土壤-水稻系統(tǒng)硒汞交互作用機制研究.pdf

1、硒是一種人體必需的微量元素，人缺硒可以引發(fā)克山病、大骨節(jié)病。研究表明每日適量的硒攝入，可以延緩衰老、增強免疫力、抵抗心血管疾病和癌癥、以及維持內分泌系統(tǒng)正常運轉。汞是對生物體極其有害的重金屬污染物，易于遷移并且在生物體中富集。自然界中硒和汞在生物體內表現(xiàn)出廣泛的拮抗作用。為了進一步明確土壤—水稻系統(tǒng)內硒和汞之間相互作用特征，進一步探索硒和汞之間的拮抗作用機制，本研究進行了硒酸鈉和亞硒酸鈉對水稻不同時期吸收汞的影響；噴施亞硒酸鈉對水稻吸收

2、鎘和汞的影響；硒對汞脅迫下水稻體內微量元素含量的影響；微量硒和汞對水稻體內抗氧化酶系統(tǒng)的影響；以及鐵膜存在時硒對水稻汞吸收的影響的研究。主要結果如下：
　?。?）采用盆栽試驗方法，研究控制條件下土壤施用硒酸鈉和亞硒酸鈉對水稻不同生育期吸收和轉運汞（Hg）的影響。結果表明，在拔節(jié)期施用亞硒酸鈉根部對汞的固定作用增強，根部的汞含量和分配比率與對照（CK）相比差異顯著，平均增加9.3％和13.9%，莖葉中的汞含量降低；拔節(jié)期施用硒酸鈉各

3、處理根部汞含量和分配比率與對照（CK）相比無顯著差異。在孕穗期和成熟期，施用亞硒酸鈉各處理穗和籽粒中汞含量與對照相比平均降低49%和44.13%，施用硒酸鈉各處理穗和籽粒中汞含量平均降低47.0%和28.6%。且在孕穗期和成熟期施用硒酸鈉各處理硒和汞的次級遷移存在一定的協(xié)同作用，施用亞硒酸鈉各處理無此現(xiàn)象。
　?。?）通過盆栽試驗，采用葉面噴施不同濃度亞硒酸鈉（0.2、1.5、5.0）mg L-1的方式，研究葉面噴施亞硒酸鈉對水稻

4、體內鎘、汞的積累和轉運的影響。結果表明，噴施亞硒酸鈉能夠顯著的提高籽粒中的硒含量，噴施濃度較低時（<1 mg L-1），對水稻各生育期各部位鎘含量以及遷移系數無影響，卻能夠顯著降低成熟期籽粒汞含量和次級遷移系數（STI）。噴施濃度過高（5mg L-1）會促進孕穗期、成熟期鎘向莖葉和籽粒中的遷移，從而使莖葉和籽粒中鎘含量增加，但是對水稻各部位的汞含量和遷移無影響。因此孕穗期和成熟期是硒影響水稻體內鎘、汞積累的關鍵時期，噴施亞硒酸鈉對水稻吸

5、收和轉運重金屬的影響結果與噴施濃度以及金屬陽離子的特性有關。
　?。?）通過水培的方式，設置兩個硒水平（0，2?mol L-1），5個汞水平（0、0.25、0.5、1.0、2.0 mg L-1），研究硒對水稻吸收汞和N，P，K，Ca，Mg，F(xiàn)e等營養(yǎng)元素影響，為進一步揭示硒汞拮抗作用提供理論依據。結果表明添加硒可以促進汞脅迫條件下水稻的生長，增加其根和地上部的生物量。隨著汞濃度的升高，水稻體內的硒濃度和汞含量的增加幅度逐漸降低，硒

6、和汞存在一定的拮抗作用。硒可以提高汞脅迫下水稻體內的N，P，K以及微量元素的含量，這很可能是硒增強了植物體內抗氧化酶系統(tǒng)的活性，提高了質膜穩(wěn)定性，進而對細胞膜上的離子通道產生影響的結果。
　?。?）本實驗通過水培的方式，探究微量硒對水稻吸收汞以及抗氧化酶系統(tǒng)的影響，汞濃度設置2個水平（0、0.25 mg L-1），硒濃度設置兩個水平分別為（0，2?mol L-1），共6個處理。結果表明微量的硒汞僅對水稻根初期生長有一定影響，隨著水

7、稻生長發(fā)育的進行，對水稻生長的影響逐漸減弱。硒和汞同時施用能夠顯著的降低水稻對汞的吸收，預先用硒處理對水稻體內的汞含量無顯著影響。微量的硒可以提高水稻體內CAT，POD的活性，增加GSH的含量，對SOD活性無顯著影響，這可能是由于微量的硒和汞未對植物造成嚴重的氧化脅迫。
　?。?）本實驗以水培實驗的方式，利用Fe2+誘導水稻根表不同數量鐵膜（Fe0，F(xiàn)e10，F(xiàn)e30，F(xiàn)e50，F(xiàn)e70）的生成，研究鐵膜存在下硒對水稻吸收汞的影響