不同类型水稻镉富集与转运能力的差异分析

选取84个水稻品种在镉(Cd)中轻度污染农田上进行原位小区试验,通过统计分析水稻Cd富集系数及转运系数,探索具有相似产量与Cd富集能力的水稻品种各器官Cd的富集及Cd在土壤-水稻系统中转移特征,比较不同类型水稻Cd富集与转运的差异。结果表明:水稻糙米Cd富集系数范围为0.10~0.78,小区产量范围为8.20~11.50 kg(以小区面积3.5 m×3.5 m计),不同水稻品种产量与糙米Cd富集能力不存在显著相关性。以产量和糙米Cd富集系数为指标将所有水稻品种进行聚类分为高产高Cd(组1)、低产高Cd(组2)、高产低Cd(组3)和低产低Cd(组4)四组。水稻各器官Cd富集规律均为根系茎叶糙米,Cd由根系向上传递过程中,含量越来越低。不同产量和富集能力的水稻类型的差异,主要在于茎和叶的富集与转移。高产或高Cd品种有较强的将Cd从根转运到茎和从茎、叶转运到米的能力。低Cd水稻无论产量高低,对各器官的Cd转运能力无显著影响。筛选、培育适合在中轻度污染区种植的高产低Cd水稻品种是可行的。在种植过程中控制茎的吸收与转运将对保障粮食安全生产具有重要意义。     

氨基酸肥料对水稻Cd含量及农产品品质的影响

【目的】探究稻鳖共作模式下不同氨基酸肥料对水稻Cd吸收累积和农产品品质的影响。【方法】选择鹰潭市余江区稻鳖共作田块进行大田试验,设计氨基酸水溶肥(1)（AAO）、氨基酸水溶肥(2)（AAT）、氨基酸叶面肥（半胱氨酸（Cys））、钙镁磷肥（GMP）（常规肥料做比较用）及钙镁磷肥与氨基酸水溶肥复配（GA）和不添加肥料（CK）的6个处理,研究Cd在各处理水稻植株中的富集和转运情况以及对稻米Cd、蛋白质、氨基酸含量和甲鱼肌肉Cd含量的影响。【结果】水稻植株Cd含量由高到低依次为根、茎、叶、糙米。与CK相比,对水稻根茎叶Cd含量降低效果最好的是AAT处理,分别降低了40.50%、65.74%和58.10%;Cys处理显著降低了水稻糙米Cd含量,降幅为32.98%。糙米和甲鱼肌肉Cd含量均未超过国家标准限值。与CK相比,施用氨基酸类肥料均降低了糙米蛋白质和16种氨基酸总量,其中Cys处理的降低效果最显著,分别降低了29.37%和35.71%。根据通径分析,土壤-糙米富集系数对糙米Cd含量的富集起直接作用,而酸提取态Cd、可氧化态Cd、茎-叶片转运系数则是通过影响土壤-糙米富集系数来间接影响糙米对C...     

基于多指标的镉低积累水稻品种筛选

为筛选高产且镉低积累水稻品种,选择江西省新余市主推的10个早稻和12个晚稻品种为材料,采用田间小区试验,比较不同水稻品种在轻度镉污染农田对镉吸收、积累和富集的差异,测定不同水稻品种的产量、糙米镉含量、富集系数和转运系数等指标。结果表明,不同水稻品种的糙米镉含量差异较大(P<0.05),早稻品种糙米中镉含量为0.11～0.25 mg·kg^-1,晚稻品种糙米中镉含量为0.05～0.21 mg·kg^-1,其中启两优1639、陵两优171和兴安香占等水稻品种糙米的镉含量超过国家限量标准值(0.20 mg·kg^-1)。早稻品种糙米对土壤镉的富集系数为0.26～0.57,晚稻为0.17～0.73;早稻品种谷壳-糙米转运系数为1.12～2.62,晚稻为0.26～2.75;糙米镉含量与富集系数、转运系数相一致。不同品种水稻产量为6.30～11.69 t·hm^-2,早晚稻产量较高的分别是启两优1639和甬优4949。通过多目标的聚类分析,兼顾水稻产量与糙米镉累积情况,筛选出早稻品种陵两优47、晚稻品种甬优494...     

Cd胁迫水培试验下水稻糙米Cd累积的关键生育时期

【目的】探究水稻不同生育时期Cd胁迫对水稻成熟期糙米Cd累积的影响,明确糙米Cd累积关键生育时期,以期适时采取阻控措施降低糙米Cd含量,为水稻安全生产提供理论参考。【方法】以水稻品种湘晚籼13号(晚稻品种)为研究对象,采用水培试验,共设计7个添加外源Cd处理,即CG(全生育时期Cd胁迫,102 d)、TS(分蘖期Cd胁迫,15 d)、JS(拔节期Cd胁迫,15 d)、BS(孕穗期Cd胁迫,21 d)、FS(灌浆期Cd胁迫,18 d)、DS(腊熟期Cd胁迫,15 d)、MS(成熟期Cd胁迫,18 d),以全生育时期无Cd胁迫作为空白对照(CK),每个处理重复3次。各处理外源Cd胁迫浓度相同,均为20μg·L-1。水培试验于2017年7月23日开始,在湖南省长沙市中南林业科技大学水稻试验基地进行。2017年11月19日,水稻成熟后,整株采集水稻,测定指标为不同生育时期Cd胁迫下水稻农艺性状(株高、分蘖数和各部位生物量)和水稻各部位(根、茎、叶、穗、谷壳和糙米)Cd含量,计算水稻各部位Cd累积量以及不同生育时期Cd累积对成熟期糙米Cd累积的相对贡献率。【结果】不同生育时期Cd胁迫对水稻株高、分蘖数以及各部位生物量没有显著影响。灌浆期Cd胁迫下,水稻成熟期糙米Cd含量最高,为1.05 mg·kg-1,显著高于水稻成熟期(0.57 mg·kg-1)、孕穗期(0.52 mg·kg-1)、腊熟期(0.38 mg·kg-1)、拔节期(0.31 mg·kg-1)和分蘖期(0.17 mg·kg-1)Cd胁迫下糙米Cd含量。各生育时期Cd胁迫下水稻成熟期糙米Cd累积量范围为0.18—1.56μg/株,糙米Cd累积量大小顺序为:全生育时期Cd胁迫灌浆期Cd胁迫成熟期Cd胁迫孕穗期Cd胁迫拔节期Cd胁迫分蘖期Cd胁迫。孕穗期、灌浆期和成熟期是水稻糙米Cd累积的关键生育时期,对成熟期糙米Cd累积相对贡献率分别为19.7%、39.3%和22.6%,而分蘖期、拔节期和腊熟期的Cd累积对成熟期糙米Cd累积相对贡献较小,贡献率分别为2.4%、4.2%和11.9%。除全生育时期Cd胁迫外,水稻根、茎、穗和谷壳Cd含量均在孕穗期和灌浆期Cd胁迫下较高;各生育时期Cd胁迫下,水稻叶Cd含量无显著性差异。孕穗期和灌浆期Cd胁迫下根Cd累积量较高,分别为86.09μg/株和79.23μg/株,显著高于其他生育时期Cd胁迫下根Cd累积量(31.55—40.37μg/株)。与其他生育时期Cd胁迫相比,水稻植株Cd总累积量在孕穗期和灌浆期Cd胁迫下较高,分别为107.13μg/株和98.35μg/株,显著高于其他生育时期Cd胁迫下水稻植株Cd总累积量(42.24—52.47μg/株)。【结论】水稻的孕穗期、灌浆期和成熟期是控制水稻糙米Cd累积的关键时期。在孕穗期和灌浆期Cd胁迫下,水稻成熟期根和糙米累积Cd最多,因此可以在水稻孕穗期和灌浆期施加改良剂阻隔根系吸收Cd或者阻隔根系吸收的Cd向糙米中转运,从而降低水稻糙米中Cd的累积。     

田间条件下不同钝化剂对水稻镉吸收累积的影响及其时效性

为明确田间条件下不同钝化材料及其复配组合处理对水稻Cd吸收累积的影响及其时效性差异,采用大田试验,研究了桑树枝杆生物炭、贝壳粉、膨润土、蚕沙4种钝化材料及其3个复配组合处理对土壤pH、土壤有效态Cd含量和水稻植株各部位Cd含量的影响,并分析了不同钝化剂的作用时效性。结果表明：钝化剂处理提升了土壤pH,其中贝壳粉（O）处理升幅最大;土壤有效态Cd含量显著（P<0.05）降低,4种材料中贝壳粉效果最好,不同钝化剂处理中桑树枝杆生物炭配合贝壳粉和蚕沙组合（MOS）处理降幅最大,3季分别降低了38.25%、34.24%和14.60%;水稻根、秸秆、谷壳、糙米中的Cd含量明显降低,其中,MOS处理糙米Cd含量显著低于其他处理,3季分别降低了49.04%、54.31%和25.22%,但仍未达到国家食品安全Cd含量在0.2 mg·kg^-1以下的标准要求;水稻根、秸秆、谷壳、糙米的Cd富集系数明显降低;Cd由根到秸秆的转运系数（TF_秸秆/根）和由谷壳到糙米的转运系数（TF_{糙米/谷壳}）明显降低,其中MOS处理降低效果最佳;随着钝化剂施用时间推移到第三季,糙米Cd含量降低幅度明显减少,其中膨润土（B）、蚕沙（S）和MOS处理减幅相对较小;相关分析显示,糙米Cd含量与土壤pH呈极显著负相关（P<0.01）,与土壤有效态Cd含量、TF_秸秆/根、TF_{糙米/谷壳}及水稻各部位Cd含量整体呈极显著正相关（P<0.01）。研究表明,MOS处理降Cd效果及时效性整体相对较好,在生产实践中可优先推荐,但在土壤全Cd含量为1.5 mg·kg^-1重度污染条件下,需配合其他修复技术才能确保糙米Cd含量符合《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762—2017）的要求,同时在第二季后需及时补充钝化剂才能确保其钝化效果。     

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...     

轻度铅胁迫下不同水稻品种籽粒铅富集及产质量差异研究

通过大田试验,研究了轻度铅胁迫下23个不同水稻品种间籽粒产量、糙米铅含量及铅富集系数的差异变化。结果表明,不同水稻品种产量、糙米铅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、0.055～0.252mg/kg、0.0004～0.0024,轻度铅胁迫下水稻产量与糙米铅富集能力不存在显著相关性。通过聚类分析,筛选出产量较高、糙米铅富集能力较弱品种3个(川作优1727、泸优11092、宜香优2115);5个产量中上、富集能力较弱品种(F优498、德香4103、川优6203、蓉18优447、宜香优1108),可用于轻度铅污染区种植。     

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。     

镍污染稻田低积累水稻品种筛选及健康风险评价

为筛选出适用于黔中地区稻田安全生产的镍（Ni）低积累水稻品种，采用田间试验法，以黔中地区主栽的10个水稻品种为研究对象，测定不同部位Ni含量，研究Ni在稻米中的累积和转运特征，并对10个水稻品种进行聚类分析及健康风险评价。结果表明，10个水稻品种中宜香优800稻米Ni含量最低，为0.372 mg/kg；乐优891稻米Ni含量最高，为2.136 mg/kg。宜香优800稻米对Ni的富集能力及Ni由稻壳向稻米转运的能力均低于其他9个水稻品种。基于稻米Ni含量对水稻品种聚类的结果表明，宜香优800为低值类（第Ⅰ类）品种。健康风险评价显示，10个水稻品种对不同人群的THQ（目标危害系数）值均小于1，无健康风险。宜香优800的THQ值最低，结合稻米Ni含量，推荐其作为黔中地区Ni低积累水稻品种。     

酸性土壤背景下不同品种水稻对镉的吸收差异分析

以池州市贵池区某一矿山周围遭受到镉（Cd）污染的酸性土壤为背景，选用24种水稻进行大田试验，比较分析不同品种水稻对Cd吸收累积的差异，以期筛选出适合当地种植的Cd低积累水稻品种，为农用地安全利用提供品种依据。结果表明：1）不同水稻之间的根部、茎叶和籽粒的Cd含量差异显著，但每个品种的Cd含量分布均呈现出根部>茎叶>籽粒的规律；2）运用系统聚类分析发现荆占一号、隆稻3号、鄂中6号、荃早优406和梦两优丝苗这5种水稻与其他水稻相比，对Cd的吸收能力最弱；通过内梅罗综合污染指数分析发现，梦两优丝苗的污染指数显著低于其他品种，位于农产品安全警戒线内，对Cd的累积能力最弱；3）通过比较24种水稻对Cd的富集系数、转运系数和相关性分析发现，水稻籽粒Cd含量与籽粒富集系数、茎叶向籽粒转运系数显著正相关，与根部向地上部转运系数相关性不显著，梦两优丝苗的茎叶向籽粒的Cd转运系数以及籽粒富集系数均显著低于其他品种，呈现出Cd积累特性。综上，发现籼型两系杂交水稻梦两优丝苗可以作为本区域Cd低积累水稻品种进行种植。     

基于3种方法的西南杂交籼稻稻米食味评价及品种优选

【目的】基于现有3种稻米食味评价方法,研究西南稻区不同杂交籼稻品种食味品质特点,并优选出优良食味杂交籼稻品种。【方法】在2017年品种筛选试验的基础上,于2018年在云南永胜和四川大邑分别采用单因素随机区组田间试验,应用2种国标感官评价和食味计进行评价,比较分析20个杂交籼稻品种的食味品质差异及其对食味评价方法的响应。【结果】稻米食味品质受多种因素共同调控,食味优良的品种具有在2种感官评价下稻米的气味、外观、适口性、滋味和冷饭质地,以及食味计评价下的外观和口感评分均优良的共性,进而具有较高的食味品质。通径分析表明,适口性对食味贡献率最大,滋味和外观次之,冷饭质地最低。不同品种间稻米食味品质差异明显。3种评价方法下,宜香优2115、内5优39、繁优609、花香优1618、川优6203和隆两优1146在2生态点均具有优良食味品质。相较于绿优4923和川优8377等低食味品种,宜香优2115和花香优1618等品种具有较高的气味、外观、适口性、滋味,进而食味较好。品种对不同评价方法的响应存在差异,永胜渝香203和大邑Y两优1号在2种感官评价下均属于低食味品种,但在食味计评价下则显著高于食味计平均食味。线性拟合结果表明,感官百分制评分和等级综合评分线性拟合度高,相关系数r=0.94^***,而食味计评分与感官百分制评分和等级综合评分相关系数分别为r=0.49^***和r=0.53^***,离散程度较大,不足以解释相互之间关系。【结论】稻米食味品质受生态条件和品种共同作用,采用单一食味评价方法不能准确评价各品种稻米食味品质。因此,综合运用3种现行食味评价方法,筛选出宜香优2115、内5优39、繁优609、花香优1618、川优6203和隆两优1146等6个食味优良且稳定的品种,可以用作西南优质食味品种推广。     

播期对再生稻次适宜区杂交籼稻食味品质的影响

【目的】明确播期对再生稻次适宜区杂交籼稻食味品质的影响,为再生稻次适宜区种植结构调整和优质栽培提供理论和实践依据。【方法】以川优6203、宜香优2115和F优498等3个杂交籼稻品种为试验材料,在四川再生稻次适宜区的隆昌和犍为设置播期试验,通过对稻米直链淀粉和蛋白质含量测定,以及米饭气味、外观、适口性、滋味、冷饭质地和综合评分等指标的分析,研究播期对再生稻次适宜区杂交籼稻食味品质的影响。【结果】（1）杂交籼稻食味品质受生态点、播期、品种及其互作共同调控。（2）在再生稻次适宜区,播期对不同品种食味品质的影响在不同生态点有差异,2年直链淀粉含量、蛋白质含量和滋味,以及2018年适口性和综合评分均表现为隆昌生态点显著低于犍为生态点。与常规播期相比,适当推迟播期能使水稻灌浆结实期避开高温胁迫,提高直链淀粉含量、改善适口性和滋味,进而提高综合评分,使食味品质更为接近再生稻。（3）相关分析表明,直链淀粉含量、适口性和滋味与抽穗后20 d至成熟阶段的日均最高、最低和平均温度,以及日照时数呈显著或极显著负相关关系,综合评分则与日均最低温度呈显著负相关。（4）GGE双标图分析表明,隆昌生态点采用第3播期,犍为生态点采用第2、第3播期具有较好的综合评分且稳定性好。【结论】在确保水稻产量基础上,隆昌生态点在第3播期（5月初）进行播种,犍为生态点在第2播期（3月20日至25日）进行播种,可以使水稻灌浆结实期避开高温胁迫,改善杂交籼稻的食味品质,优质食味品种宜香优2115、川优6203与适当推迟播期结合效果更好。     

调理剂及农艺措施对污染稻田中水稻吸收镉的影响

【目的】探究水分管理、调理剂措施和组合措施对污染稻田稻米降Cd效果,旨在探索出不显著降低水稻产量前提下,能更高效降低土壤Cd生物有效性和稻米中Cd含量的方法。【方法】在湖南省株洲市选择中度Cd污染稻田开展田间小区水稻试验。试验中水稻种植两季,早稻品种为中嘉早17,晚稻为泰优390。试验分为6组,分别为水分管理（T2）处理、施用硅肥（T3）处理、施用竹炭处理（T4）、施用硅肥结合水分管理（T5）处理、施用竹炭结合水分管理（T6）处理和1个试验对照（T1）,重复3次。【结果】试验各处理对稻田土壤有效态Cd含量均有降低,竹炭结合水分管理（T6）处理对两季水稻土壤均有显著降低,硅肥结合水分管理（T5）处理对晚稻土壤有效态Cd降低幅度最大。试验各处理对水稻各部位Cd含量均有降低效果,在糙米Cd含量方面,5个试验处理中对糙米Cd含量降低幅度以组合措施修复技术效果最好,即硅肥结合水分管理（T5）和竹炭结合水分管理（T6）处理。在水分管理修复技术(T2)中降Cd效果最高为29.23%;在施用调理剂修复技术中,硅肥处理（T3）和竹炭处理（T4）对稻壳和糙米中Cd含量均有显著降低（P＜0.05）作用,其中硅肥处理（T3）糙米最高降Cd幅度为49.23%,竹炭处理（T4）糙米最高降Cd幅度为47.69%;在组合措施中均能显著降低水稻糙米Cd含量,其中硅肥结合水分管理（T5）处理糙米降Cd幅度为60.34%—78.46%,竹炭结合水分管理（T6）糙米降Cd幅度为56.90%—67.69%。同时,本文对土壤有效态Cd含量与水稻各部位Cd含量相关性进行分析,发现水稻籽粒（稻壳与糙米）中Cd含量与土壤有效态Cd含量存在极显著正相关（P＜0.01）,且两个水稻品种规律一致。各处理对水稻各部位富集系数亦有降低效果,以硅肥结合水分管理（T5）处理和竹炭结合水分管理（T6）效果最好。对于水稻各部位向籽粒转运系数降低效果各部位规律不一致,但茎鞘和叶片两个部位向籽粒（稻壳和糙米）转运系数均显著降低,水分管理（T2）处理除外。在水稻产量方面,仅水分管理（T2）处理对中嘉早17有显著降低,其他处理降低幅度不显著,各处理对泰优390处理没有显著影响。【结论】组合措施优于单一水分管理或单一调理剂处理,且在水稻产量没有显著降低情况下对稻米Cd污染稻田稻米降Cd幅度最高达到78.46%,可以进一步确保Cd污染农田安全利用。     

不同类型调理剂对镉污染土壤修复效果和微生物群落的影响

【目的】研究土壤调理剂对镉（Cd）污染农田修复效果和微生物群落组成的影响,为应用不同土壤活性组分调理剂原位修复和治理Cd污染农田土壤提供科学依据。【方法】在粤东Cd污染农田开展田间试验,设空白对照,研究不同土壤活性组分调理剂（矿物型、有机型和微生物型）对土壤基本理化性质、Cd有效性和微生物群落结构的影响。【结果】施用土...     

水稻籽粒中镉的来源

【目的】深入探讨水稻籽粒中镉(Cd)的来源及其与生长环境中Cd供应强度的关系,为稻米Cd污染防控选用恰当的农艺措施和实施时间提供科学依据。【方法】在水稻齐穗期,从Cd污染稻田选取长势一致的水稻植株,分别移入含不同Cd浓度(0、0.2、0.5 mg·L-1)的营养液盆钵中培养,成熟期分别收获各器官测定生物产量和Cd含量;在大田自然条件下生长的水稻分别在齐穗期、灌浆期、腊熟期和成熟期采集长势均匀一致的植株样本测定生物产量和Cd含量。【结果】在营养液中不含Cd(Cd 0处理)的条件下,籽粒中累积的Cd主要来自于根系和茎秆在齐穗前累积的Cd。在齐穗后的生长环境中存在较低有效镉的情况下(即Cd污染稻田自然生长的植株),籽粒中的Cd则同时来自水稻齐穗前各器官累积的Cd和根系从土壤吸收与直接运输的Cd;水稻叶片和谷壳是水稻齐穗后向籽粒净转移Cd的器官,茎秆和根系既是籽粒Cd的源,也是Cd的净累积器官。而在生长介质有效镉含量丰富的情况下(即Cd培养试验处理中的Cd 0.2和Cd 0.5处理),籽粒中的Cd则主要来自生长介质,少部分来自水稻各器官的转移。【结论】籽粒中的Cd来自齐穗前各器官储存Cd的转移和土壤/介质中Cd的吸收和直接运输,土壤/介质中的可利用Cd含量越高,籽粒含Cd量也越高;只有当土壤/介质中不存在可利用Cd时,水稻各器官中储存的Cd才是籽粒中Cd的唯一来源;水稻各器官中,茎秆和根系是体内Cd的主要储存和输出场所。结合水稻生长早期降Cd措施的基础上,在水稻抽穗-成熟期采取恰当的农艺措施降低土壤中Cd的有效性以及根系吸收和向籽粒的直接运输量,就能有效降低稻米中的Cd含量。     

水稻镉安全亲本材料对镉的吸收分配特性

【目的】筛选获得水稻镉（Cd）安全亲本材料,研究水稻Cd安全亲本材料对Cd的吸收分配特性,为稻米安全生产提供优良的种质资源。【方法】以56份水稻亲本材料为研究对象,在Cd污染农田土壤上进行大田试验,以糙米Cd含量为筛选指标,通过聚类分析筛选出水稻Cd安全亲本材料,并分析其在不同生育时期对Cd的吸收及分配特性。【结果】（1）当大田土壤Cd含量为13.89 mg·kg^-1时,56份水稻亲本材料地上部Cd含量和积累量在分蘖期（CV=44.05%和CV=50.21%）、孕穗期（CV=23.57%和CV=28.62%）和成熟期（CV=44.98%和CV=44.69%）材料间均存在极显著差异。糙米Cd含量的变幅为0.15―1.77 mg·kg^-1,最大值与最小值相差达11.80倍,其中Cd含量最低为0.15 mg·kg^-1,低于食品安全国家标准0.2 mg·kg^-1。（2）以糙米Cd含量为筛选指标将供试材料划分为安全材料、普通材料和高积累材料3类,其中安全材料的糙米Cd含量平均为0.20 mg·kg^-1,显著低于普通材料（0.65 mg·kg^-1）和高积累材料（1.57 mg·kg^-1）,且谷壳中的Cd含量以及籽粒分配系数也以安全材料为最低。（3）3类材料地上部Cd含量均随着生育时期的推进显著降低,且安全材料地上部Cd含量在分蘖期、孕穗期和成熟期均显著低于普通材料和高积累材料,特别是成熟期普通材料和高积累材料较安全材料高1.35和3.39倍。（4）安全材料地上部Cd积累量在3个生育时期均显著低于普通材料和高积累材料。其中安全材料在成熟期地上部的平均Cd积累量与普通材料相差2.23倍,与高积累材料相差3.86倍,成熟期材料间差异在3个生育时期为最大。且其地上部的Cd阶段性积累量在分蘖期―孕穗期积累能力最强,孕穗期―成熟期最弱。但普通材料和高积累材料则在3个生育时期阶段性积累量差异不显著。（5）安全材料糙米中Cd含量较低,与其向籽粒中较低的Cd分配转移能力有关。安全材料糙米中Cd的分配量仅占地上部Cd积累总量的8.11%,而普通材料和高积累材料糙米Cd积累量占地上部Cd积累总量的11.60%和17.59%。【结论】通过筛选获得的安全材料D62B、IRBN95-90和GRlu 17/ai TTP//lu 17_2在大田试验中其糙米Cd含量均低于食品安全国家标准（0.20 mg·kg^-1）,这3份材料可作为Cd安全亲本材料,为中轻度Cd污染农田水稻生产提供Cd安全种质资源。     

磷素对水稻根表红棕色铁膜的影响及营养效应

【目的】磷饥饿能明显诱导水稻根表红棕色铁膜的形成。然而,磷素是如何诱导水稻根表红棕色铁膜形成并不清楚。【方法】论文在水培条件下,对24个不同来源的传统水稻品种培养21 d后,分别进行缺磷和0.1 mmol•L-1 Fe2+处理,测定其根长、根表面积、根系干重、地上部干重及根表铁含量,从而筛选出根表铁膜含量较高的水稻品种“天优998”,并以此为材料,设置不同养分元素缺乏试验（缺氮、缺磷、缺钾及其交互等8个处理）、分根试验（两边根系同时进行正常磷处理;一边根系缺磷处理,另一边根系正常供磷处理;两边根系同时进行缺磷处理）和不同磷铁比试验（磷浓度为0.0125-0.4 mmol•L-1;铁浓度为0.1-3.2 mmol•L-1,按磷铁比为1﹕1;1﹕3;1﹕5;1﹕8处理设计了4个小试验）,测定了水稻根表铁膜浓度、根表无机磷浓度、根内无机磷浓度、根系和地上部磷、铁含量,探讨了磷素对根表红棕色铁膜形成及其营养效应。【结果】不同水稻品种根表铁膜浓度存在明显差异,24个水稻品种幼苗根表铁膜浓度范围为3.67-9.78 mg•g-1,水稻根表铁膜含量与根长、根表面积、根系干重、地上部干重呈显著的正相关。不同养分元素缺乏试验表明,水稻根表铁膜由红棕色铁膜和非红棕色铁膜组成,仅缺磷处理都能诱导水稻根表红棕色铁膜的形成,而缺氮和缺钾处理却不能。分根试验处理表明,缺磷处理根系侧并不能诱导正常供磷处理侧根系根表形成红棕色铁膜,根表红棕色铁膜形成主要受根表外源无机磷的影响,与根内无机磷无关。不同磷铁比试验表明,根表红棕色铁膜形成与根表磷铁比有关,根表DCB-Fe浓度与根系溶液中铁浓度有关;只有当磷铁比≤1﹕3时,根表才会形成明显的红棕色铁膜,随着磷铁比的降低,根表红棕色铁膜颜色加深;随着根系溶液中铁浓度的增加,根表DCB-Fe浓度逐渐增加,最大值为36.50 mg•g-1。最后进一步对磷铁比处理形成的根表红棕色铁膜水稻根系和地上部磷、铁吸收量进行测定,研究结果发现,根表红棕色铁膜的加深有利于水稻根系和地上部磷、铁的吸收。【结论】内源磷信号并不能诱导根表红棕色铁膜的形成,仅外源磷缺乏才能诱导根表红棕色铁膜的形成,根表红棕色铁膜的形成与根系周围环境中磷铁比有关,而根表DCB-Fe的形成仅与溶液中铁浓度有关。形成的根表红棕色铁膜在根系周围充当营养库的功能,有利于植物对磷、铁的吸收利用。     

持续淹水对水稻镉吸收的影响及其调控机理

【目的】研究持续淹水对不同镉(Cadmium,Cd)积累水稻品种Cd含量的影响,通过分析持续淹水条件下土壤有效性Cd、植株Cd含量以及水稻根系Cd吸收转运关键基因表达,揭示持续淹水对水稻Cd积累的作用及其调控机制。【方法】采用水稻品种辐品36(FP36,Cd高积累品种)和中嘉早17(ZJZ17,Cd低积累品种),盆栽条件下(外源加入1.5 mg·kg-1 Cd Cl2)于水稻分蘖始期开始持续淹水处理,分蘖盛期取样分析植株Cd含量及Cd转运相关基因表达情况,测定土壤中有效性Cd、Fe、Mn含量和根膜Cd、Fe和Mn含量。相同处理继续培养至水稻完熟期,收获植株和稻米并测定Cd含量和产量。【结果】在Cd污染土壤条件下,与正常灌溉处理相比,持续淹水显著降低了分蘖盛期水稻FP36和ZJZ17的Cd含量,根部降幅分别为39.5%和33.9%,地上部降幅分别为62.1%和71.7%。在完熟期也表现相同作用效果,持续淹水显著降低完熟期水稻FP36和ZJZ17根部、地上部和稻米中Cd含量,FP36根部、地上部和稻米分别降低36.4%、43.7%和36.8%,ZJZ17分别降低62.5%、61.5%和55.4%。研究发现,持续淹水显著降低了两个水稻品种的土壤有效性Cd含量(降幅分别为12.1%和17.7%)和根膜中Cd的含量(降幅分别为52.2%和43.1%)。Cd胁迫下,持续淹水增加了土壤有效性Fe(增幅分别为23.7%和10.3%)和有效性Mn含量(增幅分别为24.5%和43.9%),也使根膜中Fe(增幅分别为83.1%和81.5%)和Mn含量(增幅分别为41.5%和27.7%)显著增加。更为重要的是,持续淹水显著下调了两个水稻品种根部Os Nramp1(58.3%和58.0%)和Os LCD(21.6%和17.8%)基因的相对表达量。【结论】持续淹水通过降低土壤有效性Cd含量和抑制Cd吸收基因表达(Os Nramp1和Os LCD)的双重调控作用,降低了水稻对Cd的吸收和积累。     

不同粳稻品种(系)稻米品质性状分析

【目的】 研究不同粳稻品种(系)稻米品质差异,改良稻米品质,筛选出新疆优质粳稻品种(系)。【方法】 以新疆近年来筛选出的16份粳稻品种(系)为供试材料,研究不同粳稻品种外观与蒸煮食味品质的差异,采用相关性、主成分和聚类分析,综合评价不同粳稻品种(系)品质性状之间的差异。【结果】 供试16个粳稻品种(系)稻米品质性状差异较大,变异系数在1.5%~140.0%,其中糙米率变异系数最小为1.5%,垩白度变异系数最大为140.0%。垩白度与垩白率,糙米率与精米率均呈极显著正相关关系,新稻56号品质性状综合得分最高为2.233 7,新稻50号品质性状综合得分最低为-1.716 5。第Ⅲ类粳稻品种(系)品质较优,第Ⅱ类次之,第I类与优质稻米要求差距较大。【结论】 16个粳稻品种(系)中新稻56号品质最好,新稻50号品质最差,降低稻米垩白度和垩白率可以作为新疆粳稻品质改良的重点研究方向。     

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。