鎘脅迫和磷酸鹽水平對水稻鎘積累特性的影響.pdf

1、我國農(nóng)田鎘（Cd）污染現(xiàn)狀嚴(yán)峻，Cd污染區(qū)稻米安全生產(chǎn)問題日益突出。通過施肥等手段降低稻米Cd積累，對中輕度Cd污染區(qū)糧食安全生產(chǎn)具有重大意義。本研究以高Cd積累品種T優(yōu)705（T705）和低Cd積累品種湘早秈24（X24）為實驗材料，利用水培實驗和盆栽實驗，對磷酸鹽水平與水稻Cd吸收轉(zhuǎn)運特性的關(guān)系進行了研究。主要結(jié)果如下：
　　1．水稻幼苗對Cd的吸收速率隨環(huán)境中Cd濃度的升高而增加，高Cd積累品種T705根系和地上部分的Cd吸

2、收速率均高于低Cd積累品種X24。用米氏方程擬合水稻幼苗的Cd吸收特征，發(fā)現(xiàn)T705根系對Cd的親和能力（1/Km=1.20）顯著高于X24（1/Km=0.94）。T705地上部分對Cd的最大吸收速率Fmax是X24的2.7倍，其根莖之間的Cd轉(zhuǎn)運效率也顯著高于X24。T705根系細(xì)胞壁中沉積Cd的速率遠(yuǎn)大于X24的，而X24地上部分的細(xì)胞壁中Cd的沉積速率要高于T705的。
　　2．亞細(xì)胞試驗結(jié)果表明，水稻根系 Cd分布特征為：

3、細(xì)胞液>細(xì)胞壁>細(xì)胞器，地上部分 Cd分布特征為：細(xì)胞壁>細(xì)胞液>細(xì)胞器。根系從環(huán)境中吸收的Cd一部分沉積在根系細(xì)胞壁上，另一部分跨膜進入根系原生質(zhì)體，極小部分進入細(xì)胞器；根系轉(zhuǎn)運到地上部分的 Cd大部分沉積在細(xì)胞壁上，少部分儲存在液泡中，極小部分在細(xì)胞器中。
　　3．水培實驗表明，根際環(huán)境中的磷酸鹽為1～30 mmol·L-1時，可顯著降低水稻幼苗的Cd吸收量以及向地上部分的轉(zhuǎn)運率。當(dāng)Cd含量為4.4μmo·L-1時，施用5 m

4、mol·L-1磷酸鹽可以使T705的根系Cd含量下降80.63％，地上部分Cd含量下降30.13%，Cd轉(zhuǎn)運率降低63.43%；使X24的根系Cd含量下降79.21%，地上部分Cd含量下降48.06%，Cd轉(zhuǎn)運率降低48.06%。
　　4．全生育期盆栽實驗表明，葉面噴施磷酸鹽對于水稻籽粒Cd含量沒有顯著影響。但土壤中添加0.5～3.5 g·kg-1的鈣鎂磷肥能顯著降低X24成熟期根系、葉片、穗軸和籽粒中的Cd含量。當(dāng)鈣鎂磷肥用量為

5、2.0 g·kg-1時，稻米中的 Cd含量比對照下降了38.3%，達(dá)到食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)的上限0.20 mg·kg-1(GB2762-2012)。
　　5、增施鈣鎂磷肥對于中性土壤pH沒有顯著影響，但顯著增加了根表鐵錳氧化物膜的含量。亞細(xì)胞分布結(jié)果顯示鈣鎂磷肥顯著降低了根系細(xì)胞壁和原生質(zhì)體中的 Cd含量，并降低了根系原生質(zhì)體占根系Cd含量的比例。X射線光電子能譜分析（XPS）結(jié)果顯示，增施鈣鎂磷肥對根系中碳（C）、氮（N）、氧（O）