砷和草甘膦復合污染對水稻生長的影響及其機理研究.pdf

1、水稻是我國主要的糧食作物。水稻對砷具有比其他作物更強的吸收能力，砷在水稻中的富集不僅會導致水稻的減產(chǎn)，而且砷在水稻秸稈和籽粒中的積累會通過食物鏈傳遞，對人和牲畜造成健康風險。草甘膦是目前使用廣泛的除草劑，草甘膦在土壤中的殘留以及對作物的危害一直是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的熱點問題。探討砷和草甘膦復合污染條件下水稻的生長發(fā)育狀況，對于了解重金屬和除草劑污染和殘留對水稻種植的影響有十分重要的意義。本論文研究了不同濃度砷和草甘膦單獨及聯(lián)合處理條件下，水稻的

2、種子萌發(fā)、幼苗的生長發(fā)育和碳代謝、產(chǎn)量構(gòu)成、礦質(zhì)元素累積以及砷的富集和遷移變化，探討了砷和草甘膦單一及復合污染對水稻生長生育的影響，旨在為掌握重金屬和除草劑復合污染對水稻毒害作用提供參考。主要研究結(jié)論如下:
　　1.研究了砷(0-20mg/L)和草甘膦處理（0-20mg/L）單一及聯(lián)合處理對水稻種子萌發(fā)的影響，結(jié)果表明:砷和草甘膦處理顯著抑制了水稻的萌發(fā)，降低了水稻種子的發(fā)芽率和種子活力、根長和芽長、種子鮮重以及淀粉酶活性和貯藏物

3、質(zhì)轉(zhuǎn)運率。砷處理對水稻種子萌發(fā)率及胚根生長的抑制程度要大于草甘膦，而對胚芽的生長影響小于草甘膦處理。草甘膦和砷復合污染具有協(xié)同抑制作用，進一步降低了水稻萌發(fā)率、根長和芽長的生長及淀粉酶活性。
　　2.采用溶液培養(yǎng)方法，研究了砷處理（0-5mg/L）和草甘膦處理(0-5mg/L)單一和聯(lián)合處理對水稻幼苗生物量、抗氧化系統(tǒng)、碳代謝及砷吸收的影響。結(jié)果表明:砷和草甘膦都顯著抑制了水稻幼苗的生長，降低了水稻株高、葉綠素SPAD值、地上和根

4、的鮮重以及根系活力。砷脅迫降低了水稻幼苗抗氧化脅迫的能力，使MDA含量增加;然而低濃度草甘膦處理提高了水稻抗氧化脅迫的能力、使MDA含量下降，高濃度草甘膦處理則提高了MDA含量。砷和草甘膦聯(lián)合處理對水稻MDA含量無明顯的交互作用。單一處理條件下，1mg/LAs處理降低了、5mg/LAs處理則提高了水稻莖葉中可溶性糖和蔗糖的含量;而草甘膦處理除低濃度(1mg/L)降低了蔗糖含量外，顯著提高了水稻莖和葉中可溶性糖和蔗糖的含量。砷和草甘膦處理

5、對水稻SPS酶活性均無顯著影響，但高濃度砷和草甘膦處理顯著提高了SS酶活性。砷和草甘膦處理對可溶性糖含量和SPS酶活性存在顯著交互作用，兩者聯(lián)合處理顯著提高了可溶性糖含量、降低了SPS酶活性。高濃度草甘膦(5mg/L)降低了水稻莖葉和根中As的含量。1mg/L As及5mg/L As處理條件下，5mg/L草甘膦處理水稻根和莖葉中砷的含量分別為不施草甘膦處理的55.1％、89.6％（根）和77.5％、84.3％（地上部）。
　　3.

6、采用土壤培養(yǎng)方法，研究了砷處理（0-80mg/L）和草甘膦處理(0-16mg/L)單一及聯(lián)合處理對水稻生育期進程、產(chǎn)量、礦質(zhì)營養(yǎng)元素含量及砷的吸收和累積的影響。結(jié)果表明:砷和草甘膦處理顯著地抑制了水稻的生長，降低了水稻株高和葉綠素含量，推遲了水稻生育期。砷脅迫降低了水稻產(chǎn)量，砷和草甘膦處理具有協(xié)同作用，使水稻產(chǎn)量進一步降低。砷脅迫顯著降低了水稻植株莖和葉中N、P和K的含量，砷和草甘膦復合污染對分蘗期水稻根和莖中N、P和K的含量有顯著交互

7、作用、使分蘗期水稻根和莖中N、P和K的含量進一步下降，但對成熟期水稻植株N、P和K的含量交互作用不顯著。砷處理顯著提高了成熟期水稻莖葉、谷殼和糙米中Fe和Mn的含量，但降低了Cu和Zn的含量。草甘膦處理則顯著降低了成熟期水稻莖葉、谷殼和糙米中Fe和Mn的含量，提高了Zn的含量。砷和草甘膦復合污染對成熟期水稻Fe、Mn、Cu和Zn的含量均存在顯著的交互作用。砷處理顯著提高了水稻各部分的砷含量。草甘膦促進了分蘗期水稻對砷的吸收，但對抽穗期和