不同水分管理对水稻镉吸收和分配的影响

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镉(Cd)是我国农田土壤重金属污染的主要污染物之一,具有高移动性和高毒害性的特点,它可通过食物链进入人体;水稻(Oryza sativa Linnaeus)是我国第一大作物,稻米的质量安全和无公害生产牵涉到人们的健康和安全。本文通过盆栽实验,以汕优63为供试水稻品种,在4个Cd水平下设置3种水分管理方式,研究了不同水分管理方式对在Cd污染水稻土上水稻生长及其吸收、分配Cd的规律的影响,得到以下主要结论:  (1)Cd胁迫降低水稻产量、结实率、有效穗数与地上部干重。整个生育期淹水可以显著提高水稻千粒重与产量。水分管理方式对水稻茎和叶干重有显著影响。  (2)抽穗期淹水和整个生育期淹水可以显著降低糙米中的Cd含量与积累量,其中又以整个生育期淹水降幅最大。采取淹水灌溉方式使水稻吸收的Cd主要集中于根部,降低了Cd从根部向其他部位的转移。在水稻生产中,从食品安全与节约用水的角度来看,可以采取在抽穗期淹水灌溉以降低水稻对Cd的吸收与积累,在水分条件允许的地方可以考虑采取整个生育期淹水的灌溉方式。  (3)淹水显著降低了水稻各部位Zn含量与吸收量。中低量Cd胁迫下,稻米中Cd与Zn之间存在协同作用,高Cd胁迫抑制了稻米对Zn的吸收。  (4)采取淹水处理可以降低土壤Cd的生物有效性,土壤有效P与Fe2+是影响水稻吸收积累Cd的重要因素。整个生育期淹水提高了土壤有效P含量,土壤供磷水平的高低影响水稻体内Cd含量的高低,植株Cd含量与土壤有效P呈显著负相关。在淹水状态下,随着Cd处理浓度的增加Fe2+含量逐渐降低,土壤Fe2+与土壤有效P呈显著正相关。  (5)水稻根膜Cd、Fe(Ⅱ)与Mn(Ⅱ)均是影响稻米吸收积累Cd的重要因子。根膜Cd含量与水稻各部位Cd含量间极显著正相关,土壤Cd的生物有效性越高,根膜Cd含量越高。淹水处理可以显著提高根膜Fe(Ⅱ)与Mn(Ⅱ)含量,而根膜中较高的Fe(Ⅱ)与Mn(Ⅱ)会抑制水稻对Cd的吸收。淹水促进氧化态的Fe(Ⅲ)和Mn(Ⅳ)向还原态的Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)转化,而且Mn(Ⅳ)被还原的速率大于Fe(Ⅲ)。  
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