镉与苄嘧磺隆复合污染对水稻某些生物学特性的影响

以粤香占和丰美占两种水稻为指示植物,通过水培试验,研究了重金属元素Cd与除草剂苄嘧磺隆(BensulfuronMethyl,BSM)复合污染对水稻的生物学影响。Cd2 的浓度分别为0、5、10、50、300mg·L-1,BSM的浓度分别为0、0.1、0.2、0.4、0.6、1.0mg·L-1。结果表明,随Cd2 浓度的增加,水稻生物量、叶绿素含量下降,过氧化氢酶活性降低,根系外渗液电导率升高,各处理间差异达极显著(P<0.01),粤香占水稻对Cd的耐受性显著低于丰美占水稻(P<0.05)。0.1和0.2mg·L-1的BSM在一定程度上能够缓解Cd对丰美占水稻的毒害作用,但是当BSM浓度达到0.6mg·L-1以上时,水稻的生物量、叶绿素含量、过氧化氢酶活性又有所下降,BSM对根系外渗液电导率的影响未达显著。用ICP测定水稻地上部和根部Cd含量,分析结果表明,水稻地上部Cd的浓度远低于根部Cd的浓度,且后者是前者的6倍左右。在本实验条件下,当Cd浓度为50和300mg·L-1时,0.1～0.2mg·L-1的BSM会显著降低水稻地上部和根部Cd含量(P<0.01);BSM浓度大于0.4mg·L-1时,水稻根部Cd含量显著上升(P<0.05),而地上部Cd含量无显著差异。这说明,BSM抑制了Cd从根部向地上部的迁移。因此,BSM在低浓度0.1～0.2mg·L-1时,能够缓解Cd对水稻的毒害作用;当BSM浓度达到0.6mg·L-1并有Cd2 复合污染存在时,会对水稻植株产生更严重的影响。     

镉与苄嘧磺隆除草剂单一污染和复合污染土壤的微生物生态效应

土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、基础呼吸以及土壤酶活性是表征土壤质量的重要生物学指标.研究了镉与苄嘧磺隆除草剂的单一污染和复合污染对这些生物学指标的影响随时间的动态变化,结果表明,无论是单一污染还是复合污染对土壤微生物生物量碳和氮、基础呼吸、磷酸酶和蔗糖酶活性的影响均随时间的推移表现为先增加后减小的趋势.镉与苄嘧磺隆除草剂复合污染之间存在很明显的交互作用,对土壤生物学指标的影响依次为:镉与苄嘧磺隆除草剂复合污染＞苄嘧磺隆除草剂＞镉.     

乙草胺与苄嘧磺隆混剂对水稻安全性研究

试验表明,乙划胺和苄嘧磺隆混剂对水稻安全性与施药剂量、施药时间、插秧深度、水层深度及施药后温度相关。建议在黑龙江省３０％苄乙溻剂用量以６００－９００ｇ／ｈｍ＾２,施药时间以插后７－１０ｄ,水层保持３－５ｃｍ６ｄ以上为宜。同时应注意不能在漏水田使用,并选用壮苗,插秧时不能露根。     

苄嘧磺隆与丁草胺复配药肥对水稻抛秧田杂草的防除作用

水稻抛秧田杂草危害重,生产实践迫切需要大量高效、广谱、经济、安全的抛秧田除草剂.复配药肥0.64%苄嘧磺隆·丁草胺颗粒剂可有效防除水稻抛秧田1年生杂草,以每667 m2制剂用量5 000～12 000 g(有效成分32-76.8 g)施用后45 d内对各类目标杂草的株防效和鲜重防效均可达80%以上,整体防除效果良好,与10%苄嘧磺隆可湿性粉刺和50%丁草胺乳油单用相比,扩宽了杀草谱,提高了防效,减少了施肥量和劳动量,可选用防除南方水稻抛秧田杂草.     

镉和苄嘧磺隆复合污染胁迫对水稻的基因应答机理的基因芯片分析

在前期研究的基础上设置镉(Cd,45 μmol·L-1)、苄嘧磺隆(BSM,0.25 μmol· L-1)和镉与苄嘧磺隆复合(++,45μmol·L-1Cd+ 0.25μmol·L-1 BSM)污染为试验处理组,在培养基中加入等量的蒸馏水作为对照(CK),以丰美占和粤香占两个不同基因型水稻品种为材料,利用Affymetrix水稻基因芯片,研究了丰美占和粤香占幼苗根系中的基因表达对Cd、BSM及其复合污染胁迫的基因应答情况.基因芯片分析数据表明,经Cd、BSM及其复合胁迫处理的两个水稻品种根系中共发现有2144个基因表达上调(ratio≥2),共发现有2346个基因表达下调(ratio≤0.5).其中,上调基因主要涉及硫吸收与代谢、抗氧化、植物解毒、泛索引导的蛋白质降解、伴侣蛋白等相关基因.这些基因的高效表达能有效地降低Cd和BSM对水稻植株的毒害作用,进而使复合污染处理下的丰美占幼苗具有较高的对Cd(或BSM)胁迫的耐受性.     

苄嘧磺隆与快杀稗混用对稗草的活性研究

将苄嘧磺隆与快稗按不同比例混合，试验了每种处理对稗草的抑制活性。结果表明，混剂比单剂的抑活性强，尤其是按质量比1：1混合的混剂抑制效果良好。     

苄嘧磺隆在水稻稻田土壤和水中的残留分析方法研究

对稻田土、稻田水、稻米、稻壳、稻秆中苄嘧磺隆残留分析方法研究结果表明,当添加浓度0．01～0．50mg／kg时,回收率在80．91％～104．69％,变异系数在1．54％～9．36％。均在农药残留量分析与检测的技术要求和规范所允许范围内,说明所选的分析方法可以用于苄嘧磺隆在水稻上的残留分析与检测。     

苄嘧磺隆在水稻稻田土壤和水中的残留分析方法研究

对稻田土、稻田水、稻米、稻壳、稻秆中苄嘧磺隆残留分析方法研究结果表明,当添加浓度0.01～0.50 mg/kg时,回收率在80.91%～104.69%,变异系数在1.54%～9.36%,均在农药残留量分析与检测的技术要求和规范所允许范围内,说明所选的分析方法可以用于苄嘧磺隆在水稻上的残留分析与检测.     

苄嘧磺隆与甲黄隆混用对稻苗安全性的联合作用

为探明苄嘧磺隆和甲黄隆复配对稻苗安全性的联合作用 ,测定了苄嘧磺隆与甲黄隆混用后一叶一心期稻苗株高的 ID5 0 值 ,ID1 0 值及其共毒系数 (CTC) .结果表明 ,试验处理中 ,仅有苄嘧磺隆 4.8× 10 - 3 g/m2 +甲黄隆19.2× 10 - 3 g/m2 等 5组混合处理的共毒系数低于 10 0 ,安全性明显提高 ;苄嘧磺隆 4.8× 10 - 3 g/m2 +甲黄隆 2 .4×10 - 3 g/m2等 2组混合处理的共毒系数接近 10 0 ,对稻苗的联合作用为相加 ;其他组合的混合处理共毒系数均大于10 0 ,对稻苗安全性下降 ,不宜应用于生产     

几种助剂对苄嘧磺隆除草活性的增效作用研究

[目的]筛选苄嘧磺隆的增效剂。[方法]以萝卜为受体植物,室内测定Span 60、油酸甲酯、硅油一号、Tween 20、洗涤剂5种常用助剂对苄嘧磺隆除草活性的增效作用。[结果]综合各助剂与苄嘧磺隆混用对萝卜的相对株防效、相对茎长抑制率、相对地上部鲜重抑制率、相对根长抑制率和相对根鲜重抑制率的影响结果可知：Span 60和油酸甲酯对苄嘧磺隆除草活性的增效作用较强,洗涤剂的增效作用较弱。[结论]Span 60和油酸甲酯可作为苄嘧磺隆的增效剂;研究结果可为苄嘧磺隆增效剂的筛选研究提供参考。     

苄嘧磺隆对Cd的生物有效性影响的研究

利用109Cd2 示踪技术,以水稻为指示植物,根据苄嘧磺隆的商业推荐施用量200～400g·hm-2,研究了苄嘧磺隆施用量分别为0、200、300、400和600g·hm-2时,对重金属元素Cd的生物有效性影响。结果表明,水稻植株对109Cd2 的吸收能力较强,但主要分布在根系,占植株总吸收量的92.8%～94.4%。根系中Cd的富集系数(根中Cd的比活度/溶液中Cd的比活度)为0.612～0.813;茎叶中Cd的富集系数(茎叶中Cd的比活度/溶液中Cd的比活度)为0.036～0.054。当苄嘧磺隆施用量为200、300g·hm-2时,水稻对109Cd2 的吸收总量比对照有减少的趋势。当施用量为200、300和400g·hm-2时,根部吸收109Cd2 有逐渐增加的趋势,在施用量为400g·hm-2时,水稻根部吸收109Cd2 的比活度分别与施用200、300g·hm-2相比,有显著增加(P<0.01)趋势,这表明苄嘧磺隆对水稻根系吸收Cd有一定的刺激作用,然而同样的处理在茎叶中增加的趋势没有显著性差异(P<0.01)。当苄嘧磺隆使用量为600g·hm-2时,水稻根系及茎叶吸收109Cd2 的比活度明显降低(P<0.01),主要是因为苄嘧磺隆的降解产物达到一定浓度并与镉可能形成有机金属配合物,从而降低了Cd的生物有效性。试验结果还表明,茎叶吸收的109Cd2 分别比对照和其他处理浓度时的吸收量显著降低了(P<0.05),这是因为有机金属配合物的长距离运输比较困难,使大量的有机金属配合物富集在根系中。     

镉和乙草胺及苄嘧磺隆对水稻种子萌发的影响

采用人工气候箱培养的方法,研究了镉（Cd）、乙草胺（Ac）和苄嘧磺隆（BSM）对水稻种子萌发的影响。结果表明,Cd、AC、BSM单一和复合污染均可降低水稻种子的发芽率、发芽指数和活力指数。BSM对萌发率的影响大于AC,而AC对发芽指数的影响大于BSM;污染物时种子萌发时间的影响不明显,而对芽长和根长的影响显著。Cd、AC和BSM均可降低种子淀粉酶的活性,其中AC对α＋β淀粉酶活性的影响大于BSM。随着Cd、AC和BSM处理浓度的升高,水稻种子贮藏物质的消耗率逐渐升高,转运率逐渐降低。     

赤泥对Ｃｄ污染稻田水稻生长及吸收累积Ｃｄ的影响

采用田间小区试验,研究了不同赤泥施用量对酸性Cd污染稻田(潮泥田)水稻生长及吸收累积Cd的影响。结果表明,赤泥施用量为4948kg·hm-2时水稻产量达到最高,其主要作用是促进了水稻有效穗的形成。同时施用赤泥能显著提高土壤pH,降低土壤有效态Cd含量和减少水稻Cd累积。与不施赤泥的对照相比,施用赤泥3000kg·hm-2的处理水稻增产12.4%(P<0.05),水稻根Cd降低22.0%(P<0.05),糙米Cd(0.14mg·kg-1)降低40.8%(P<0.01),并达到国家粮食卫生标准(GB2715—2005);当赤泥施用量增至9000kg·hm-2时,土壤pH提高12.0%(P<0.01),有效态Cd含量降低24.9%(P<0.05),水稻根系、茎叶和糙米Cd分别降低55.7%(P<0.01)、54.5%(P<0.01)和69.9%(P<0.01)。表明利用赤泥修复中轻度酸性Cd污染土壤是可行的,并能起到改良土壤和促进水稻增产的效果。试验所用赤泥重金属含量很低,不会造成二次污染。但将赤泥大面积应用于酸性Cd污染稻田还需要系统研究应用参数,并采取农机配套和激励机制来鼓励农民自发行动的积极性。     

除草剂苄嘧磺隆对后茬作物的危害

用油菜作为指示生物,用水培实验研究了除草剂苄嘧磺隆对后茬作物的危害。结果显示:除草剂苄嘧磺隆的浓度、尿素溶液的浓度、pH值与油菜平均根长之间符合多元线性方程y^=7.29809-0.10970x1-0.10179x2-0.05500x3(R2=0.9978);苄嘧磺隆的浓度、添加尿素溶液的浓度、pH值越大,油菜平均根长越短,对后茬作物的危害越大。     

Cd胁迫对水稻根际土壤酶活和微生物的影响

通过根袋法盆栽试验,研究了不同浓度Cd处理对水稻根际土壤基础呼吸作用、土壤酶活和微生物的影响.结果表明,水稻生长40 d时,施Cd后土壤呼吸作用强度增加.过氧化氢酶无明显变化,脲酶和蔗糖酶低促高抑,Cd胁迫下酶活性变化幅度为蔗糖酶＞脲酶＞过氧化氢酶.随着Cd浓度的变化,好氧微生物真菌和放线菌数量先增加后降低,细菌数量缓慢增加;Cd胁迫抑制率为放线菌＞真菌＞细菌.     

水稻镉高积累品种对镉的富集特性

【目的】研究了水稻Cd高积累品种对Cd的富集特性,并探讨其对Cd污染土壤的修复潜力,为Cd污染农田修复提供理论依据。【方法】以前期筛选出的Cd高积累品种泸17-T2171（Lu17-T2171）和武金4B（Wujin4B）为试验材料,普通品种泸恢17（Luhui17）为对照,采用土培试验,分析其在不同Cd处理条件下分蘖期和扬花期的Cd含量、积累量等变化特征,并探讨其对不同Cd污染程度土壤的净化能力差异。【结果】（1）随着Cd处理浓度的升高,Cd高积累品种的生物量逐渐增加,与对照相比（Cd0）,Lu17-T2171生物量在分蘖期和扬花期Cd50条件下分别增加了33.96%和19.51%,Wujin4B分别增加了54.71%和15.22%。（2）高积累品种在分蘖期对Cd的吸收能力较强,特别是在Cd50条件下,Lu17-T2171地上部和根部Cd含量分别达到87.24和400.59 mg•kg-1,分别为Luhui17的2.38和2.86倍;Wujin4B地上部和根部Cd含量分别达到102.26和384.77 mg•kg-1,分别为Luhui17的2.79和2.86倍。两类水稻品种对Cd的富集系数均随着Cd处理浓度的增加而下降,且高积累品种富集系数明显大于普通品种。（3）高积累品种在扬花期对Cd的积累能力较强,在Cd50条件下,Lu17-T2171地上部和根部Cd积累量分别达到1 847.20和892.06 μg/pot,分别为Luhui17的2.91和2.74倍;Wujin4B地上部和根部Cd积累量分别达到1 895.37和783.42 μg/pot,分别为Luhui17的2.98和2.41倍,且高积累品种扬花期迁移率明显大于普通品种。（4）高积累品种的全株和地上部净化率明显高于普通品种。在Cd50条件下,Lu17-T2171扬花期整株和地上部净化率分别达到5.07%和3.42%,分别为Luhui17的2.86和2.90倍,Wujin4B整株和地上部净化率分别达到4.96%和3.51%,分别为Luhui17的2.79和2.98倍。【结论】在高Cd处理条件下,水稻Cd高积累品种对Cd有较强的吸收和富集能力,可作为农田Cd污染潜在的修复材料。     

水稻和杂草稻对镉胁迫反应的比较研究

采用水培实验,研究不同浓度Cd2+胁迫对水稻和杂草稻植株的生长、色素含量、抗氧化酶的活性、丙二醛含量、相对电导率以及脯氨酸含量的影响。结果表明:(1)Cd2+胁迫条件下,水稻和杂草稻植株地上部分外观伤害随着Cd2+浓度的升高而加重。(2)水稻和杂草稻的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量含量均表现为Cd2+胁迫浓度<0.5 mg.L-1时升高,Cd2+胁迫浓度>0.5 mg.L-1时降低的现象;水稻和杂草稻的类胡萝卜素含量也都表现出Cd2+胁迫浓度<0.5 mg.L-1时降低,然后升高,最后在Cd2+胁迫浓度>1 mg.L-1时降低的现象。(3)水稻的SOD、POD、CAT活性表现出在Cd2+浓度<1 mg.L-1时升高,在Cd2+浓度>1 mg.L-1时降低的现象;杂草稻的SOD、CAT活性表现出在Cd2+浓度<2 mg.L-1时升高,在Cd2+浓度>2 mg.L-1时降低的现象,杂草稻的POD活性表现出随着Cd2+浓度的升高而升高的现象;抗氧化酶活性随着Cd2+浓度升高的变化幅度是水稻>杂草稻。(4)Cd2+胁迫使水稻和杂草稻的丙二醛含量、相对电导率以及脯氨酸含量显著增加,且增加幅度是水稻>杂草稻,说明水稻产生了较严重的膜脂过氧化。总之,对于Cd2+胁迫,在敏感性上水稻>杂草稻,在抗性上杂草稻>水稻。     

硒对水稻镉毒性的影响及其机制的研究

为探究外源四价硒[Se(Ⅳ)]对水稻镉(Cd)吸收和分布的影响,采用水培试验方法,参考稻田土壤淹水后硒的主要存在形态,研究外源Se(Ⅳ)对不同浓度Cd处理下水稻Cd吸收、转运的影响及其解毒机制。结果表明,在低浓度Cd处理(0.5μmol·L-1)下,外源Se(Ⅳ)对水稻Cd的积累和分布影响不显著,但在高浓度Cd处理(5.0μmol·L-1)下,外源Se(Ⅳ)会显著降低水稻对Cd的吸收和转运。不同浓度Cd处理均会增加水稻对Se的吸收,影响Se在水稻体内的分布,并且显著减少Se向地上部的转运。Cd、Se复合处理会导致水稻地下部非蛋白巯基(NPT)含量增加,同时改变Cd在地下部的亚细胞分布,使细胞壁组分的Cd含量上升,细胞可溶物质组分和细胞器组分的Cd含量下降,从而减少Cd向茎叶的转运,降低地上部的膜脂过氧化程度。由于试验所选用的水稻品种对Cd、Se抗性较强,不同处理下水稻地上部抗氧化酶活性与总抗氧化容量差异均不显著,且水稻生物量及表型特征也无显著差异。