施用生石灰对不同品种水稻镉吸收能力的影响

为探索施用生石灰对水稻镉富集能力的影响,筛选出降低镉富集的实用农艺措施,针对衡东县常见的6个水稻品种在红壤中施用生石灰对镉的富集能力的影响进行比较研究。结果表明,除湘早籼45外,其余品种在施用生石灰后产量均未出现显著下降。施用生石灰可显著降低稻谷中镉的含量。中嘉早17稻谷镉含量最低,陵两优674镉含量最高,差异显著。施用生石灰处理的土壤p H值有所升高,约升高8.90%。但处理前后土壤中镉的含量未发生显著变化。稻米中镉的含量在6个水稻品种中也没有显著差异。     

不同生石灰施用量对酸性土壤与稻米镉含量的影响

为探索生石灰对酸性土壤和稻米镉含量的影响,进行了不同生石灰用量对土壤和稻米镉含量的影响研究。结果表明,施用生石灰后,可显著提高土壤pH值,显著降低(P<0.05)土壤有效镉的含量;稻米镉含量均有所降低,但下降不明显。生石灰不同用量处理之间,土壤有效镉、稻米镉含量无显著差异,从经济和安全方面考虑,施用生石灰1 125 kg/hm~2对于提高土壤pH值、降低土壤和稻米中镉含量的效果最佳。     

生石灰和钙镁磷肥对晚稻生长及稻米镉含量的影响

为研究不同培肥措施对镉污染稻田的修复效果,采用小区试验的方法,研究了生石灰和钙镁磷肥及与化肥、有机肥配施对土壤镉有效性、水稻生长和稻米镉含量的影响。结果表明:施用生石灰、钙镁磷肥可以显著提高土壤pH值,其增幅为10.5%～16.1%,其中耦合石灰、钙镁磷肥和化肥(NPKML)处理增幅最大,达到16.1%,施用生石灰次之、钙镁磷肥增幅最小。有机肥与生石灰、有机肥与化肥和生石灰配施可使土壤有效镉含量降低7.9%～23.5%、使糙米的镉含量降低35.1%～47.5%,其中NPKML对两者的降低效果最佳。施用生石灰、钙镁磷肥等对水稻生长和稻谷品质没有显著影响。研究表明,有机肥、化肥、钙镁磷肥和石灰合理配施,对镉污染稻田修复具有较好的效果。     

土壤酸碱度对水稻生长及稻米镉含量的影响

以5个早稻品种、4个晚稻品种为研究材料,通过盆栽试验研究了不同酸碱度土壤水稻生长发育及稻米镉积累规律。结果表明:品种、土壤pH值及二者交互作用对水稻农艺性状及产量的影响均达到显著水平(P0.05),土壤pH值影响最大;单株产量下降的主要原因为每穗实粒数和结实率下降。早稻品种、土壤pH值及二者交互作用对精米镉含量的影响均达到极显著水平(P0.01),土壤pH值的影响最大;精米镉含量在晚稻品种间存在极显著差异(P0.01),并受土壤pH值的影响,但土壤pH值和品种交互作用的影响未达到显著水平(P0.05)。精米镉富集系数在水稻品种类型之间存在显著差异(P0.05),由高到低为超级杂交稻、常规稻、杂交稻,生育类型不存在主效应(P0.05)。精米镉含量与株高、单株产量极显著相关(P0.01),相关系数分别为0.412、0.371,与穗长、每穗实粒数、千粒重和结实率相关性不显著(P0.05)。在土壤pH值4.0~8.0范围内,精米镉含量与移栽前土壤有效镉含量极显著相关(P0.01),相关系数为0.710。     

不同生育期施用硅肥对水稻吸收积累镉硅的影响

为探明硅肥对镉污染稻田降低稻米镉的作用机理,完善稻米镉消减的硅肥施用技术,采用田间试验,研究水稻不同生育期(基肥、分蘖期和孕穗期)施用硅肥对水稻吸收积累镉、硅的影响。结果表明:施用硅肥能够提高土壤0.160~0.290个pH单位,降低镉生物有效性,同时,显著增加土壤有效硅含量,增幅为295.3%~399.2%(P0.05);不同生育期施用硅肥中,基施硅肥能够显著增加9.7%的水稻产量,高于其他处理,基施硅肥显著降低了水稻茎秆、叶片、稻壳和稻米中的镉含量,降幅分别为31.9%(P0.05)、65.8%(P0.05)、46.1%(P0.05)和25.3%(P0.05),施硅降低了镉由茎秆向叶片和稻壳的转运,从而降低了稻米镉的积累,同时显著增加茎秆、叶片和稻壳硅含量,增加幅度分别为44.1%(P0.05)、71.5%(P0.05)和28.8%(P0.05)。综上表明,镉污染稻田基施硅肥能够显著增加水稻产量,降低土壤镉生物有效性,阻止镉的迁移转运,减少稻米镉积累,是镉污染稻田修复中推荐的硅肥施用技术。     

不同生育期施用叶面肥对水稻产量的影响

通过在水稻秧苗期及水稻生长后期喷施多种叶面肥多点试验,探讨各类叶面肥对水稻农艺性状和产量结构的影响。结果表明:全程喷施翠姆叶面肥有利于促进分蘖,增加有效穗,提高成穗率,从而实现增产,增产幅度在0.7%～2.3%;碧护增产途径主要是增加有效穗与千粒重,但实粒数略有降低,相对于对照,增产幅度在1.4%～3.2%;载能量营养液返青期喷施成穗率较低,最终未能实现增产;其余处理相对于对照,增产幅度在0.6%～2.9%。     

不同钾肥对水稻镉吸收和运移的影响

研究了镉污染的水稻土上三种钾肥，即KCl，K2SO4和KNO3对水稻在不同生育期吸收累积Cd的影响。结果表明：Cl－对水稻吸收Cd有促进作用，而且K＋和Cl－对水稻吸收Cd的促进作用，在不同生育期表现的程度不一样。SO42－显著降低水稻对Cd的吸收，降低糙米中Cd的含量。在稻田施加KCl，增加了土壤交换态Cd的含量。     

施用生石灰对镉污染酸性土壤中水稻镉积累的影响

通过两年的田间小区试验,研究了生石灰基施和追施两种方式,以及375、750和1 125 kg/hm~2的施用量对镉污染酸性土壤中水稻生长和糙米镉含量的影响。结果表明:施用生石灰可使稻谷产量提高20~760 kg/hm~2;显著提高土壤pH值,最大提高幅度达到0.3个单位;并能有效降低糙米中镉的含量,且追施方式的降镉效果优于基施方式,其中追施1 125 kg/hm~2生石灰处理在两年试验中可使糙米镉含量均降低至国家食品卫生标准限值(0.2 mg/kg)以内。因此,在水稻孕穗末期追施1125 kg/hm~2可推荐为镉污染酸性稻田改良措施。     

水稻营养器官镉积累特性对稻米镉含量的影响

为了明确水稻营养器官对镉的拦截作用,对3个水稻基因型关键器官的镉积累特性进行了比较研究。盆栽试验结果表明：高镉积累型水稻T优705茎基部（蘖节）、穗轴和籽粒的镉含量及穗轴向籽粒转运镉的比例显著高于低镉积累型水稻朝阳1号B和湘早籼24。稻穗在含镉0.9~4.5 μmol·L^-1的Hoagland营养液中灌浆时,T优705籽粒基部拦截镉的能力最弱,稻米镉含量（y）和穗轴中的镉含量（x）呈显著线性相关（y=ax+b）,穗轴中的镉含量每增加1.0 mg,朝阳1号B、湘早籼24和T优705稻米中的镉含量分别增加0.01、0.11 mg和0.14 mg。在0.9~18.0 μmol·L^-1的镉溶液中,进入离体叶片的镉离子数量直接决定着叶绿素的衰减速率,镉含量每增加1.0 mg,朝阳1号B和湘早籼24的叶绿素含量降低0.02 mg左右,而T优705的叶绿素含量只降低0.01 mg。在相同的镉胁迫环境中,T优705离体叶片的氧化损伤程度较轻,释放的O₂^-和H₂O₂数量显著少于朝阳1号B和湘早籼24。这些结果表明,低镉积累型水稻籽粒基部对镉的拦截能力强,叶片耐镉性差,而高镉积累型水稻籽粒基部对镉的拦截能力弱,叶片耐镉性强;离体稻穗的镉转运特性和离体叶片的耐镉能力可以作为快速筛选低镉积累水稻品种的重要依据。     

施用生石灰对水稻产量及产量构成因素的影响

采用盆栽试验,研究了施用生石灰对水稻产量及产量构成因素的影响。结果表明:生石灰对提高三系杂交稻的产量有积极影响,分别比对照提高了22.39%和17.77%,但对提高常规稻和两系杂交稻的产量作用不明显;在产量构成因素方面,施用生石灰能提高常规稻和两系杂交稻的结实率、提高两系杂交稻的每穗实粒数和千粒重,对三系杂交稻的产量构成因素有一定的积极影响。     

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。     

水溶性有机肥料对水稻产量和镉吸收的影响

采用土壤盆栽试验研究水溶性有机肥料对水稻抗氧化酶活性及镉吸收的影响。结果表明:施用水溶性有机肥料可提高稻谷产量,显著降低水稻孕穗期叶片超氧化物歧化酶(SOD)、灌浆期超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性;降低稻米镉含量,降低率为2.9%~21.5%,提高稻草镉含量,提高率为26.8%~99.1%。以750倍稀释液喷施增产幅度最大,达43.1%,基施(0.16 m L·kg~(-1))配合喷施(750倍稀释液)处理稻米降镉率最高。     

水稻粒形调控基因的研究进展

水稻粒形是重要的产量和品质性状,阐明其形成机理,是进一步提高水稻单产和改良其品质的基础.粒形是受多基因共同作用的数量性状,但其每一个构成基因,尤其是主效基因符合单基因孟德尔遗传模型,基于这一特点以及基因组学和分子生物学的巨大进步,目前,已有大量的数量性状基因座和不少于22个粒形相关基因被克隆.本文总结了水稻粒形的遗传特点,重点阐述了已克隆基因的功能以及存在的问题.     

不同土壤镉提取方法预测稻米富集镉性能评估

为筛选土壤镉(Cd)有效态提取方法并建立其与稻米Cd污染之间的累积模型,采用大田协同采样方式收集了土壤-水稻140对样品,分别研究了土壤Cd总量及土壤溶液Cd含量和化学浸提(醋酸HAc、复合有机酸、乙二胺四乙酸EDTA、CaCl2)、梯度扩散薄膜(DGT)技术提取的Cd含量与水稻糙米Cd含量的相关性,以评估不同提取方法预测稻米Cd累积模型的可行性。结果表明,研究区所在的长株潭地区存在较为明显的土壤及稻米Cd污染风险,EDTA提取Cd含量与土壤Cd总量显著正相关,模型拟合决定系数R2达到0.908 4,以总量预测稻米Cd污染存在37.2%~39.8%的误判率,0.01 mol·L^-1CaCl2提取的土壤Cd有效态含量存在明显的适用范围限制,在0.04~0.13 mg·kg^-1范围内,效果明显差于其他数据区域,模型决定系数R2仅为0.006。DGT技术能较好地预测稻米对Cd的吸收富集性能,且能区分土壤库供给能力差异对稻米富集Cd的影响,与传统化学浸提方法比较,DGT技术提取的土壤Cd有效态含量与稻米Cd含量具有更好的相关性(R^2=0.585 4,0.900 9),是预测稻米富集Cd较为理想的土壤有效态提取方法。     

稻米饭粒延伸性的研究进展

水稻饭粒延伸性是指米粒蒸煮时的延伸特性,用蒸煮后米粒长度增加值与蒸煮前米粒长度的比值来衡量,是评价稻米蒸煮食味品质的重要指标之一。随着现代遗传学及基因组学相关理论和育种技术的发展,人们对水稻饭粒延伸性的遗传研究也日趋深入。本文综述了影响水稻饭粒延伸性的相关因素及其遗传研究进展,指出了水稻饭粒延伸性遗传研究目前存在的主要问题,分析了水稻饭粒延伸性遗传研究的应用前景。     

不同水分管理模式对水稻生长及重金属迁移特性的影响

通过水泥池小区试验,研究了淹水(CF)和干湿交替(IF)两种水分管理模式对常规稻(C)与杂交稻(H)生长及重金属Pb、Cr、Cd富集的影响。结果表明,干湿交替(IF)处理能显著提高水稻的生物量及产量,增强了Pb、Cr、Cd在土壤-水稻系统中的迁移能力,并显著促进水稻根系对Cd的富集,提高米粒中Cr的含量。研究结果还表明,水分管理对Cr在水稻体内的迁移特性的影响明显不同于Pb和Cd。Pb、Cd在水稻体内含量呈现根茎叶米粒,而Cr则为米粒/茎叶根,且不同水分管理模式对常规稻(C)米粒富集Cr的影响较杂交稻(H)大。可见,干湿交替模式虽能促进水稻生长和增产,同时却显著提高了Cd和Cr的生物有效性。因此,在采取相应水分管理模式降低重金属生物有效性时应充分考虑水稻对不同重金属类型的响应差异,才能更有效地控制当前农田环境的重金属污染。     

粒肥施用时间对双季稻乳熟期亚细胞镉分布的影响

为探究水稻生育后期施氮对双季稻乳熟期植株亚细胞镉分布及成熟期糙米镉积累的影响,开展大田试验,选取早稻株两优819(低镉积累品种)、陆两优996(高镉积累品种)和晚稻湘晚籼12号(低镉积累品种)、玉针香(高镉积累品种)为试验材料,设置3个后期施氮时期处理,分别为始穗期施氮、齐穗期施氮、灌浆期施氮,并以后期不施氮为对照。试验结果表明,后期不施氮情况下,水稻根、叶细胞镉分布表现为细胞壁细胞液细胞器,后期施氮处理下不同稻季根、叶亚细胞各组分镉分配比例存在较大差异,早稻品种根、叶乳熟期细胞壁和细胞液镉分配比例降低,细胞器分配比例提高,低镉积累品种株两优819根细胞壁和细胞液镉含量显著高于高镉积累品种陆两优996;晚稻品种乳熟期根、叶细胞壁和细胞液镉分配比例提高,细胞器镉分配比例降低。根细胞壁中镉分配比例与细胞器和细胞液中镉分配比例极显著负相关(P0.01),根细胞壁镉分配比例与镉的转运系数极显著负相关(P0.01),根细胞器中镉分配比例与镉的转运系数极显著正相关(P0.01)。始穗期施氮,株两优819糙米镉含量显著降低28.57%;齐穗期施氮,陆两优996、玉针香糙米镉含量分别显著降低38.46%、48.15%,湘晚籼12号糙米镉含量降低10.00%;灌浆期施氮会提高糙米镉含量。水稻生育后期是籽粒镉积累的关键时期,水稻齐穗期施氮可显著降低高镉积累品种糙米镉含量。