外源鈣對鎘脅迫下水稻幼苗鎘化學形態(tài)分布及谷胱甘肽含量的影響.pdf

1、隨著工礦業(yè)的發(fā)展、農業(yè)污水灌溉、污泥和磷肥的施用等，農田土壤Cd污染日趨嚴重，特別是稻田污染，稻米安全受到影響。Cd污染問題已成為威脅土壤生態(tài)安全和制約農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。如何減輕Cd對水稻的毒害，成為當前亟需解決的問題之一。因此，本文以兩份對鎘積累吸收能力不同的水稻保持系材料（宜香B、E2B）為供試材料，通過水培試驗研究不同鈣水平處理對鎘脅迫下水稻幼苗根系形態(tài)、鎘化學形態(tài)分布及谷胱甘肽含量的影響。主要研究結果如下：
　　

2、 (1)水稻幼苗根系形態(tài)在不同Ca、Cd濃度下反應各異，材料間存在差異。單Cd脅迫下，兩份水稻材料幼苗根系形態(tài)表現(xiàn)出低Cd濃度促進根系生長，高Cd濃度則抑制其生長；在Cd脅迫下，施入外緣Ca，兩份水稻材料幼苗根系形態(tài)隨著Ca濃度的增加呈現(xiàn)出先增加后減少的情況，材料間存在差異。具體表現(xiàn)為，在單Cd脅迫下，低鎘處理(1mg/L)對水稻幼苗根系生長有一定的促進作用，均略有升高，但高鎘(5mg/L)處理下，水稻幼苗根干重、根總長、根表面積、根體

3、積、根尖數(shù)明顯受到抑制。無論是在低鎘(1mg/L)還是高鎘(5mg/L)脅迫下，低中濃度Ca(80，160mg/L)明顯促進了水稻幼苗根干重、根總長、根表面積、根體積、根尖數(shù)的增加，而高濃度Ca(320mg/L)抑制了其根系的生長。在鎘脅迫時不同供鈣水平下，兩種水稻幼苗均以直徑小于或等于0.4mm的根系為主，對其直徑小于或等于0.2mm的根系生長影響最大。Ca(80mg/L、160mg/L)有利于促進水稻幼苗的根系生長，緩解鎘對水稻的毒

4、害。無論是鈣鎘單獨處理還是鈣鎘交互處理對于E2B根系生長影響效應明顯大于宜香B，耐鎘型水稻材料E2B根系各項指標總是高于鎘敏感型水稻宜香B。
　　 (2)隨著Cd脅迫水平的提高，兩份水稻材料幼苗的總Cd含量和不同化學形態(tài)Cd含量均增加，材料間存在差異；在Cd脅迫下，施入外緣Ca后，總Cd含量和不同化學形態(tài)Cd含量隨著Ca濃度的增加先降低后升高，材料間變化各異，各處理間均達顯著性差異。在單鎘脅迫下水稻幼苗根系和葉片中氯化鈉提取態(tài)和

5、醋酸提取態(tài)是優(yōu)勢形態(tài)，其次是水提取態(tài)和乙醇提取態(tài)，鹽酸提取態(tài)最少：隨Cd處理濃度的增加，水稻幼苗體內總鎘含量升高，水稻幼苗根系中乙醇提取態(tài)和水提取態(tài)的比例略有下降，而在水稻幼苗葉片中，水提取態(tài)的比例逐步上升。兩種材料相比較，E2B體內總Cd含量和不同化學形態(tài)Cd含量比宜香B體內的低；E2B體內乙醇加水提取態(tài)的比例比宜香B低，而醋酸加鹽酸提取態(tài)的比例比宜香B高，說明其體內的Cd處于難以移動的狀態(tài)。在鎘脅迫下施入一定量的鈣元素(80mg/L

6、、160mg/L)后，水稻幼苗根系和葉片總鎘含量呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢。水稻幼苗根系和葉片中氯化鈉提取態(tài)和醋酸提取態(tài)依然是優(yōu)勢形態(tài)，其次是水提取態(tài)和乙醇提取態(tài)；水稻幼苗根系和葉片中乙醇提取態(tài)和水提取態(tài)的比例下降；水稻幼苗中醋酸和鹽酸提取態(tài)的比例增加大。當鈣達到320mg/L時，水稻幼苗中鎘總量反而較正常供鈣時高，鎘的乙醇提取態(tài)和水提取態(tài)的比例較正常供鈣時增加。無論是鈣鎘單獨處理還是鈣鎘交互處理對于E2B體內鎘總量和鎘化學形態(tài)影響效應明顯

7、大于宜香B。
　　 (3)水稻幼苗體內谷胱甘肽(GSH)含量在不同Ca、Cd濃度和時期對Ca、Cd的反應各異，材料間存在差異，各處理間達到顯著性差異。在單Cd脅迫時，水稻幼苗中GSH含量隨著脅迫濃度的增加先升后降。在不同Ca、Cd處理下，低中濃度Ca(80，160mg/L)提高了鎘脅迫下水稻體內GSH含量，減緩了GSH下降的速率，降低了鎘對水稻的毒害。低中濃度Ca(80，160mg/L)對低鎘(1mg/L)脅迫下水稻材料的緩解效

8、果好于高鎘(5mg/L)脅迫下的水稻。高濃度Ca(320mg/L)則抑制GSH的合成。在單鎘脅迫時，水稻幼苗根系和葉片中GSH均隨著時間的增加呈現(xiàn)先升后降的趨勢：隨著處理時間的延長，鎘脅迫嚴重抑制了谷胱甘肽的合成。鈣鎘處理7天時水稻體內GSH含量明顯大于14天時。鈣對鎘脅迫下水稻根系中的GSH的影響明顯大于在其葉片。在整個脅迫過程中，耐鎘型水稻材料E2B體內GSH含量總是高于鎘敏感型水稻材料宜香B。鈣鎘處理7天時對宜香B影響效應比E2B