叶面喷施锌肥对不同镉水平下水稻产量及元素含量的影响

采用外源添加不同浓度镉的盆栽试验,研究在生育后期叶面喷施锌肥对水稻生长、产量以及不同部位锌(Zn)、镉(Cd)、铜(Cu)、铁(Fe)、锰(Mn)和钙(Ca)等元素含量的影响,并进一步分析不同部位各元素含量间的关系。结果表明:镉处理浓度越高,其对植株生长和产量的抑制作用越显著;与对照相比,在镉添加水平为2.5和5mg·kg-1时,植株的鲜质量分别降低了14.0%和15.9%,干物质积累量降低了5.3%和7.6%,产量降低了27.9%和48.4%,而糙米中镉含量分别达到了0.35和0.65mg·kg-1,高于农业部食品安全标准(0.2mg·kg-1);生育后期叶面喷施锌肥对水稻生长和产量无明显影响,植株各部位锌含量显著增加,而Fe、Mn、Cu等元素含量受到了不同程度的影响;在2.5mg·kg-1镉处理下,叶面喷施锌肥后糙米镉含量提高41.9%,而在5mg.kg-1镉处理下,糙米镉含量却降低了15.4%;相关分析表明,糙米中镉与锌无明显相关性,而与Mn、Cu、Mg呈显著正相关。     

Cd对不同品种水稻微量元素累积特性及其相关性的影响

采用土培盆栽试验方法,以东北地区大面积种植的32个水稻品种为试验材料,在土壤中未添加(0 mg·kg-1Cd)和添加Cd(5 mg·kg-1 Cd)的条件下,研究不同品种水稻籽粒、颖壳、茎叶和根系中Cd、Fe、Mn、Cu、Zn、Si几种微量元素的累积分布特征以及它们之间的相关关系.结果表明,几种微量元素在根系和茎叶中的含量大于籽粒和颖壳,其中Cd、Fe在根系和茎叶中的累积远远高于其他元素.水稻不同部位各微量元素之间大多数表现为正相关关系,加Cd处理后元素之间的相关性变得更明显,尤其是籽粒中Cd与其他元素之间从未加Cd时不相关到加Cd后达到极显著相关水平.从微量元素含量来看,3号品种(越路早生)籽粒中Cd和其他有益微量元素含量相对较低,而8(千重浪-1)和27(吉03-2843)号品种含量较高.从营养价值和食品安全角度综合考虑,在无污染的农田土壤上,宜选择3、8、27号作为理想的水稻品种.     

不同亚种间水稻糙米镉含量及微量元素的差异分析

【目的】探究不同亚种间粳型、籼型、爪型、亚种间杂交改良系籼粳型和籼爪型耐镉水稻品系糙米镉含量的差异,以及糙米镉含量和微量元素之间、微量元素相互间的相关关系,同时为高必需微量元素且低镉水稻品系的选育提供参考。【方法】以低镉邻近品种‘湘晚籼12号’为对照,筛选出粳型、籼型、爪型、籼粳型、籼爪型共77份相对低镉水稻品系为材料,在镉重度污染区全生育期种植,成熟期测定供试材料的糙米Cd、Zn、Mn、Cu和Fe元素含量。【结果】不同类型耐镉品系糙米镉含量为籼粳型>籼爪型>籼型>粳型>爪型;粳型、爪型水稻糙米镉含量与生育期为差异极显著正相关(P<0.01),而籼型、籼粳型、籼爪型水稻糙米镉含量与生育期无显著相关性;粳型水稻糙米Cd与Zn、Cu含量分别为差异极显著正相关,籼型水稻糙米Cd与Mn、Cu、Fe含量均为差异显著正相关(P<0.05),与Zn含量为差异显著负相关,爪型水稻糙米Cd与Zn、Cu含量分别为差异极显著、显著正相关,籼粳型水稻糙米Cd与Mn含量为差异显著正相关,籼爪型水稻糙米Cd与Zn、Mn、Cu、Fe含量无显著相关性。微量元素间的分析表明,籼型水稻...     

不同品种水稻糙米对Cd Cu Zn积累特性的研究

以酸性矿山废水污染的含有多种重金属的农田土壤为供试土壤,通过盆栽实验,研究不同水稻品种,不同类型、不同遗传背景水稻糙米重金属Cd、Cu、Zn的积累差异.结果表明,供试水稻糙米Cd含量为0.006～0.092 mg·kg-1,最高值和最低值相差15倍;Cu含量为6.712～27.117 mg·kg-1,最高值和最低值相差4倍;Zn含量为28.390～43.296 mg·kg-1,最高值和最低值相差不到1倍.常规稻和杂交稻糙米的Cd、Cu、Zn含量差异不明显.三系杂交稻的糙米Cd、Cu含量极显著高于二系杂交稻,而二系杂交稻糙米中Zn含量则显著高于三系杂交稻.不同遗传背景水稻品种糙米Cd、Cu、Zn含量也存在明显差异.相关分析结果表明,糙米中Cu、Cd含量间呈极显著正相关,Cu、Zn含量之间存在显著负相关,而Cd、Zn含量间的相关性不明显.     

硒、硅配施对镉胁迫下杂交稻中镉及矿质元素的影响

硒(Se)、硅(Si)在减少植物对Cd的吸收方面有着积极作用。以籽粒低镉积累杂交籼稻宜香2115和籽粒高镉积累杂交籼稻川谷优2348为材料进行大田试验,研究Se、Si及其配施对杂交籼稻Cd及矿质营养元素含量的影响。结果表明:Se、Si对水稻茎、叶、穗和糙米中Cd、Ca、Cu、Mn、Zn、Se和Si含量有显著影响。川谷优2348中Cd、Ca、Cu、Mn和Zn含量均显著高于宜香2115,Se和Si含量则低于后者。Se、Si降低宜香2115茎秆Cd、Cu、Mn含量、穗部Cu含量及川谷优2348叶片Cd含量,增加了两个品种叶片及川谷优2348茎秆中Ca含量。Si+6μmol/L Se处理显著降低宜香2115茎秆中Zn、叶片中Cd、川谷优2348茎秆Mn以及穗部Ca含量,促进宜香2115叶片Cu、Zn含量的升高;Si+12μmol/L Se处理抑制川谷优2348茎秆Cd、Zn和宜香2115穗部Zn的积累,促进川谷优2348茎秆中Cu和穗部Mn、Zn的积累。所有Se、Si处理均降低宜香2115穗部Cd含量,但高浓度Se处理下川谷优2348穗部Cd含量下降幅度变小甚至略升。宜香2115在单施6μmol/L Se下糙米Cd含量最低,川谷优2348则在Si+6μmol/L Se和12μmol/L Se下糙米Cd含量最低。     

硅对外源镉在水稻籽实中积累及水稻产量的影响

以水稻土为供试土壤,进行室外盆栽试验,采用二元二次正交回归组合设计方法,研究硅酸钠对Cd污染水稻土中水稻产量和糙米中Cd含量的影响.结果表明:外源镉施入量分别为7.6mg·kg-1和8mg·kg-1时,水稻糙米中镉含量相对较高,分别为0.3mg·kg-1和0.27mg·kg-1;本试验范围内,当硅酸钠施入量为2.23g·kg-1,外源镉添加量为2.4mg·kg-1时,硅酸钠对镉在水稻籽实中积累和水稻产量的改良效果最佳.     

镉对不同水稻品种叶片矿质元素含量的影响

为研究镉(Cd)胁迫后对水稻叶片矿质元素含量的影响,选用29个水稻品种,经0.5mg/kg氯化镉溶液处理后,对水稻叶片的8种矿质元素[铁(Fe)、铜(Cu)、锰(Mn)、钾(K)、钙(Ca)、钠(Na)、锌(Zn)和锰(Mg)]含量进行测定。结果表明:在0.5 mg/kg Cd处理下,会提高叶片中的Fe含量,最终表现为促进Fe的吸收;Cd的添加会降低Mn、Zn的含量,最终表现为Cd对Mn、Zn的抑制作用;在Cd胁迫下,水稻叶片中Cu和Zn、Mg和Ca的相对含量表现出相似性。     

镉胁迫对马蔺根系活力和矿质营养元素吸收的影响

[目的]探究镉(Cd)胁迫对马蔺根系活力和矿质营养元素吸收的影响。[方法]采用水培法,以马蔺为试验材料,设置6种CdCl_2质量浓度(0,10,25,50,100,150 mg·L~(-1)),通过对马蔺根系活力、地上部和根系镉含量,以及6种矿质营养元素(Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn)含量的测定,研究了不同镉浓度处理下马蔺根系活力及矿质营养元素的变化。[结果]随镉胁迫时间的延长,对照处理下(CK,未经镉处理),根系活力呈逐渐上升趋势;10-50 mg·L~(-1) Cd处理下,根系活力呈先升后降趋势;100和150 mg·L~(-1)Cd处理下,根系活力呈逐渐下降趋势。随镉处理浓度的增加,马蔺地上部Mg、Mn、Cu和Zn含量呈显著降低趋势,Ca和Fe含量呈增加趋势;根系中的Fe、Mn、Cu、Zn含量呈逐渐增加趋势,Ca和Mg含量呈逐渐下降趋势。镉处理下,Ca和Mg含量转移系数呈先升后降趋势;Mn、Cu、Zn转移系数低于对照;Fe转移系数与对照相比较无显著差异。镉胁迫下,地上部Fe含量和Cd含量呈显著正相关,Ca、Cu、Zn、Mg、Mn含量和Cd含量呈不显著负相关;马蔺根系Cu、Zn、Mg、Fe、Mn含量和Cd含量呈正相关,Ca含量和Cd含量呈极显著负相关。马蔺根系镉含量可达到829.39～8944.54 mg·kg~(-1),地上部镉含量可达到200.60～519.76 mg·kg~(-1),大多数镉离子保留在根中,因此,马蔺具有将重金属镉截留于根系以减少镉从根系转移到地上部的能力。[结论]中低镉浓度下,根系活力和根系中矿质营养元素吸收受镉的影响较小;高镉浓度下,马蔺根系活力下降,其通过调节营养元素的吸收和分配,来适应镉胁迫环境。     

镉锰互作对水稻幼苗镉和矿物质积累的影响

研究了镉(Cadmium,Cd)、锰(Manganese,Mn)互作对两个水稻品种‘黄华占’和‘IR68144’幼苗镉和矿物质积累的影响。结果表明:随着营养液Cd含量的上升,两个品种Cd积累量大幅提高;添加10μmol/L Mn明显促进水稻根系对Cd的吸收,但100μmol/L Mn的促进作用减弱,甚至转变为抑制作用;不同浓度的Mn对水稻地上部Cd的积累都表现为促进作用;两个品种的Mn积累量都随着营养液Mn浓度的提高而急剧升高;Cd对黄华占中Mn的积累在0~10μmol/L Mn条件下表现为促进作用,而在100μmol/L Mn下转变为抑制作用;Cd对IR68144中Mn的积累主要表现为抑制作用;营养液Cd或Mn浓度的增加都对水稻Fe和Zn的吸收和积累表现出强烈的抑制作用,但中等浓度(10μmol/L)Mn与Cd的互作能缓解对Fe积累的抑制作用,而Cd×Mn互作对Zn积累的抑制作用进一步加强。     

不同玉米(Zea mays)品种对镉锌积累与转运的差异研究

选取20个玉米(Zea mays)品种作试验材料,通过田间试验研究了镉-锌(Cd-Zn)复合胁迫下玉米的生长发育及其积累和转运Cd、Zn的差异,以期筛选出Cd、Zn低积累的玉米品种。结果表明,Cd-Zn复合胁迫下,玉米的株高、叶面积、生物量、产量以及玉米根、茎叶和籽粒中Cd、Zn含量在品种间均表现出显著差异。有2个品种籽粒的Cd含量超过国家食品卫生标准(≤0.2 mg·kg-1),13个品种茎叶的Cd含量超过国家饲料卫生标准(≤0.5 mg·kg-1),所有品种籽粒和茎叶的Zn含量均符合国家食品卫生标准(≤50mg·kg-1);有7个品种的Cd富集系数1,13个品种茎叶转运系数1,所有品种籽粒转运系数均1;20个玉米品种Zn的富集系数均1,有18个品种茎叶转运系数1,6个品种籽粒转运系数1。根据玉米生物量、产量、籽粒Cd和Zn含量、富集系数、转运系数等指标进行评价,认为红单6号、红育1号、云优78、平单2号、屏单2号5个品种可作为Cd低积累玉米品种,雅玉98可作为Zn低积累玉米品种,可分别在个旧地区Cd、Zn中、轻度污染土壤上推广种植。     

砷胁迫下磷用量对不同磷效率水稻产量、生物量以及P、As含量的影响

【目的】阐明磷肥用量以及水稻磷营养特性对砷污染水稻产量、生物量及其安全性的影响,探讨降低水稻砷污染的农艺措施。【方法】以2个耐低磷（磷高效吸收型品种99011和磷高效利用型品种580）和1个低磷敏感型水稻（99056）为材料,通过土培试验研究不同磷用量对中、高度砷污染土壤上水稻产量、生物量以及秸秆、颖壳和稻米P、As含量的影响。【结果】与无砷处理相比,50 mg•kg-1的砷略微增加水稻的生物量,但降低水稻产量,增施磷肥显著提高生物量和产量;100 mg•kg-1的砷显著降低水稻生物量和产量,增施磷肥显著提高生物量,但产量在磷用量为30 mg•kg-1时最高,磷用量为150 mg•kg-1时最低（为0）。砷污染土壤上,水稻不同部位As含量为秸秆>>颖壳>>糙米,且As含量随磷用量或砷浓度的增加而增加。在砷胁迫或者磷、砷双重胁迫下,同一处理的水稻产量、生物量以及秸秆、颖壳和糙米P含量均为99011＞580＞99056,3个品种之间差异显著,且磷用量越少、砷浓度越高,品种之间差异越大;秸秆、颖壳和糙米As含量为99056＞580＞99011,3个品种之间差异显著,且磷用量和（或）砷浓度越高,品种之间差异越大。在砷浓度≤50 mg•kg-1和磷用量≤30 mg•kg-1时,磷高效吸收型品种99011能够获得较高的产量,且稻米As含量低于国家食品安全标准。【结论】砷胁迫下,水稻产量及其As含量与品种磷营养特性以及施肥量密切相关。在中、轻度砷污染土壤上,可以通过选用磷高效吸收型水稻品种,并根据土壤磷丰缺程度适当减少磷肥用量等措施来保证水稻数量和质量安全。     

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。     

镉胁迫对红椿(Toona ciliate Roem.)幼苗生长及碳、氮、磷、钾累积与分配的影响

为了解镉(Cd)胁迫对红椿(Toona ciliata Roem.)生长及养分[碳(C)、氮(N)、磷(P)和钾(K)]吸收的影响,采用盆栽控制试验研究了不同浓度Cd处理[0(对照)、10、20、40、80、160 mg·kg~(-1)]对其幼苗生长发育、生物量以及养分积累与分配特征的影响。结果显示:与对照相比,红椿幼苗生长特性指数(如叶数、叶长、叶宽、根长及地径和株高)与根、茎、叶生物量随Cd浓度增加而降低,但低Cd处理(40 mg·kg~(-1))对各器官指数、株高及总生物量无显著影响(P0.05)。随着Cd胁迫浓度增加,根、茎、叶中Cd浓度逐渐升高,且根大于茎;根K、茎K、叶K和叶N累积量随胁迫浓度增加呈先升后降,而根C、根N、茎N、根P和叶P累积量则逐渐降低。此外,茎C、叶C和茎P在低Cd处理时无显著差异,但较高Cd胁迫处理(≥40.00 mg·kg~(-1))则显著抑制并改变其累积与分配格局。红椿幼苗具有一定的抗Cd胁迫能力,但较高浓度Cd胁迫(≥40.00 mg·kg~(-1))显著影响了红椿幼苗的生长特性及其养分格局。     

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...     

镉超富集苋菜品种（Amaranthus mangostanus L.）的筛选

 【目的】苋菜在中国的分布很广,品种资源丰富。通过筛选耐镉苋菜品种,发掘镉污染土壤植物修复资源。【方法】采用溶液培养方法,从来自不同生态区域的23个苋菜品种（Amaranthus mangostanus L.）中筛选出具有镉超富集能力的品种;采用赤红壤、黄棕壤、菜园土进行盆栽试验,研究苋菜在土壤Cd浓度分别为5、10、25 mg?kg-1时,对镉污染土壤的修复潜力。【结果】在溶液Cd浓度3 mg?L-1条件下培养,苋菜品种天星米地上部镉含量高达260 mg?kg-1。在土壤Cd浓度 25 mg?kg-1条件下,苋菜天星米地上部镉浓度高达212 mg?kg-1,富集系数达到8.5,地上部净化率达3.8%,各镉处理水平总生物量以及地上部生物量均未显著降低。【结论】苋菜天星米基本具备了镉超富集植物的特征,可用于镉污染土壤的生物修复。     

湛江水稻生产环境及其稻米中Cd的安全性评价

为研究湛江稻米生产环境及其稻米中Cd的安全性,抽样测定了湛江4个水稻主产区的大田土壤、灌溉水、植株器官和稻米中重金属镉(Cd)的含量.结果表明:早稻与晚稻均表现为,Cd在根中的积累量显著地高于茎、叶和稻米.同时,Cd在稻米中的积累量显著地低于茎、叶,Cd在茎、叶中的含量水平相当,水稻植株器官对Cd的富集水平基本为根＞叶＞茎＞稻米,根系是吸收和积累Cd的主要植株器官;湛江市4个水稻主产区生产的稻米中Cd的含量范围为0.034～0.047 mg· kg-1,符合国家粮食卫生控制标准值(GB 2715-2005),尚不存在Cd暴露的风险.水稻种植区的土壤中Cd含量为0.155～0.180 mg·kg-1,达到国家土壤环境质量一级标准(GB 15618-1995),仍属于自然背景值范围;灌溉水的重金属Cd含量的范围为0.001 9～0.004 9 mg·L-1,均达到国家农田灌溉水标准(GB 5084-2005)的要求.因此,湛江市水稻生产的土壤和灌溉水环境是安全的,生产的稻米Cd的安全性高,不会危害消费人群的身体健康.     

土壤和茎基部镉含量对稻米镉污染风险的影响

为了探讨影响稻米镉(Cd)污染风险的关键因素,通过分析土壤总Cd和有效态Cd含量在不同海拔高度和季节间的变化,对降低稻米Cd超标风险的科学分类方法进行了比较研究。结果表明,海拔高度、水稻生长季节和深层土壤Cd含量等因素对耕层土壤Cd污染程度均有显著影响,低海拔地区的土壤Cd含量显著高于高海拔地区。深层土壤(40~60 cm)的Cd含量比较稳定(0.11~0.60 mg·kg^-1),耕层土壤(0~20 cm)Cd含量波动很大(0.22~1.78 mg·kg^-1)。耕层土壤Cd总量和有效态Cd含量高度线性相关,但对低Cd稻米(Cd≤0.2 mg·kg^-1)的分布频率没有显著影响。随着土壤Cd含量的增加,中Cd稻米(0.2 mg·kg^-10.8 mg·kg^-1)的发生率显著增加,导致稻米的超标风险急剧增加。在海拔高度为26~90m的平原和岗地,稻米Cd含量和产地的海拔高度显著负相关,低海拔地区有效态Cd含量明显高于相邻的高海拔地区。根系和茎基部的Cd含量与稻米的Cd含量显著正相关,当茎基部Cd含量<4.0 mg·kg^-1时,稻米Cd超过0.4 mg·kg^-1的样点数为8.8%,全部样点的稻米Cd平均值为0.20 mg·kg^-1。当茎基Cd含量>9.0 mg·kg^-1时,稻米Cd含量几乎都在0.8 mg·kg^-1以上。由此可见,以容易受农事活动和生态因素影响的耕层土壤Cd含量为依据对水稻产区进行分类,不能有效控制稻米Cd含量超过0.2 mg·kg^-1的风险;以茎基Cd含量为依据进行稻田分类,可以有效降低稻米Cd超标的风险。