水稻不同品种在海南富硒土壤中硒的吸收和分配机理

利用盆栽研究了5个水稻品种在两种不同的富硒土壤中Se吸收累积的生育期动态变化和Se在水稻植株不同部位的分配机理.结果表明,随着生长发育期的推进,水稻在孕穗期对Se含量和累积量同时骤增,从苗期到孕穗期水稻Se的累积量占总Se累积量的45.5%～67%,同时Se含量也达到最高,说明这一段时期是水稻吸收Se的关键时期;在富硒土壤1中水稻各器官Se含量都显著大于相应土壤2中水稻各器官,水稻各器官Se含量顺序依次为根>叶>茎>籽粒,Se易向营养体富集;5个水稻品种中只有杂交稻在土壤1中生长正常;3个常规水稻中旱14、2004-95、稻翅品种在土壤2中的SOD、POD酶活性比土壤1中呈明显减小趋势,但杂交稻特优10 SOD酶活性变化相反,其POD酶活性变化的幅度也最小;在土壤2中5个水稻品种生长都正常,杂交稻的平均硒含量最低,但累积量最高.     

喷施硒肥对富硒土壤水稻产量、品质及硒分配的影响

通过富硒土壤(土壤硒含量1.0 mg/kg左右)大田试验,在水稻灌浆期(花后6和12 d)进行不同浓度(CK:0 g/hm²、T1:20 g/hm²、T2:40 g/hm²、T3:60 g/hm²、T4:80 g/hm²、T5:100 g/hm²、T6:120 g/hm²)有机富硒液体肥(有机硒≥6.0 g/L)叶面喷施,探讨植株地上部硒含量与分配特点,并分析产量和品质的变化情况。结果表明:硒肥喷施对水稻株高、穗长、枝梗数、有效穗数和每穗粒数均无显著影响(P>0.05),但对结实率、千粒重和实际产量却有明显的促进作用,浓度过高(120 g/hm²)则促进作用有所减弱,其中硒肥喷施浓度与产量间的相关性达到了显著水平(R=0.7850,P<0.05)。随着硒肥喷施浓度的提高,不同组织部位硒含量均显著线性增加(P<0.01),相关系数达到0.9以上。其中CK处理大米硒含量为0.32 mg/kg,虽已超过《富硒稻谷》标准(0.04～0.30 mg/kg),但可保证大米硒日摄入量在日膳食硒供给适宜范围(50～250 μg/d,以每天食用400 g大米计);喷施浓度为120 g/hm²时大米硒日摄入量为276 μg(以每天食用400 g大米计),超出了日膳食硒供给适宜范围。喷硒使得硒累积在茎鞘、叶片和穗轴+枝梗中的比例有增加趋势,而精米、米糠和颖壳中的硒含量占比则有所降低。不同硒肥喷施浓度显著降低稻米垩白粒率(P<0.05),提高整精米率和垩白度(P<0.05),对糙米率、精米率和长宽比无明显影响(P>0.05);同时降低稻米蛋白质含量,使得胶稠度变长,直链淀粉含量和碱消值则无显著变化(P>0.05)。综合来看,硒肥施用浓度为100 g/hm²时,可显著促进成熟期干物质积累,增加旗叶叶绿素含量,延缓剑叶衰老,提高收获指数,促进增产;提高植株地上部硒含量,确保大米硒日摄入量在适宜范围;改善稻米加工品质、外观品质和蒸煮食味品质。     

不同富硒酵母对水稻硒吸收分配和品质的影响

硒是维持动物和植物生物学功能的必需营养元素,富硒肥料被广泛用于提升大米中硒水平的积累.针对硒元素缺乏导致水稻产量和品质降低的问题,采用田间试验研究科学配比而成的含有富硒酵母和破壁型富硒酵母对寒地水稻生长性状、产量、硒含量、稻米品质的影响.分别采用4个水平的富硒酵母和破壁型富硒酵母材料在水稻扬花期和灌浆期对叶面喷施,分别...     

富硒和非富硒水稻品种苗期硒吸收和转运差异

利用水培试验研究了富Se和非富Se水稻品种苗期Se吸收和转运差异。结果表明:不同供Se水平,富Se水稻品种根系Se吸收速率和茎叶Se含量明显高于非富Se品种,而两类品种间根部Se含量无明显差异。低Se水平下(20μg/L),富Se品种茎叶/根Se总量比明显高于非富Se品种。可见Se吸收转运差异可能是引起两类水稻品种稻米Se含量差异的主要原因。     

海南富硒地区水稻富硒品种的筛选

硒是环境中重要的生命元素,对人和动物的健康有重大的影响.在海南儋州地区,针对不同的水稻(O-ryza sativa)品种进行了田间试验调查.结果表明,不同的水稻品种糙米中硒含量变幅为0.100～1.256 mg·kg-1,平均含量为0.378 mg·kg-1,高于全国的平均水平(0.025±0.011)mg·kg-1.不同水稻品种成熟期糙米、谷壳、茎秆的硒含量大小顺序为谷壳>糙米>茎秆;不同基因型水稻品种成熟期糙米、谷壳、茎秆硒含量差异很大,不同品种具有不同的富硒能力;经过数据分析后得到了3个天然含硒量较高的品种.     

黑麦草对硒的吸收、分配与累积

用营养液培养方法研究了黑麦草(Lolium.multiflorum,Lamaubada)对硒的吸收、分配和累积特征以及硒对黑麦草生物量的影响,以探讨黑麦草对硒的吸收和利用规律。结果表明,不同SeO32--Se浓度处理的黑麦草在不同生育期的硒含量大小顺序均表现为分蘗期拔节期抽穗期苗期,且其差异在低硒浓度([Se4+]0.05.mg／L)时表现不明显,在非中毒范围内,黑麦草体内含硒量随供硒水平的提高而增加。在不同硒浓度处理中,黑麦草不同器官的硒含量大小顺序均为根叶茎,黑麦草吸收的SeO32--Se大部分在根部累积,少部分转移到茎与叶中,SeR／SeL3,SeR／Ses4。当营养液中加入低浓度硒([Se4+]=0-0.1.mg／L)时促进了黑麦草的生长,其生物量随外源硒浓度的增大而增加;高浓度硒([Se4+]1.0.mg／L)时抑制黑麦草的生长甚至引起中毒死亡。抽穗期黑麦草对硒的阶段累积率最大,达40.42％。     

两个水稻品种富硒特性比较研究

以前期田间试验筛选出的富硒能力较强的水稻品种捷丰优629和谷丰优8312为材料,采集硒含量不同的稻田土壤,通过盆栽试验进一步研究了两个水稻品种对土壤硒的吸收、分配及其糙米和精米中无机硒与有机硒含量的组成特点。结果表明:两个水稻品种植株的硒累积量、糙米和精米的硒含量与有机硒含量都是高硒土壤极显著高于低硒土壤,表明高硒土壤有利于稻米硒的累积与有机硒的合成,因此生产优质富硒大米最好选择硒含量较高的稻田土壤。无论在高硒土壤还是低硒土壤上,捷丰优629植株中硒累积量和籽粒中硒累积量与谷丰优8312的差异都不显著,但捷丰优629的糙米和精米中硒含量以及有机硒含量都极显著高于谷丰优8312,表明捷丰优629吸收的硒易分配到可食用部位(糙米和精米),而且其无机硒向有机硒的转化能力较强,因此综合比较来看捷丰优629富硒特性优于谷丰优8312。     

叶面硒肥对春小麦的富硒效应及硒素吸收分配的影响

采用田间试验法,研究了不同浓度及不同时期喷施叶面硒肥对春小麦硒素吸收、转化分配规律及硒肥利用率的影响。结果表明:(1)在拔节期和孕穗期2次喷施10~20 mg/kg或孕穗期1次喷施40~50 mg/kg的亚硒酸钠溶液,都能使春小麦达到富硒标准。(2)在拔节、孕穗、乳熟期喷施40 mg/kg亚硒酸钠溶液都能使籽粒中的硒素含量达到富硒标准,孕穗至乳熟期为最佳喷施时期。(3)在生育进程中,全株硒素含量在0.062~0.187 mg/kg之间变化,平均0.086 mg/kg。叶面硒肥能显著提高各器官硒素含量,且富集效应顺序是叶籽粒颖壳茎。(4)全株硒素吸收量和吸收速率动态变化可分别用一元三次方程式和一元二次方程式定量表达。孕穗期喷施40 mg/kg亚硒酸钠溶液时,全株硒素最快吸收速率为0.030 5μg/(d·株),与对照相比,提高了9.5倍,出现时间提前4 d。     

水稻品种间吸收和转运硒特性差异机制研究

采用溶液培养试验比较了富硒水稻与非富硒水稻对硒的吸收和运输特征,期望揭示富硒水稻秀水48和非富硒水稻丙9652籽粒硒累积差异部分生理机制。结果表明,两品种水稻根部对硒吸收的Km值差异不大,但富硒水稻秀水48的Vmax是非富硒水稻的1.57倍,两品种水稻根系对硒的共质体吸收皆受载体调控。硒吸收时间动力学试验证实秀水48茎中硒的浓度和含量在各个处理时间段均要高于丙9652,富硒水稻秀水48的木质部汁液中硒的浓度大约是非富硒水稻丙9652的2倍,在相等蒸腾速率的条件下,秀水48地上部硒含量显著高于丙9652,说明两品种水稻向地上部转运硒的能力差异显著,秀水48更易将根中的硒转运到地上部,高效的转运体系是富硒品种地上部硒含量高的关键所在。富硒水稻具备很强的向地上部转运硒的能力,部分原因在于其根部木质部对硒的装载能力较强。     

不同形态硒向水稻籽粒转运途径及品种差异

硒是人体必需微量元素,提高水稻籽粒硒含量对改善人体膳食硒营养有重要意义。以富硒水稻品种(Oryza sativa L.)秀水48和非富硒品种S.Andrea为材料,在灌浆期分别供应离体穗亚硒酸盐、硒酸盐、硒代蛋氨酸(SeMet)和硒甲基硒代半胱氨酸(SeMeSeCys),探讨两品种水稻在灌浆期向籽粒转运不同形态硒的品种差异及转运途径。结果表明:水稻体内有机硒主要通过韧皮部转运至籽粒,硒酸钠可能通过木质部和韧皮部共同转运至剑叶,而亚硒酸钠主要通过木质部转运至剑叶。秀水48从茎至籽粒转运硒酸盐和硒代蛋氨酸能力显著强于S.Andrea,并且富硒水稻秀水48从剑叶至籽粒转运有机硒(硒代蛋氨酸)能力显著高于S.Andrea。与非富硒水稻相比较,富硒水稻能通过茎和剑叶向籽粒转运较多的硒,这可能是引起水稻籽粒硒含量差异的直接原因。     

不同供硒水平对水稻硒的吸收和累积特性研究

以"南粳9108"为材料,在巢湖流域研究田间条件下不同供硒水平(Se0、20、40和60 g/hm2)以及等量硒肥二次施用对水稻产量和硒吸收、累积、转运及分配的影响.结果表明:一次性施用不同浓度硒肥对水稻有增产作用,但是增产效果甚微;施用硒肥能够显著促进水稻茎、叶和穗的硒含量,但随着时间的推移,茎、叶和穗的含硒量均出现...     

水稻不同生育期对硒的吸收、转运及累积规律

采用大田试验,研究土壤施用含硒肥料后水稻中硒的积累和分布的动态变化。结果表明:在水稻不同器官中硒的积累量与含硒肥料施用量呈正相关,相关系数达到0.98以上。水稻成熟期,硒施用量30 kg/hm2和120 kg/hm2处理全株硒浓度分别比对照处理提高了98.9%和313.7%。不同生育期,水稻各个器官中硒含量及累积量不同,水稻硒的生物富集高峰期表现在孕穗期,叶与水稻穗部吸收累积硒有着密切关系。水稻成熟期整个植株中硒的累积量为茎叶精米根颖壳。在整个水稻生育期硒有一定的运转累积规律:水稻分蘖期时,硒从根、茎流向叶片;孕穗期再由叶流向茎;灌浆期又从根运转到叶和穗中;最后成熟期叶中的硒流向穗。苗期施用含硒肥料是一条提高水稻硒含量的有效农艺措施。     

水稻不同生育期对硒吸收累积及铁膜的吸附特性

采用盆栽试验方法,研究不同生育期水稻各部位对硒的吸收累积及根表铁膜对水稻吸收积累硒的影响机制。结果表明:水稻营养器官生物量在拔节期积累最快,不同时期营养器官中硒含量不同,根中的硒在拔节期达到最大,根和茎中的硒在灌浆期和成熟期被转运至其他部位。水稻各组织中约50%的硒在拔节期和孕穗期被吸收,小穗吸收总硒的47.22%且是在孕穗期完成的,说明这两个时期对于水稻硒吸收累积非常关键。铁膜中硒占总硒的比例在幼苗期高达73.63%,是同时期茎中硒所占比例的4.87倍。随着生育期的推进,铁膜中硒所占比例显著递减,在成熟期降低至20.02%,同时期茎中硒占总硒的比例为65.42%。这表明,根表铁膜在水稻整个生长周期内通过吸附作用使其表面能够富集一定量的硒,在水稻生育后期,当土壤溶液中硒含量较少时,根表铁膜可能会作为一个硒源,吸附在根表铁膜中的硒重新被水稻所利用,铁膜在水稻硒吸收转运的过程中扮演了"缓冲器"的角色。明确不同生育期根表铁膜对水稻硒累积特性,在生产管理中可在不同生育期采取措施提高稻田硒生物有效性,从而为进一步提高农产品中硒含量提供科学依据。     

不同水稻品种对五氯酚钠的吸收累积特征研究

五氯酚钠（PCP-Na）作为典型的氯代有机污染物,结构稳定难以降解且具有生物积累性,因而对环境生态系统及人体健康具有潜在风险。然而目前典型农作物对PCP-Na的吸收迁移及代谢特征的研究还不足。本研究采用温室水培实验,研究了15种水稻品种对PCP-Na的吸收差异,进而明确水稻对其体内PCP-Na的代谢能力。结果表明,水培浓度显著影响水稻对PCP-Na的吸收行为,且在胁迫的1-2天内水稻根部的PCP-Na累积浓度达到最大值。粳稻、籼稻、杂交稻品种的根部累积浓度分别为399-603、199-315、186-271 mg/kg;茎叶累积浓度分别为6.3-10.8、2.1-8.3、2.5-3.2 mg/kg。扬粳687号（粳稻）、农香24号（籼稻）、泰两优217号（杂交稻）是PCP-Na耐受性最强的三大水稻品种。研究还发现,水稻本体对PCP-Na具有较强的降解能力,水稻根部的PCP-Na在14天内从355下降至2.6mg/kg,茎叶内的PCP-Na在11天内从14.6下降至0.1 mg/kg。本研究有助于理解水稻对PCP-Na的吸收累积特征和降解能力,同时对水稻的安全生产和耐性育种提供一定的依据。     

Uptake and Accumulation Characteristics of Arsenic and Iron Plaque in Rice at Different Growth Stages

Arsenic (As) uptake by rice plants and its toxicity to human beings have caused worldwide concerns. Investigating the characteristics of As accumulation in rice in relation to root surface iron plaque during the whole growth of rice would provide important information for devising measures to mitigate rice As uptake in As-polluted areas. Uptake and accumulation characteristics of As in rice at different growth stages as well as iron plaque on rice root surfaces were investigated in a pot culture experiment in a greenhouse. The results showed that As concentrations in roots, stems, and leaves increased with rice growth, while As concentration in spikelets decreased with grain development: 53.63% of As content in leaves, 61.51% in spikelets, and 82.09% in stems were found at both the jointing and booting stages, which suggested that the two stages were the key stages of As uptake. Root surface iron plaque at different growth stages was extracted by DCB (dithionite-citrate-bicarbonate). DCB-extractable iron (Fe) and DCB-extractable As were significantly increased with rice growth (P < 0.001), and there was a significant positive correlation between DCB-extractable Fe and As (P < 0.001), indicating that iron plaque was very important to sequester As on rice root surfaces.     

硒肥对水稻生长及其重金属累积的影响

以大田水稻作为研究对象,分析了不同硒肥量对水稻生长特性及重金属(砷、铬、镉、铅)累积的影响,探讨了通过施硒降低重金属在水稻可食部分含量的可行性。结果发现:施用不同量硒肥(30、60和120 kg/hm2)对水稻分蘖数、株高、单株干物重和产量有促进作用,但差异不显著。施用120 kg/hm2硒肥显著增加了大米中的总硒、无机硒及有机硒的含量,并使有机硒比例增加了16.6%。施用120 kg/hm2硒肥有效抑制了水稻穗部铬和镉的累积量(53%和45%),而对铅无明显抑制作用。施用硒肥促进了硒向精米、糠中转移,同时有效降低了精米中镉、铬、铅的累积量。     

不同生育期水稻对Cd、Pb的吸收累积特征及品种差异

在盆栽条件下研究了污染土壤水稻不同生育期对Cd、Pb的吸收累积特征及品种差异,结果表明,8个供试品种各器官Cd、Pb含量均表现为分蘖期>成熟期>抽穗期。抽穗期根系和茎叶Cd平均含量分别较分蘖期降低了12.7%和21.6%,较成熟期降低了5.5%和9.5%;抽穗期根系和茎叶Pb平均含量分别较分蘖期降低了24.2%和39.8%,较成熟期降低了11.6%和16.7%。水稻不同生育期Cd、Pb含量的相关性及Cd、Pb在不同器官中迁移的难易程度均与品种密切相关。综合分析认为,分蘖和成熟期为水稻吸收累积Cd、Pb的两个关键时期,针对该时期采取有效措施控制土壤中重金属活性对于降低水稻籽粒Cd、Pb的累积具有重要意义。     

不同大豆品种积累硒的特性及基因型差异

田间试验结果表明 ,在低硒土壤上 ,施硒极显著提高植株、子粒中的积硒量 ,增加幅度植株为夏大豆 秋大豆 春大豆 ,子粒为秋大豆 夏秋大豆 春大豆 ;并筛选出富集硒能力强的品种 10份。在富硒土壤上种植的不同春大豆品种 ,植株、子粒硒积累量也存在显著差异。在不同硒浓度条件下 ,同一大豆品种各生育阶段硒积累量存在差异 ,其大小顺序为成熟期 花期 苗期。施硒浓度以 1 0mg/L单株积累量最高     

大气CO2浓度和温度升高对水稻植株碳氮吸收及分配的影响

气候变化会对作物生长及养分吸收利用产生显著影响。本研究利用开放式气候变化野外试验平台,研究大气CO2浓度和温度升高对不同生育期水稻植株C、N含量,积累量和分配的影响。试验平台的小区处理有大气CO2浓度升高(500μmol/mol)、温度升高(+2℃)和大气CO2浓度和温度同时升高处理。结果表明:1大气CO2浓度升高显著增加了水稻植株中C含量,C、N积累量及水稻茎鞘中C、N分配;显著降低了水稻植株中N含量及穗中C、N的分配;2温度升高显著增加了拔节期和成熟期水稻叶片中C含量及各生育期水稻植株中N含量,拔节期植株中N积累量及成熟期茎鞘和叶片中C、N分配;显著降低了开花期和成熟期稻穗中C含量,开花期和灌浆期水稻植株中C积累量,成熟期水稻植株中N积累量,开花和灌浆期茎鞘中C素分配及成熟期穗中C、N分配;3大气CO2浓度和温度同时升高显著增加了灌浆期水稻植株中C含量及成熟期茎鞘中C、N分配并降低了叶片中N的含量和穗中C、N的分配,而C、N积累量则无显著变化。     

水分管理对水稻籽粒硒积累及根际土壤细菌群落多样性的影响

采用盆栽试验方法,研究不同水分管理方式对水稻根际土壤硒组分、籽粒硒积累以及根际土壤细菌群落多样性的影响。结果表明：在水稻的各生育期,好氧和干湿交替较淹水灌溉一定程度上提高了土壤pH和氧化还原电位（Eh）,土壤可溶性和可交换态硒含量增加,从而提高了土壤硒的有效性。水稻成熟后,不同部位的含硒量由高到低依次为根（1.38~2.22 mg·kg^-1）、叶（0.55~0.85 mg·kg^-1）、茎（0.53~0.61 mg·kg^-1）和籽粒（0.15~0.53 mg·kg^-1）。水稻籽粒含硒量以干湿交替灌溉最高,淹水灌溉最低,二者含硒量差异达显著水平。干湿交替灌溉的水稻产量显著高于常规淹水灌溉,且较淹水灌溉提高了7.83%,较好氧灌溉提高13.51%。水稻根际土壤优势菌为变形菌门、绿弯菌门、拟杆菌门、酸杆菌门、Patescibacteria和芽单胞菌门,变形菌门是不同水分管理方式下水稻根际土壤中丰度最高的细菌,水分管理措施显著影响其丰富度,干湿交替和好氧灌溉中变形菌门的丰富度明显高于淹水灌溉。从纲水平看,Gammaproteobacteria的丰度与土壤有效硒含量呈正相关,故Gammaproteobacteria丰度的增加可能是土壤硒生物有效性增加的另一个重要原因。综上,干湿交替灌溉不但能提高水稻产量和稻米硒含量,且较正常淹水管理节约用水,在水稻生产中,是一种优先推荐的水分管理方法。