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。     

矿物调理剂对稻田土壤镉形态和水稻镉吸收的影响

【目的】探索施用调理剂对稻田土壤镉形态和水稻镉吸收的影响,为调理剂的田间应用提供指导。【方法】选取一种碱性矿物源复合材料作为供试调理剂,采用水稻盆栽试验动态取样方法,研究调理剂对不同生育时期稻田土壤镉形态及镉在植株体内迁移的影响。【结果】矿物调理剂有效提高土壤pH,降低土壤有效态镉（DTPA-Cd）含量,促进土壤镉的可利用态持续向难利用态或残渣态转化。矿物调理剂显著降低水稻根系、茎叶、谷壳和糙米镉含量,且其用量分别与水稻根系、茎叶、谷壳、糙米镉含量呈显著负相关。水稻各部位镉含量与土壤DTPA-Cd、返青期土壤可交换态镉和孕穗期土壤可交换态镉呈极显著正相关,与返青期土壤可氧化态镉和孕穗期土壤可还原态镉呈极显著负相关。不同生育时期水稻根系和茎叶中镉含量的显著不同,对照处理（CK）不同生育时期根系镉含量的大小顺序为：成熟期≈返青期＞拔节期＞分蘖期＞孕穗期;茎叶镉含量的大小顺序为：返青期＞成熟期＞分蘖期＞拔节期＞孕穗期;成熟期时,与对照相比,矿物调理剂对水稻根系、茎叶、谷壳和糙米镉含量的最大降幅依次为92.0%、94.1%、86.3%、80.6%;当调理剂用量达到5 g·kg^-1土时,糙米镉含量低于食品安全国家标准（0.2 mg·kg^-1）。水稻各部位镉含量顺序为根系＞＞茎叶＞＞糙米＞谷壳。由不同生育时期镉从根系向茎叶的转运系数可知,矿物调理剂对水稻生育前期镉的阻控效果优于生育后期。【结论】该调理剂可促进土壤中高活性镉向低活性转化,抑制水稻各器官对镉的吸收富集。     

三叶草对重金属镉的富集特性研究

研究了不同质量浓度镉胁迫下三叶草对重金属的富集特性.结果表明,在试验所设定的镉质量浓度范围内,三叶草的根、茎、叶各部均未出现明显的镉毒害症状,说明三叶草对镉胁迫有一定的耐受性.在不同质量浓度镉胁迫下,三叶草根、茎、叶各部的镉含量均出现了不同程度的变化,不论是地上部分或是地下部分,其富集系数均随着镉质量浓度的增加呈现下降...     

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。     

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...     

重金属铅、镉在白榆中分布规律和累积特性研究

研究了重金属铅、镉在白榆中分布和积累,了解其对重金属镉、铅的耐性和抗性,为重金属严重污染地区的造林提供技术依据。通过盆栽试验,探讨了白榆在铅、镉单一及复合处理条件下,对铅、镉元素的吸收累积特性。结果表明:在铅、镉单一及复合处理下,铅、镉元素在白榆各器官中分布规律均表现为:根>茎>叶;在铅、镉单一处理下,转运系数均随处理浓度增加而降低;铅、镉在其地上部分、地下部分的富集系数随处理浓度增加而呈先增后减的趋势;在复合污染下,镉对叶、茎累积铅具有协同作用,对根累积铅无明显影响,铅对根、茎、叶累积镉具有拮抗作用。白榆对铅、镉元素不符合超富集植物条件,但对铅、镉元素表现出一种耐性,因此,白榆适用于铅、镉污染区的种植和绿化。     

内蒙古钱家店铀矿区土壤-植物中重金属元素迁移富集特征

为探究内蒙古钱家店铀矿区铀（U）及其相关元素在农田土壤（风沙土）和植物之间的迁移富集规律,以该铀矿区农田土壤和植物为研究对象,系统采集了结缕草、高粱、花生、玉米、柳树和杨树的根、茎、叶及其根际土样品,分析了U、砷（As）、镉（Cd）、钴（Co）、铬（Cr）、铜（Cu）、锰（Mn）、钼（Mo）、镍（Ni）、铅（Pb）、锑（Sb）、钍（Th）、锌（Zn）共13种元素的含量以及各元素在土壤-植物中的生物富集系数及转运系数。结果表明：1）钱家店铀矿区风沙土中重金属元素含量较低,浓集系数多低于1,U与其他元素呈显著正相关;2）结缕草及其根际土中重金属元素含量较其他植物偏高;3）植物对重金属元素的吸收具有选择性,杨树对Cd富集作用最强,结缕草、花生、柳树可分别富集Cu、Mo、Zn;4）各器官对重金属元素的吸收作用大致表现为叶片>根系>茎秆。整体而言,该研究区风沙土中重金属元素含量较低,各植物对土壤中Cd和Zn的选择性吸收能力较强,且对重金属元素有较强的耐受性;结缕草、高粱和花生可作为该矿区开采后生态修复的备选植物。     

镉污染下镉低累积水稻筛选及其吸收积累特征

试验选取当地种植的3种水稻(甬优17、黄华占、湘早籼),通过盆栽实验,在不同程度(0.51、0.81、1.87 mg·kg^-1)的镉污染处理下,比较不同品种水稻籽粒对Cd元素累积的差异及其转运特征,筛选出适合当地种植的Cd低积累水稻品种。结果表明,甬优17的产量高于其他两个品种水稻,在低Cd含量土壤中,产量为10 345.5 kg·hm^-2,分别是黄华占和湘早籼产量的1.08和1.14倍。甬优17品种籽粒中Cd含量为0.51 mg·kg^-1,分别比黄华占和湘早籼籽粒中Cd含量低53.98%、42.22%,并且其秸秆向稻米的转运系数较低。综合分析,甬优17对重金属Cd的吸收转运能力较弱,且具有良好的生长状况,为适宜浙江省义乌市受污染耕地种植的品种。     

镉在小麦各部位的富集和转运及籽粒镉含量的预测模型

以全国小麦产区的14种土壤为材料,采用盆栽试验方法研究了小麦在对照、Cd处理(0.6 mg·kg-1 p H7.5,1.2 mg·kg-1 p H7.5)条件下,Cd在小麦各部位的含量及其富集和转运。结果表明:对于两组Cd处理而言,Cd在小麦中的分布趋势均为根茎籽粒,而且各部位的Cd含量相互间均显著性相关(Cd处理的籽粒与根除外)。14种土壤种植下,小麦根、茎、籽粒的Cd含量范围分别为:0.11~2.18、0.04~0.75、0.004~0.08 mg·kg-1(对照);3.14~12.04、0.18~0.94、0.09~0.43 mg·kg-1(Cd处理)。14种土壤中根-土的Cd富集系数范围为0.59~13.69(对照)、2.98~14.86(Cd处理);茎-根、籽粒-根的转运系数范围为:0.22~1.60、0.02~0.14(对照);0.04~0.13、0.01~0.06(Cd处理)。小麦籽粒Cd含量与土壤理化性质的相关性分析及预测方程显示,无论土壤是否受Cd污染,籽粒Cd含量与土壤p H均呈极显著性负相关,相关性系数分别为-0.828(对照)、-0.841(Cd处理),p H是影响籽粒吸收Cd的首要土壤因素,有机碳(OC)含量则为第二因素,籽粒Cd含量预测方程拟合效果良好(对照R2=0.84;Cd处理R2=0.93)。     

蚯蚓粪对镉在土壤-水稻系统中迁移转化影响

为降低稻米中镉(Cd)含量,探究了牛粪源蚯蚓粪对水稻不同时期Cd吸收积累的影响。选取中性水稻土,采用盆栽试验,对牛粪源蚯蚓粪添加下水稻生长过程中土壤氧化还原电位(Eh)、pH和土壤Cd形态的变化规律及水稻重金属Cd积累量进行测定分析。结果表明:相较于对照(不添加蚯蚓粪),施加蚯蚓粪使水稻土壤Eh显著降低,显著降低水稻分蘖期土壤pH值,进入抽穗扬花期后无显著影响;蚯蚓粪的添加改变了土壤Cd的赋存形态,在分蘖期除低添加量6.3 g C·kg~(-1)土外均显著降低环境活性态Cd含量,且添加量越大降幅越大,在水稻抽穗扬花期仅高添加量41.3 g C·kg~(-1)土有显著降低效果,在完熟期各处理组均显著降低其含量;施加蚯蚓粪能显著降低水稻糙米中Cd的含量,蚯蚓粪施用量6.3 g C·kg~(-1)土下糙米Cd含量降低48.08%,施用量达16.3 g C·kg~(-1)土时糙米Cd含量降至0.157 mg·kg~(-1),符合国家稻米Cd控制标准,继续增加施用量后糙米Cd含量无显著差异。对于水稻植株,蚯蚓粪在41.3 g C·kg~(-1)土下可显著降低全生育期各部位Cd含量,除抽穗扬花期茎部无明显规律外,其余各时期水稻根、茎及叶Cd含量均表现为蚯蚓粪添加量越大降低效果越明显。研究表明,蚯蚓粪在全生育期可通过降低土壤Eh影响土壤可交换态Cd含量从而降低水稻对Cd的吸收量。     

叶面喷施褪黑素对镉胁迫下豌豆生长及镉含量的影响

为探明褪黑素对植物镉胁迫的影响,以中豌6号为试验材料,开展了镉胁迫下叶面喷施褪黑素对豌豆生长、光合特性、抗氧化酶活性、镉吸收及转移的影响研究。结果表明,镉胁迫显著抑制豌豆的生长,叶面喷施褪黑素可以显著缓解镉胁迫的伤害,促进豌豆生长,增加SPAD值、改善光合性能,提高抗氧化酶活性,并且显著降低豌豆幼苗不同部位的镉含量。与无镉胁迫、不喷褪黑素相比,喷施褪黑素Cd生物富集系数和转运系数分别降低37.50%和16.89%。叶面喷施褪黑素可以降低豌豆幼苗的镉吸收,缓解镉胁迫的伤害。     

镉和锌在水稻中的富集特征及其产地土壤安全临界值

为减轻重金属镉和锌对水稻种植的危害,通过水稻盆栽试验,添加不同浓度镉、锌,分析水稻各部位镉、锌的富集特征,探讨镉、锌的产地土壤安全临界值。结果表明,水稻根部对镉、锌的富集能力最强,谷壳富集能力最弱,水稻糙米中镉、锌的产地土壤安全临界值分别为0.805、277.8 mg/kg。     

苎麻种质资源镉富集能力基因型差异研究

苎麻是我国重要的纤维作物之一,是非常有前景的重金属镉污染土地修复植物。为进一步评价和鉴定苎麻种质镉富集的特性,筛选出优异的高镉富集能力苎麻种质,对农田镉污染条件下种植的269份苎麻种质资源的镉富集能力进行了研究。结果表明,269份苎麻种质资源镉积累量、富集系数和转运系数均存在显著差异,其变异系数分别为31.10%、20.19%和19.59%。57.25%的苎麻种质各器官镉积累量的分布规律为萝卜根＞繁殖根＞麻叶＞麻骨＞原麻＞麻壳,37.17%种质的繁殖根镉积累量显著高于萝卜根,4.46%种质分布规律表现不一致。系统聚类分析表明,269份苎麻种质分成4类,Ⅰ～Ⅳ类分别含有7份、76份、139份和47份种质。第Ⅰ类苎麻种质各部位镉积累量显著高于其他类群。通过隶属函数法对269份苎麻种质地上部镉积累量、富集系数和转运系数进行综合分析,筛选出高镉富集能力的种质18份,分别是坡埝青叶苎2号、长沙苎麻、杨柳坝坐蔸麻、湘潭竹根家麻、祁东苎麻2号、南坡红花滇黔苎、坡结滇黔苎、乐业灰绿苎、隆回本地麻、浏阳苎麻2号、七宝山苎麻2号、木鱼苎麻1号、大庸黄壳麻、南坡楔基苎、川苎1号、赤麻、74-69和坡口苎麻,其地上部镉积累量平均值为657.55 μg·株-1,区间为436.60～942.91 μg·株-1,富集系数平均值为1.10,转运系数平均值为0.93。上述结果为苎麻镉修复专用品种的选育奠定了基础,同时也为苎麻修复镉污染农田提供参考。     

不同水稻品种稻谷对土壤中镉富集特性初探

选取适宜福建漳州市栽培的甬优2640、隆晶优华占、隆晶优534、广8优粤禾丝苗、恒丰优粤合丝苗、荃优822、甬优12、甬优1540等8个水稻品种为材料,采用单因素田间试验,研究稻谷对土壤中镉(C d)富集特性.结果表明:8种水稻品种对土壤中镉的富集特性有所差异,甬优2640、隆晶优华占、隆晶优534、广8优粤禾丝苗、恒...     

不同调理剂对富硒高镉农田水稻降镉增硒效果研究

为探讨不同修复措施对硒镉高背景区水稻的降镉增硒效果，在田间试验条件下，设置不同土壤调理剂处理进行效果对比，分析其对水稻产量、不同部位镉硒吸收转运、土壤pH、有效态镉含量及镉的化学形态等的影响。结果表明：除单施钙镁磷肥外，其余处理产量均较对照显著增加，增产范围在11.95%~25.98%。不同调理剂均较对照降低籽粒中镉含量以及提升硒含量，各处理下籽粒硒含量均达到《富硒稻谷》标准，除石灰处理外其余各调理剂处理籽粒镉含量均在食品安全国家标准（0.2 mg·kg^-1）以下，其中生物有机肥对水稻籽粒降镉增硒效果最好。相较对照，施用不同调理剂土壤pH值增加0.10~0.61个单位，从而降低了土壤有效态镉的含量，使土壤镉向残渣态转化。其中森美思处理下土壤镉的弱酸提取态降幅最大，达到17.59%；生物有机肥处理下土壤镉的可还原态降幅最大，为40.13%。钙镁磷肥＋硫酸钾、森美思和生物有机肥处理下投入产出比显著高于其余处理，分别为3.39、3.31和3.18。综合来看，在硒镉高背景土壤中安全生产富硒水稻时，施用生物有机肥可以有效降低土壤镉有效性，抑制水稻中镉的迁移转运并促进籽粒对硒的富集，且具有较高的经济效益和可操作性。     

4种不同类型叶面阻控剂对水稻镉吸收和积累的影响

本文通过大田试验在水稻抽穗期和灌浆初期进行叶面喷施硅肥、硒肥、黄腐酸钾和海中钙叶面阻控剂,探究4种叶面阻控剂对水稻各个部位镉(Cd)含量的影响,并计算Cd在水稻各组织的转运系数和富集系数。结果表明:4种叶面阻控剂均能有效降低水稻各部位的Cd含量,其中黄腐酸钾阻控水稻茎、叶Cd积累的效果最好;硒肥阻控水稻籽粒Cd积累的效果最好;黄腐酸钾对水稻籽粒中Cd含量的影响主要是通过提高茎-叶转运系数,而硒肥则是降低叶-籽粒转运系数,叶面喷施黄腐酸钾和硒肥对减少水稻Cd积累量具有一定的实践意义。     

成都平原典型稻作土壤重金属镉有效性及主要驱动机制

通过对不同污染源稻作土壤理化性质、水稻镉(Cd)富集系数及其相互关系的比较研究,探明成都平原典型土壤-水稻系统Cd的有效性及主要驱动因子。结果表明,工业源产区土壤平均Cd含量为1.21%,达国家标准(GB 15618—2009《国家环境土壤质量标准》)中0.3%的4倍,且显著高于农业磷肥源(APS)和有机肥源(AOS)产区;水稻分蘖期、成熟期各部位Cd富集量均表现为ISAPSAOS,且IS与AOS差异显著;Cd富集系数与土壤有机质含量、电导率和沙粒含量正相关,而与土壤pH值、粉粒含量和黏粒含量负相关,低pH值、轻质地土壤Cd吸附能力低,总体生物有效性较高;Cd富集系数与土壤水溶态、交换态及碳酸盐结合态Cd总体表现显著正相关;主成分分析结果显示,土壤pH值、电导率、有机质含量、土壤质地和土壤中水溶态、交换态及碳酸盐结合态是影响研究区Cd有效性的主要驱动因子。     

镉轻度污染农田的水稻品种筛选

本研究通过在丽水市莲都区轻中度镉污染农田开展3 a的水稻品种种植试验,以筛选适用于该地区镉轻度污染稻田安全生产的水稻品种。结果表明,在供试的14个水稻品种中,除甬优9号(糙米镉含量0.222 mg·kg^-1)外,其余水稻品种糙米镉含量为0.004~0.148 mg·kg^-1,均低于《食品安全国家标准 食品中污染物限量》(GB 2762—2017),满足试验区轻度污染稻田安全生产需求。水稻品种甬优362、甬优1540、甬优538等适用于丽水市莲都区且籽粒镉累积具有相对较低和稳定的特性,具有较高的推广利用价值。