8’、‘华浙优71’‘ Huazheyou 71’、‘甬优17’‘ Yongyou 17’和‘甬优1540’‘ Yongyou 1540’,在浙江省丽水市景宁畲族自治县某村镉污染农田开展大田试验,探究5种低吸收品种水稻生长情况及对镉的吸收转运特征。  结果  同一水稻品种不同器官中镉的积累存在差异。在拔节期和孕穗期,镉质量分数从大到小依次为根、茎、叶、穗;在成熟期,除‘中浙优8号’外,其余水稻品种镉质量分数从大到小依次为茎、根、叶、糙米、稻壳;不同水稻品种中,‘华浙优71’水稻品种的根镉质量分数显著低于其他品种(P＜0.05),‘中浙优8号’水稻品种的茎和糙米镉质量分数显著低于其他品种(P＜0.05)。同一水稻品种在不同生育期的相同器官中镉积累情况不同,根茎叶中镉质量分数从小到大依次为分蘖期、拔节期、孕穗期、成熟期。‘中浙优8号’水稻品种产量、千粒重和分蘖数均高于其他品种。在不同水稻品种中,糙米镉与千粒重、水稻产量、土壤全镉和土壤有效镉无显著相关。  结论  筛选出‘中浙优8号’为镉污染稻田的优选品种,后期可进一步对其低吸收积累特征进行探讨。图1表5参32     

镉污染农田不同水稻品种对镉的积累特性

在大田试验环境下筛选籽粒镉（Cd）低积累水稻品种，为Cd污染农田安全利用提供技术指导。本试验研究14个水稻品种对Cd的富集、转运特征，并探讨了水稻不同生育时期的Cd积累规律。结果表明，供试水稻品种产量和籽粒Cd含量存在显著差异，综合这两个因素考虑，推荐种植的水稻品种为：甬优538、浙粳优6153、浙粳99、浙辐粳83、秀水121。供试水稻品种籽粒、秸秆的Cd含量的变化范围分别0.13~0.95 mg·kg^-1、1.39~3.84 mg·kg^-1，籽粒Cd的变差大于秸秆Cd，且秸秆的Cd富集能力大于籽粒，说明与Cd吸收能力相比Cd转运能力对籽粒Cd积累的影响更大。通过对籽粒Cd含量聚类将14个水稻品种分为低镉含量组、中镉含量组、高镉含量组。低镉含量组各部位的Cd富集系数和Cd转运系数均低于其他两组，说明低镉含量组水稻品种同时具有较低的Cd吸收能力和Cd转运能力。随着生育时期的推进，植株Cd含量不断提高。并且，齐穗期-成熟期不同类型水稻品种植株Cd含量差异较大，说明齐穗期-成熟期是植株Cd快速积累时期和影响籽粒Cd积累的关键时期。     

硒对不同水稻幼苗镉胁迫的缓解作用及其对矿质营养的影响

采用水培试验,研究3μmol/L Se(亚硒酸钠)对杂交籼稻品种宜香2115(籽粒低Cd积累)和川谷优2348(籽粒高Cd积累)幼苗在不同浓度(0、0.1和1mmol/L)Cd胁迫下的缓解作用。结果表明:加Se显著增加了不同浓度Cd胁迫下2个水稻品种幼苗的生物量、叶绿素a含量,但川谷优2348叶绿素b含量下降;加Se可增加2个水稻品种体内抗氧化物质(抗坏血酸和谷胱甘肽)含量,且川谷优2348的2种抗氧化物质含量均高于宜香2115,表现出品种间差异;在1mmol/L Cd胁迫下,Se主要通过促进川谷优2348合成更多的抗坏血酸和谷胱甘肽来提高对Cd的耐受性,而宜香2115主要通过Se促进植物螯合肽的合成来降低Cd的毒害;加Se能使幼苗维持较高的根部活力,从而降低遭受Cd胁迫伤害的程度;随着Cd胁迫程度增加,2个水稻品种幼苗地上部Cd含量显著上升,加Se可直接抑制2个水稻品种对Cd的吸收;在Cd胁迫下,Se能降低2个水稻品种地上部Ca、Zn含量,但对Cu、Mn含量变化的影响存在品种间差异,而Se对2个水稻品种根部矿质元素含量影响表现一致,即在Cd胁迫下根部Ca、Cu含量增加,Mn、Zn含量减少。     

镉胁迫对不同烟草品种生长发育的影响

为探讨不同浓度镉(Cd)胁迫对不同烟草品种生长发育及生理生化指标的影响,以‘吉烟九号’、‘吉烟十号’和‘延晒六号’3个烟草品种为材料,采用盆栽法,分别测定不同烟草品种对Cd的生理响应。结果表明:Cd胁迫对烟草生长表现为"低促高抑",3个烟草品种中‘延晒六号’对Cd胁迫最敏感;Cd胁迫下,叶绿素含量、CAT活性和SOD活性随着Cd浓度的增加呈先增加后降低的趋势,POD活性、MDA含量和游离脯氨酸含量随着Cd浓度的增加而增加;Cd在烟草植株中的富集量均随Cd浓度的增加而升高,3个烟草品种中,‘延晒六号’对Cd的富集能力最强。     

硅对镉胁迫条件下两个水稻品种镉亚细胞分布、非蛋白巯基物质含量的影响

采用营养液培养方法,以两种籽粒镉含量不同的水稻品种宁粳4号和徽两优6号为试验材料,分别生长在含有硅(Na_2SiO_3)和50μmol·L~(-1)镉(CdCl_2)的介质中7 d,研究了硅对两种水稻吸收累积镉及其非蛋白巯基物质(NPT)含量的影响,比较了两种水稻地上部和根中镉的亚细胞分布特征。研究结果表明:在不同硅镉处理下,相同镉处理浓度下,加入硅后,两种水稻生物量较单独镉处理明显增加;两种水稻根中的镉含量明显高于地上部,籽粒镉含量低的水稻品种宁粳4号转移系数小于籽粒含量高的徽两优6号;外源硅(1.8 mmol·L~(-1))会显著降低水稻对镉的吸收和转运。镉胁迫条件下,硅对水稻植株体内的非蛋白巯基物质(NPT)的含量产生了影响,单独镉处理时两种水稻根部NPT含量较对照明显升高,硅镉复合处理时宁粳4号根NPT含量变化不明显但显著降低了地上部NPT含量,徽两优6号根中NPT含量增加,地上部NPT含量下降。两种水稻品种镉在根中的亚细胞分布表现为细胞可溶物质中含量高于细胞壁,细胞器上含量最少;镉在地上部的亚细胞分布表现为细胞壁中含量高于细胞可溶物质,细胞器上含量最少。     

水分管理对不同水稻品种稻米镉含量的影响

为研究水分管理对于不同水稻品种间稻米Cd含量的影响,进而筛选出适宜本地区种植的Cd低积累水稻品种,同时为寻求降低稻米Cd含量的大田水分管理技术提供科学依据,利用大田试验研究不同水分管理方式对11个水稻品种稻米镉含量的影响。结果表明,不同水分管理模式下,生育期淹水能够极显著降低稻米镉含量,同时对产量的影响不显著,甬优15相对于其他10个品种属于镉高积累品种,生育期淹水处理对降低泰两优1413的镉含量吸收效果最为明显。     

不同铁肥及其施用方法对水稻籽粒镉吸收的影响

针对四川省稻田生态系统中镉(Cd)污染突出的问题,以轻度Cd超标稻田治理为目标,开展阻控稻米积累Cd的施肥技术研究。通过大田试验采用裂区设计,研究不同铁肥种类及施用方法对水稻籽粒Cd吸收的影响。结果表明,不同铁肥处理均增加了四个不同类型水稻品种的产量,其中硫酸亚铁追肥喷施显著增加了Y两优的产量(6.67%,P0.05),EDDHA-Fe底肥土施及追肥喷施显著增加了德粳1号的产量(13.33%～14.32%,P0.05)。不同铁肥施用方式中,EDDHA-Fe喷施处理对四个水稻品种的稻米Cd含量降低幅度最大(20.87%,P0.05)。不同时期喷施铁肥结果来看,以孕穗期、扬花期和灌浆期各喷施一次EDDHA-Fe处理的稻米Cd含量最低。四个水稻品种的秸秆Fe含量与稻米Cd含量呈直线性负相关。扬花期喷施铁肥稻米中Fe含量增加最多,稻米/秸秆Fe含量比值远高于稻米/秸秆Cd含量比值,这表明水稻中Fe由植株向稻米转移的速率远高于Cd。水稻稻米Fe含量与稻米Cd含量呈二元函数关系(P0.05),在较低含量时,水稻籽粒中Cd的含量随着Fe含量的上升而上升,当到达一定程度时,水稻籽粒中Cd的含量随着Fe含量的上升而下降。研究表明,水稻籽粒中的Cd受秸秆中Cd和铁肥施用方式和类型的影响,通过合理施用铁肥可以降低镉轻度污染土壤中稻米Cd含量。     

镉砷复合污染条件下镉低吸收水稻品种对镉和砷的吸收和累积特征

为探索镉(Cd)、砷(As)复合污染稻田下不同水稻品种对Cd、As的吸收和累积特征,选取4个低Cd吸收品种(金优463、金优268、金优433和株两优189)和2个当地主栽品种(五丰优111和马坝油毡),在广东韶关红壤区Cd、As复合污染稻田开展大田试验,调查和测定水稻的生长状况以及对Cd、As的吸收与转运情况。结果表明,参试6个水稻品种产量存在显著差异,2个当地主栽品种产量显著高于4个低Cd吸收品种。当地主栽品种马坝油毡籽粒Cd含量显著高于其他品种且超过国家污染物限量标准值(0.2 mg·kg~(-1)),其余品种Cd含量均未超标;6个品种As含量均超过国家标准值(0.2 mg·kg~(-1)),其中金优268籽粒Cd、As含量均为最低值,分别为0.05、0.31 mg·kg~(-1)。相关分析表明,品种间对Cd、As的富集能力和各部位的转运能力存在差异,其中低Cd吸收品种体内Cd从颖壳向籽粒的转运能力较低。因此,为同时降低Cd、As复合污染土壤中水稻籽粒Cd、As含量,在开展低重金属吸收品种选择研究时,需要同时考虑低Cd和低As两种因素。     

土壤-水稻籽粒系统镉富集主要影响因素统计分析

对取自51篇参考文献中的土壤和水稻籽粒数据进行分析,在多种土壤因素共同影响下,研究了单一土壤性质[包括土壤pH、有机质(SOM)、阳离子交换量(CEC)和土壤质地]和水稻类型(包括粳稻和籼稻)对土壤-水稻籽粒系统Cd富集的影响.结果表明:水稻籽粒吸镉量与土壤含镉量关系最密切,且呈显著正相关,随土壤pH增大呈减少的趋势;SOM和CEC的变化对水稻籽粒含镉量影响不显著;在不同土壤质地上,水稻籽粒吸镉能力为壤土 <砂土 <粘土;粳稻与籼稻两种水稻类型的籽粒含镉量差别不显著,但水稻品种间的差别比较显著.利用已有数据建立的两个土壤模式显示:在有机质含量为中,质地为壤土情况下,水稻籽粒的吸镉能力为碱性土壤 <酸性土壤,明显符合一般规律.以上结论说明,在其他土壤性质一定的前提下研究单一土壤因素对水稻籽粒的吸镉能力更具有实际意义,土壤模式的划分在理论、方法和实用性方面都具有重要意义.