雜交水稻對(duì)土壤Cd的吸收及其籽粒Cd、Zn的關(guān)系——土壤和品種的交互影響.pdf

1、由于工業(yè)污染、污水灌溉、污泥施用以及施肥等原因，我國農(nóng)田土壤Cd污染問題日趨嚴(yán)重，對(duì)我國的食物安全和生態(tài)安全構(gòu)成了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。許多研究表明，通過土壤一作物一食物系統(tǒng)的遷移是人類攝取Cd的主要途徑。水稻是我國的重要糧食作物，稻米是我國人民傳統(tǒng)的主要食物來源。當(dāng)前，雜交水稻是我國水稻生產(chǎn)的主要栽培品種。為了保障糧食安全供應(yīng)，我國正在推廣單產(chǎn)達(dá)9t·hm<'-2>以上的超級(jí)稻。然而許多研究表明，水稻籽粒對(duì)土壤Cd吸收在大宗農(nóng)作物中是最強(qiáng)的，在

2、工礦污染條件下甚至可能產(chǎn)生“鎘米”，嚴(yán)重危害人類健康。 盡管當(dāng)前研究同種條件下不同水稻品種或基因型對(duì)Cd吸收影響的文獻(xiàn)較多，但還不足以說明田間條件下土壤與品種兩者之間的交互作用對(duì)水稻Cd的吸收積累及其對(duì)食物安全的影響。本課題組已研究報(bào)道了土壤-品種交互作用可使常規(guī)稻對(duì)Cd的吸收積累達(dá)到嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn)程度，但還不清楚這種土壤-基因型交互作用對(duì)雜交水稻尤其是超級(jí)稻的Cd吸收和籽粒積累的影響如何。因此，本研究選擇2種雜交水稻(普通雜交

3、稻“汕優(yōu)63”和超級(jí)稻“Ⅱ優(yōu)明86”)與烏柵土和紅沙泥田2種不同性質(zhì)水稻土為材料，采用外加Cd(2.5mgCd/kg土)和不外加Cd處理進(jìn)行盆栽試驗(yàn)，研究了水稻對(duì)土壤中Cd的吸收及籽粒積累特點(diǎn)。 結(jié)果表明，雜交水稻對(duì)Cd的吸收及籽粒積累依土壤、品種及二者的交互作用而變化。雜交稻對(duì)土壤中原有Cd的吸收與積累，基因型影響高于土壤類型的影響，但對(duì)外源Cd的吸收與籽粒積累，土壤類型的影響強(qiáng)于品種基因型；而土壤與品種問的正交互作用(Cd吸

4、收強(qiáng)的超級(jí)稻種植于土壤Cd化學(xué)有效性高的紅沙泥田)可使水稻籽粒Cd積累成倍提高。說明在未污染條件下，雜交稻對(duì)Cd的吸收與籽粒積累主要受品種的吸收能力控制，而在污染條件下，土壤化學(xué)性質(zhì)對(duì)Cd有效性的影響成為土壤-水稻系統(tǒng)Cd遷移的主要控制因素。 從食物安全風(fēng)險(xiǎn)考慮，在酸性土壤中或污染條件下，超級(jí)稻對(duì)Cd的吸收與籽粒積累十分強(qiáng)烈，就地消費(fèi)人群的籽粒Cd暴露風(fēng)險(xiǎn)水平達(dá)到數(shù)倍于臨界攝入劑量水平。加Cd處理下，汕優(yōu)63中Cd滯留于根部，而

5、Ⅱ優(yōu)明86則有較強(qiáng)的將Cd向上運(yùn)輸?shù)哪芰?。?jì)算表明，Ⅱ優(yōu)明86籽粒Cd積累的不利效應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其產(chǎn)量的增加效應(yīng)。 本實(shí)驗(yàn)結(jié)果還顯示，土壤-水稻系統(tǒng)中Cd的遷移與籽粒積累受到品種及基因型、土壤化學(xué)條件、Cd污染水平以及土壤-品種的相互作用的影響，與常規(guī)稻相比，高產(chǎn)的雜交稻和超級(jí)稻有促進(jìn)籽粒Cd吸收同時(shí)排斥Zn的明顯趨勢(shì)。這在我國食物缺鋅較為普遍的情況下將加劇Cd的健康危害。因此，在高產(chǎn)水稻育種中必須考慮水稻對(duì)Cd吸收的基因型差異與籽