鎘污染條件下葉面噴施鋅肥對(duì)水稻鋅鎘積累的影響.pdf

1、由于農(nóng)業(yè)污灌、污泥和鎘含量超標(biāo)磷肥的施用等人為活動(dòng)的影響,農(nóng)業(yè)土壤尤其是稻田Cd污染加劇。水稻是鎘吸收能力較強(qiáng)的大宗類(lèi)作物,我國(guó)65％以上的人口以稻米為主食,稻米中的鎘可通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體,對(duì)人體造成極大危害。因此,稻田Cd污染對(duì)農(nóng)產(chǎn)品和生態(tài)安全構(gòu)成極大威脅,制約了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。在農(nóng)田鎘污染,特別是輕度污染的條件下,如何通過(guò)農(nóng)藝調(diào)控措施,緩解Cd對(duì)水稻毒害,減少稻米中鎘的積累,實(shí)現(xiàn)稻米安全生產(chǎn),成為亟待解決的問(wèn)題之一。由于土壤和人體普

2、遍缺鋅,鋅與鎘又位于元素周期表中同一主族,二者具有相似的生物地球化學(xué)特征。因此,本文以不同特性的水稻品種為材料,通過(guò)營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)、盆栽模擬和大田試驗(yàn),較系統(tǒng)地研究了不同鎘污染條件下,鋅對(duì)水稻生長(zhǎng)和籽粒鋅鎘積累的影響,以及葉面噴施鋅肥對(duì)籽粒重金屬含量的調(diào)控作用。取得的主要研究結(jié)果如下:
　　 1.通過(guò)人工模擬不同鎘污染程度土壤的盆栽試驗(yàn),研究齊穗期葉面噴施鋅肥對(duì)水稻生長(zhǎng)、產(chǎn)量以及不同部位Zn、Cd、Cu、Fe、Mn等元素含量的影響,

3、并進(jìn)一步分析不同部位各元素含量間的關(guān)系。結(jié)果表明,Cd處理濃度越高,其對(duì)植株生長(zhǎng)和產(chǎn)量的抑制作用越強(qiáng);與對(duì)照相比,在Cd添加濃度為2.5和5 mg·kg-1的條件下,植株的鮮質(zhì)量、干物質(zhì)積累及產(chǎn)量明顯降低,而糙米中Cd含量超過(guò)農(nóng)業(yè)部食品安全標(biāo)準(zhǔn)(0.2 mg·kg-1);葉面噴施鋅肥對(duì)水稻生長(zhǎng)和產(chǎn)量無(wú)明顯影響,但植株各部位Zn含量卻顯著增加;在2.5 mg·kg-1Cd處理下,葉面噴施鋅肥后糙米Cd含量提高41.9%,而在5 mg·kg

4、-1Cd處理下,糙米Cd含量卻降低了15.4%,說(shuō)明葉面噴施鋅肥增加了鎘污染條件下稻米鎘污染的風(fēng)險(xiǎn);相關(guān)分析表明,糙米中Cd與Zn無(wú)明顯相關(guān)性,而與Mn、Cu、Mg呈顯著正相關(guān)。
　　 2.選擇鎘污染程度不同的農(nóng)田,研究葉面噴施鋅肥對(duì)不同基因型糙米中鋅鎘積累的影響,探討籽粒中鋅鎘積累的關(guān)系及其影響因素。結(jié)果顯示,籽粒中的鎘含量和鋅含量都存在顯著的基因型差異,其中鎘含量變異幅度為0.009～0.078mg·kg-1,鋅含量變異幅度

5、為20～50 mg·kg-1;并且鋅鎘含量還受基因型與環(huán)境互作的影響。葉面噴施鋅肥可以增加稻米中鋅含量,在16份供試材料中,以鎘含量很低的日本晴和TN7085品種體內(nèi)鋅含量的提高幅度較大。稻米中鎘含量受葉面噴施鋅肥的影響程度亦存在顯著的基因型差異,以協(xié)優(yōu)7954和中恢8006的降幅最大。
　　 3.通過(guò)溶液培養(yǎng)試驗(yàn),研究了4種不同鋅(Zn)鎘(Cd)交互處理下,水稻幼苗的株高、生物量、根系形態(tài)和Zn、Cd元素含量等指標(biāo)在不同處理

6、時(shí)間的變化,探討水稻幼苗對(duì)Zn、Cd的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)與根系形態(tài)參數(shù)的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn),日本睛和具有相同遺傳背景的富鋅富鐵品系TN7085苗期的農(nóng)藝性狀、根系生長(zhǎng)特征以及鋅鎘吸收特性高度類(lèi)似;1μM Cd脅迫下,幼苗生長(zhǎng)受到明顯抑制;Cd處理16d時(shí)水稻幼苗根長(zhǎng)、根表面積、根數(shù)、根體積等根系形態(tài)參數(shù)顯著下降,到處理35 d時(shí)根系數(shù)量與根系長(zhǎng)度顯著增加,而根系平均直徑與根體積顯著下降;鎘脅迫下加入高鋅(8.0μM Zn)后,水稻植株的干物質(zhì)重、鋅

7、鎘含量高于2.0μM Zn處理的植株,根系形態(tài)指標(biāo)顯著高于低鋅處理的植株;處理16 d時(shí),0.0＜D≤1.8mm的根各形態(tài)指標(biāo)受Zn、Cd影響顯著;隨處理時(shí)間延長(zhǎng)到35 d時(shí),Zn、Cd及二者交互作用主要影響0.0＜D≤0.6 mm根系構(gòu)型的變化,說(shuō)明細(xì)根是受鋅鎘影響的主要部位。相關(guān)分析表明,表征根系生長(zhǎng)狀態(tài)的形態(tài)參數(shù)與植株地上部、根中鎘含量和積累量以及地上部鋅含量呈顯著正相關(guān),而與植株體內(nèi)鋅積累量呈顯著負(fù)相關(guān)?？梢?jiàn),高鋅不僅可以改善根