水分管理對不同積累特性水稻鎘吸收轉(zhuǎn)運(yùn)的影響研究.pdf

1、水稻是我國的第一大作物,近年來,隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展,農(nóng)田土壤鎘(Cd)污染日趨嚴(yán)重,嚴(yán)重影響著稻米的產(chǎn)量和質(zhì)量安全。水稻對Cd的吸收與分配存在著品種差異,因此,探明Cd在不同品種水稻籽粒中累積的機(jī)理,有助于選育籽粒低Cd累積水稻品種。利用農(nóng)藝措施調(diào)控Cd污染土壤上水稻對Cd的吸收是Cd污染土壤稻米安全生產(chǎn)的熱點(diǎn),而水分管理方式可以有效調(diào)控土壤Cd活性進(jìn)而調(diào)控水稻對Cd的吸收,盡管關(guān)于不同水分管理對水稻Cd吸收和累積的影響機(jī)理的研究已有

2、報(bào)道,但田間不同水分管理模式下水稻的Cd吸收積累的特征及機(jī)理則鮮有研究。本文采用水培、盆栽試驗(yàn),選用Cd高、低吸收特性的不同水稻品種,探討不同水稻品種糙米Cd累積的差異及機(jī)理,并通過盆栽及田間試驗(yàn)探討了不同水分管理方式對水稻Cd吸收累積的影響及生理機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.兩種不同籽粒Cd含量水稻品種的鎘吸收轉(zhuǎn)運(yùn)及其生理效應(yīng)差異研究以兩種籽粒Cd含量不同的水稻品種為材料,采用水培和盆栽試驗(yàn),研究了水稻不同生育期Cd吸收

3、特性、水稻生理性狀及其與水稻糙米Cd含量的相互關(guān)系。盆栽試驗(yàn)結(jié)果表明,在含Cd量為1.57 mg kg-1的土壤上,中香1號(A16,低Cd品種)和IR65610-38-2-4-2-6-3(A54,高Cd品種)糙米中Cd含量分別為0.31和0.88 mg kg-1；盡管水培和土培試驗(yàn)均顯示苗期A16對Cd的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)強(qiáng)于A54,但在苗期之后的生育期內(nèi),A54吸收Cd的強(qiáng)度均高于A16；比較不同生育期兩品種單株Cd累積量,發(fā)現(xiàn)苗期至拔節(jié)期的

4、增幅最大,這一階段是水稻吸收和分配Cd的重要時期；分析各生育期兩個品種水稻地上部和根中Cd含量、根部向地上部的Cd轉(zhuǎn)移率以及可以鈍化滯留Cd的非蛋白巰基(NPT)含量,發(fā)現(xiàn)A16和A54的籽粒Cd含量差異可能是由根系吸收及向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)等過程共同控制。
　　 2.盆栽試驗(yàn)條件下不同水分管理方式對水稻鎘吸收與分配的影響及機(jī)理初探采用盆栽試驗(yàn),研究了淹水、間歇灌溉及旱作三種水分管理方式對水稻苗期生長及Cd吸收累積的影響,并從土壤有效態(tài)

5、Fe、有效S,水稻根表鐵膠膜及水稻根和地上部的丙二醛含量、非蛋白巰基含量及過氧化物歧化酶活性等角度探討了不同水分管理方式對水稻Cd吸收累積的影響機(jī)理。結(jié)果表明,淹水極顯著地降低了土壤有效態(tài)Cd含量、水稻根系和秸稈Cd含量及其累積量；淹水條件下,水稻所受到的氧化脅迫最低,水稻的生長最好,干物質(zhì)累積最多；分析不同水分管理方式下水稻地上部、根、根膠膜中Cd含量,根膠膜Fe含量,土壤鹽酸提取態(tài)硫含量、鹽酸提取態(tài)Cd及Fe含量之間的相關(guān)關(guān)系,發(fā)現(xiàn)

6、連續(xù)淹水處理極顯著地降低了水稻對Cd的吸收,這可能是由于淹水條件下土壤鹽酸提取態(tài)Cd極顯著降低、鹽酸提取態(tài)Fe則顯著上升導(dǎo)致的Fe、Cd競爭造成的,而淹水條件下Cds沉淀的形成在很大程度上影響了土壤Cd的有效性。
　　 3.田間試驗(yàn)條件下水分管理方式對水稻鎘吸收與分配的影響研究以兩個籽粒Cd含量具有明顯差異的水稻品種為供試材料,研究了全生育期淹水(W)、間歇灌溉(I)、當(dāng)?shù)厣a(chǎn)灌溉方式(CK)及不灌水旱作(D)等四種不同水分管理

7、方式下,水稻的Cd吸收特點(diǎn),并結(jié)合土壤提取態(tài)Cd及生理指標(biāo)變化,探討了不同水分管理方式對水稻Cd積累的影響及機(jī)理。結(jié)果表明,與當(dāng)?shù)厣a(chǎn)灌溉方式相比,全生育期淹水降低了土壤鹽酸提取態(tài)Cd、根膠膜Cd含量及糙米、谷殼、秸稈中Cd含量,而間歇灌溉及不灌水旱作處理均提高了以上幾項(xiàng)指標(biāo)的數(shù)值；與CK相比,品種A16實(shí)際產(chǎn)量為:W、I、D處理分別增產(chǎn)74.9％(p＜0.05)、61.9%(p＜0.05)、49.0%(p＞0.05)；品種A159實(shí)際