土壤性质对土壤–水稻系统中硒迁移的影响

采集浙江省北部水稻种植区成熟期水稻和对应的土壤样品,分析土壤中硒(Se)总量和7种形态Se的含量以及水稻根、茎、叶、谷各部位的Se含量。结果表明:研究区土壤Se平均含量0.344 mg/kg,达到中Se土壤水平,并且与土壤有机质含量呈显著正相关。7种Se形态中,强有机结合态和腐植酸结合态是主要的两种形态,占Se全量的75.92%;离子交换态、水溶态的含量在1.7%左右;碳酸盐结合态为3.2%。水稻根部富集了大部分的Se(73%),其各部位中Se含量随根、叶、茎、谷的顺序依次减少。将土壤按有机质和p H的大小进行分区分析后发现,当有机质含量小于25 g/kg时,土壤铁锰氧化物结合态Se与水稻根部Se呈显著正相关;当有机质含量大于35 g/kg时,土壤铁锰氧化物结合态Se与谷Se呈显著正相关;当p H7时,碳酸盐态Se与谷Se呈显著负相关。水溶态Se和离子交换态Se与水稻各部位Se含量之间并未呈现明显的相关性。水稻各器官Se含量受土壤p H、有机质含量、各形态Se含量等土壤性质的交互作用影响。     

不同调控措施对个旧矿区水稻土 As修复及水稻 As累积的影响

在大田试验条件下,研究了复合钝化剂A1(蛭石+硫酸亚铁),A2(纳米活性炭+硅钾钙镁肥)、A3(火山石+钙镁磷肥+有机肥)和B1(叶面硅肥)单一和联合7种不同的调控处理(A1、A2、A3、B1、A1B1、A2B1、A3B1)对云南省个旧矿区稻田As污染土壤的修复效应及对稻米As累积的影响。结果表明:添加土壤钝化剂后土壤pH值均有不同程度的升高;非专性吸附态和专性吸附态As含量均有不同程度的降低,联合调控处理效果优于单一处理;不同处理对水稻均有不同程度的增产效果,A1B1、A2B1、A3B1 3种联合调控处理后水稻产量分别增加28.0%、27.2%和29.7%,联合调控增产效果较单一好;不同处理水稻根系、茎叶、糙米中As含量和无机As含量都有不同的程度的降低,A2B1联合调控处理糙米中As含量和无机As含量分别降低60.3%和77.1%,效果较其它处理好;不同钝化剂处理下,根系到茎叶、茎叶到糙米、根系到糙米的转运系数都明显降低,A2B1联合调控处理效果较其它处理优。综上,采用土壤钝化-农艺联合调控措施,即基施蛭石和硫酸亚铁联合钝化剂,同时在水稻灌浆期和抽穗期喷施叶面硅肥(A2B1),能有效修复个旧矿区As污染土壤,有效降低糙米中As的含量和无机As含量,有效提高矿区稻米安全质量,该项技术可在As污染的农田推广应用。     

硒与黄腐酸组配对水稻镉吸收的影响

以Cd污染水稻土为研究对象,采用盆栽试验研究不同用量Se(0.5,1.0 mg/kg)与黄腐酸(0.6,1.2 g/kg)组配对水稻吸收积累镉的影响,并探讨其作用机理,以期为Cd污染稻田的安全利用提供科学依据。结果表明:单施Se可使土壤pH提高0.08～0.23个单位,土壤CaCl_2提取态Cd含量降低8.6%～20.9%,水稻地上部各器官Cd含量显著降低29.4%～39.5%,单施Se能有效降低水稻吸收Cd,并阻控Cd向地上部以及籽实中的转运。单施黄腐酸能显著降低土壤pH,但对土壤CaCl_2—Cd含量、水稻各器官Cd和Se含量(除低量黄腐酸处理叶片和糙米Cd含量外)及水稻各器官Cd的分配无显著影响。Se与黄腐酸组配对土壤pH的影响取决于二者的用量,黄腐酸与高量Se组配处理显著降低CaCl_2提取态Cd 16.5%～21.9%。Se与黄腐酸组配处理能显著减少水稻Cd的吸收及向地上部和籽粒的转运,更为有效地降低稻米Cd含量,高量Se与黄腐酸组配的2个处理与对照相比,稻米Cd含量分别降低38.1%和50.2%。总体来看,施Se能有效降低稻米Cd含量,而Se与黄腐酸配合施用降Cd效果更佳。     

硒对镉胁迫下寒地水稻镉含量与分配的影响

【目的】研究施硒对不同镉污染土壤上镉在水稻各器官中的分配及稻米中镉含量的影响,探讨通过施硒降低水稻镉吸收量及在稻米中分配的可行性。【方法】采用盆栽试验,以垦鉴稻6号为材料,研究添加不同浓度镉(0、2、4和8 mg/kg土壤)的条件下,施硒(0、0.07和0.14 mg/kg土壤)对水稻不同器官镉含量和镉分配的影响。成熟期整盆收获,分别测定叶片、叶鞘、茎秆、根系和糙米、精米镉含量、硒含量和干物重,计算镉积累量和分配比例。【结果】1)当土壤镉浓度在0 4 mg/kg时,水稻各营养器官和糙米、精米中镉含量随土壤镉浓度增高而显著增加,但当土壤中镉浓度4 mg/kg时,糙米和精米中镉含量增加不显著。未施硒(Se0)时,Cd2(4 mg/kg)和Cd3(8mg/kg)处理糙米中镉含量分别为0.221 mg/kg和0.234 mg/kg,分别是Cd0处理的15.8和16.7倍,均超过我国国家食品安全标准中稻米镉的限量(0.2 mg/kg),精米镉含量未超过国家食品安全规定的限量,Cd3处理精米中镉含量最高,为0.174 mg/kg。2)相同镉浓度下,随着硒浓度的增加,水稻各营养器官和糙米、精米的镉含量和镉积累量均显著下降,糙米和精米的镉含量均低于我国国家食品安全规定的稻米镉限量,且Se2(0.14 mg/kg)处理优于Se1(0.07 mg/kg)处理。其中Cd1(2 mg/kg)浓度时,Se2处理的精米镉含量下降幅度最大,比Se0降低31.5%(P0.01)。3)镉在各器官中的分配比例为根系茎鞘稻谷叶片。随着硒浓度的增加,镉在根系中的分配比例增加,在地上部的分配比例减少,在稻壳中的分配比例增加,在精米中的分配比例下降。在Cd1浓度时,根系镉分配比例范围为60.9%67.8%,稻谷镉分配比例为12.6%13.8%;Se2处理稻壳中镉分配比例比Se0增加5.2个百分点,而精米中镉分配比例则下降了6.2个百分点。4)相同镉浓度下,随着硒浓度的增加,植株各营养器官干物重均增加,Se2处理对干物重的影响优于Se1处理。Cd1、Cd2和Cd3浓度下,Se2处理比Se0处理稻谷干物重分别增加了6.4%(P0.01)、5.2%(P0.05)和11.3%(P0.01)。【结论】施硒可降低镉污染土壤上水稻各营养器官和糙米、精米的镉含量,并能显著降低精米中镉的分配比例,保证稻米的食用安全性,尤其在Cd加入量为2mg/kg土浓度下,施硒效果最显著,以施Se量为0.07 mg/kg处理的效果最好。     

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.     

硒高/低累积型水稻富硒特征的比较研究

通过盆栽试验分析硒高、低累积型水稻植株硒的吸收和分配规律、糙米中有机硒的累积特点及土壤有效硒的变化。结果表明:两个水稻品种各部分硒的分配规律完全一致,均为根茎叶糙米稻壳。水稻各部分的含硒量及糙米有机硒的含量均随土壤施硒水平增加而升高,且高累积水稻的含硒量显著高于低累积水稻(P0.05),在0、0.5、1.0和5.0 mg kg-1施硒水平下,前者分别为后者的6.7、1.9、2.1和1.6倍。糙米中有机硒的比例为64.7%~74.4%,不过,高、低累积型水稻糙米有机硒占全硒的比例之间并无显著性差异(P0.05)。土壤总硒及有效硒的含量随施硒量的增加也表现出逐步升高的趋势,但高、低累积型水稻土壤有效硒的比例均在5.5%~7.4%范围内,且两者之间无明显差异(P0.05)。除水稻基因型外,土壤有效硒的比例对水稻籽粒有机硒的累积也有一定影响。     

硅酸盐调控抑制水稻对富硒水稻土中Cd吸收

研究目的:通过水稻盆栽试验,探讨了海泡石(SP)、硅钙复合矿物(CS)和水溶性叶面硅肥(YS)3种硅酸盐不同复配处理对富Se水稻土中Cd的迁移和转运和Se的生物有效性的调控效果,以及对糙米中矿质元素吸收的影响。结果表明,海泡石(SP)、海泡石-硅钙复合矿物(SPC)和海泡石-硅钙复合矿物-水溶硅肥(SCY)处理水稻根际土pH值增加0.15～0.31个单位,使土壤Cd由可交换态向碳酸盐结合态和有机结合态转变,而土壤Se由残渣态向生物可利用态转变。与对照(CK)相比,SP、SPC和SCY处理水稻根际土CaCl2-Cd含量降低了19.5%～34.0%,而土壤有效态Se的含量增加了17.8%～36.8%。且SPC和SCY处理糙米中的Cd含量显著降低,比食品安全国家标准(0.2mg/kg)降低了25.0%～90.0%。各处理在降低糙米中Cd的同时,对糙米中Se含量和各矿质元素(Cu、Fe、Zn、Mg和Mn)无显著影响。该研究可为进一步利用SP有效修复富Se水稻土中Cd污染和提高土壤Se的生物有效性提供了有益途径。     

富硒与非富硒水稻品种对硒的吸收分配的差异及机理

采用盆栽试验方法研究了富Se与非富Se水稻(秀水48和丙9652)对土壤中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差异.结果表明:随着生长发育期的推进,水稻在拔节期对Se累积量骤增,从拔节期到灌浆期水稻Se的累积量占总Se累积量的65%-77%,说明这一段时期是水稻吸收Se的关键时期,水稻生命周期中吸收的Se大部分在这个时期完成.在水稻苗期,秀水48较高的Se吸收量是由于其根系对亚硒酸盐吸收能力较高.而在籽粒成熟期,两个品种生物量和Se吸收量没有差异,无论在低Se土壤还是加Se土壤上,秀水48籽粒Se含量都显著高于丙9652,这说明水稻对土壤Se的吸收是非恒定的,富Se水稻秀水48比非富Se水稻丙9652有较强的Se吸收能力和较强的Se转运能力,但是,Se在两个水稻品种的籽粒和其他器官中的分配差异是引起籽粒Se含量差异的一个重要原因.土壤不施Se时植株各器官Se含量顺序依次为根＞叶≈茎＞籽粒,Se易于向营养体富集,土壤施亚硒酸盐后植株各器官Se含量则为根＞籽粒＞叶＞茎,表现出Se向籽粒富集的特征.     

水分管理对复合污染稻田Pb、Cd和As迁移特性及稻米质量安全的影响

水稻种植管理过程中水分控制关系着稻米质量安全。本研究通过田间大区试验,研究了种植根部起垄(RR)、干湿交替(IF)、长期淹水(CF)和常规管理(CK)4种水分管理模式对土壤重金属Pb、Cd和As的迁移、转运特性及对水稻质量安全的影响。结果表明：RR模式可以显著降低土壤中Pb、Cd和As含量;CF模式可显著增加土壤中Pb、Cd和As的含量;IF和CK模式下土壤重金属含量变化不显著;水分管理RR、IF和CK模式对土壤As的活度影响不大,仅CF模式可以增强As的活度;重金属Cd较Pb和As易活化,CF和CK可以显著增强其的活性,RR和IF模式对Cd的活化影响较小;重金属Pb有效态活化与水分管理模式无关;RR、IF水分管理模式可显著降低水稻根部重金属Pb、Cd和As的含量;IF模式下根上茎的重金属含量均为最高,RR模式下根上茎As的含量显著低于其他水分管理模式;RR和IF水分管理模式可以显著降低糙米中重金属的含量,低于《食品安全国家标准食品中污染物限量标准》(GB 2762-2017)对Pb、Cd和As的限量值,保障了糙米质量安全。RR模式对土壤中重金属从根系到茎叶的转运能力较强,从根系到糙米...     

水稻对外源硒的吸收利用研究

硒是人体必需的微量营养元素,食物是人体硒的主要来源,外源硒调控是生产富硒农产品的重要手段之一。通过盆栽试验,研究外源硒添加条件下水稻对硒的吸收利用问题。结果表明,土壤添加外源硒为0.2~0.6 mg Se·kg~(-1)土的条件下,对水稻的生长性状没有显著影响,但能显著增加水稻各部位的全硒含量。硒在水稻体内各部位的含量大小关系为:稻根茎叶糙米精米谷壳;但在各主要部位的总累积大小为:茎叶糙米精米稻根谷壳。在自然土壤上硒相对更多地富集于水稻根系,而外源添加四价硒处理,水稻吸收的硒相对更容易转移至地上部位,甚至更容易在糙米和精米中富集。水稻植株对外源硒的吸收利用率为2.87%~3.75%,地上部和籽粒累积外源硒的量占添加外源硒总量分别为2.60%~3.45%和0.94%~1.32%。     

黔中地区水稻土的含硒量及其对糙米硒含量的影响

通过贵州开阳县水稻土硒含量特征和该区水稻硒含量之间关系的调查研究表明:开阳县水稻土水溶性硒含量高于一般水稻土水溶性硒的临界值(0.01μgg-1),这与该区的成土母质、地形等因素有关。富硒水稻土使水稻对硒的吸收增加,该县出产的稻米硒含量普遍比贵州省其它地区高,平均含硒量高于粮食硒的正常含量范围(0.04~0.07μgg-1)。水稻地上各部分含硒量存在差异,糠、秸秆中的含硒量高于糙米,糙米含硒量与土壤硒含量的相关性达极显著水平(r=0.7861*,P<0.05)。     

浔郁平原不同作物的硒富集特征及其影响因素

作物中的硒含量是影响食物链硒水平的关键因素。以浔郁平原土地质量地球化学评价项目中的农作物调查结果和多年定位试验结果为基础,探究不同作物对土壤硒的富集特征及其影响因素。结果表明:浔郁平原的覃塘、港南、桂平市和平南县等4个县(市、区)的水稻富硒率均高于86%。花生、黄豆、玉米和水稻的天然富硒率最高,富硒率依次为100%、100%、100%和89%。水稻根、茎、籽粒的生物富集系数依次下降,分别为0.663、0.130和0.108,水稻籽粒的生物富集系数远高于龙眼、荔枝和甘蔗。根系土与水稻籽粒硒含量的相关系数为0.660,远高于龙眼和荔枝。港南区作物硒与土壤pH相关系数为0.342,在碱性土壤中甘蔗茎的硒含量(0.012 1 mg/kg)最高,在酸性土壤中水稻的硒含量(0.0653mg/kg)最高。本研究中,以种子为可食部分的作物其天然富硒率较高,土壤硒含量和土壤酸碱性对水稻籽粒硒含量影响较大。     

紫云英对水稻硒累积特征和糙米硒含量的影响

通过对土壤含硒量、紫云英和外源硒对水稻硒累积特征和糙米硒含量的田间小区试验研究结果表明:作物含硒量直接受土壤全硒量的影响,紫云英对土壤硒的吸收量是糙米吸收量5.13～6.07倍。增施紫云英可显著提高糙米的含硒量,施入富硒紫云英糙米含硒量为0.0910mgkg-1;施入紫云英糙米含硒量为0.0501mgkg-1。紫云英的施用量以22500mghm-2为宜。喷施适宜用量的外源硒对水稻生育性状和产量影响较小,但可迅速显著提高糙米和秸秆的含硒量,其含硒量与喷施量成正比,使无机硒的含量提高。在普通紫云英下喷施以10mgkg-1亚硒酸钠为宜,在生长期后期喷施的效果为好,其中乳熟期喷施效果更好。紫云英对水稻产量有一定的增产作用,增产幅度为2.16%～4.39%。     

水网地区水稻土的含硒量及根外施硒对糙米硒含量的影响

本文通过对嘉善县平原水稻土硒含量特征和该区水稻硒含量之间关系的调查研究表明：（１）嘉善县平原水稻土,水溶态硒含量低于一般水稻土水溶态硒的临界值（０．０１０μｇ／ｇ）,这与该区的土壤母质、地形等因素相关;（２）低硒水稻土了水稻对硒的吸收积累,因此该县出产的稻米硒含量亦普遍较低,平均含硒量低于粮食硒的正常含量范围（０．０４０～０．０７０μｇ／ｇ）;（３）水稻地上各部分含硒量存在差异,糠、秸杆中的含硒量     

阻隔主要外源输入重金属对土壤-水稻系统中镉铅累积的影响

土壤-水稻系统中重金属输入输出调控对稻田污染防治和水稻安全生产具有重要意义。该文研究稻草移除、截断大气沉降、清洁水灌溉等调控措施对稻田土壤-水稻系统中重金属Cd和Pb的累积与运移特征的影响。结果表明,稻草移除、截断大气沉降和清洁水灌溉均能明显降低污染土壤中有效态重金属含量和水稻中重金属的累积量。与稻草还田对照处理相比,除种植早稻后的土壤有效态Pb含量外,稻草移除处理下土壤中有效态Cd、Pb含量均略有降低,且在该处理下,早稻糙米中Pb含量与晚稻糙米中Cd、Pb含量显著降低,降幅分别为3.6%、10.4%和32.4%;稻草移除+截断大气沉降处理下,土壤中有效态Cd、Pb含量均不同程度地下降,种植晚稻后的土壤有效态Pb含量显著降低,除早稻的根和糙米中Cd含量外,其余早晚稻水稻各部位Cd、Pb含量均显著降低,水稻根和茎叶Cd、Pb含量平均降幅分别为32.8%、36.8%和32.2%、24.8%,晚稻糙米Cd、Pb累积量分别显著降低66.3%和22.2%;稻草移除+清洁水灌溉处理下,种植早晚稻后的土壤有效态Cd、Pb含量平均下降幅度分别为11.7%和15.9%,早晚稻各部位Cd、Pb含量降低幅度较大,早晚稻根和茎叶Cd、Pb含量平均降幅分别为38.34%、30.35%和43.4%、13.2%,晚稻糙米中Cd、Pb累积量降幅分别为39.4%、67.2%。分析水稻地上部的Cd、Pb富集与转运系数表明,稻草移除结合截断大气沉降或清洁水灌溉等控源措施可显著降低Cd、Pb在水稻地上部位的富集系数,减少地上部位重金属的累积量。上述结果表明,采用稻草移除结合截断大气沉降或清洁水灌溉措施可进一步降低土壤中有效态Cd、Pb含量和水稻中Cd、Pb富集。因此,控制区域大气污染,净化农田灌溉水等控源措施,同时施行稻草移除等输出污染农田土壤中重金属等策略,可有效实现污染农田土壤安全利用和水稻安全生产。     

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。     

基于地理探测器的寻乌县土壤微量元素影响因子分析

为了对江西省赣州市寻乌县土壤硼(B)、硒(Se)、锰(Mn)、铜(Cu)4种微量元素的空间分布特征进行探究,同时分析影响其分布的因子,基于寻乌县2018年采集的572个表层土壤(0 ~ 20 cm)样点数据,采用描述性统计分析、相关性分析、地统计分析、地理探测器等方法进行分析。结果表明,根据《土地质量地球化学评价规范》划分标准,寻乌县4种微量元素中,土壤全量Se含量处于适中或较高的水平,不存在缺乏和过剩的情况,而土壤全量B、Mn和Cu含量处于较缺乏或缺乏的水平;由半方差函数分析的结果来看,B、Se、Mn、Cu的块金效应依次为11.82%、35.27%、49.75%和17.46%,表明4种微量元素中,B和Cu表现出较强的空间变异程度,而Se和Mn则为中等程度的空间变异。地理探测器的结果表明,重金属元素砷(As)含量、高程、土壤亚类和土属、成土母质对4种微量元素均有显著影响(P<0.05),其中As含量和土属对4种微量元素的解释能力较强,是影响寻乌县4种微量元素的主要因子;土壤重金属元素As含量、土地利用类型、植被覆盖度、植被类型以及土属、成土母质等成土因子均与坡度、坡向等地形因子有着非线性增强的交互作用。本研究结果为调节寻乌县土壤微量元素含量提供了理论支撑。     

Effect of foliar application of zinc, selenium, and iron fertilizers on nutrients concentration and yield of rice grain in China

Zn, Se, and Fe levels in 65 Chinese rice samples were investigated, and the results indicated that these micronutrients contents of rice products from different location varied considerably. The mean contents of Zn, Se and Fe in these rice samples were 21.5+/-1.8, 0.020+/-0.012, and 12.4+/-4.3 mg kg(-1), respectively, which were too low to meet the micronutrient demands for the population feeding on the rice as staple. A field orthogonal experiment L9 (3(4)) was conducted on rice cultivar Wuyunjing 7, to evaluate the effect of Zn, Se, and Fe foliar fertilization on the concentration of these micronutrients, yield, and protein and ash content of rice grain. The results indicated that Zn and Se were the main variables influencing the Zn, Se, and Fe content of rice, and the optimal combination of fertilization for enhancing these micronutrients was 0.90 kg ha(-1) Zn, 0.015 kg ha(-1) Se, and 0.90 kg ha(-1) Fe. Under the optimal application condition, Zn, Se, and Fe content of rice could be significantly increased by 36.7%, 194.1%, and 37.1%, respectively, compared with the control, without affecting grain yield and protein and ash content of rice products. Moreover, in the confirmation experiment on rice cultivar Ninggeng 1, the optimal fertilization could increase the Zn, Se, and Fe content of rice up to 17.4, 0.123, and 14.2 mg kg(-1), respectively.     

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...