轻中度污染土壤下低吸收水稻品种对镉的转运特征研究

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稻米作为主食,是世界上人口使用率最高的粮食作物,与人类的生活息息相关。然而随着社会的发展,重金属镉对耕地造成的污染日趋严重,而重金属镉又易在水稻中富集,从而威胁人类的身体健康,因此,本研究从农田安全生产实际出发,以中轻度污染土壤为条件,采用室内土培和大田联合的试验方法,选择五种低吸收品种水稻在当地进行试种,用土培试验探究低吸收品种水稻吸收镉的差异和重金属镉在水稻不同生长时期的分布特征,并用大田试验验证低重金属镉低吸收型品种水稻的治理效果,为农田重金属镉污染地区粮食安全生产提供科学理论和实用技术。试验结果表明:(1)2019年通过盆栽土培试验以中浙优1号、中浙优8号、甬优17、甬优1540和华浙优71五个水稻品种为供试材料,研究在轻中度重金属镉污染土壤中,通过对不同品种水稻吸收重金属镉特征的对比分析,结果表明:以5μmol/L、10μmol/L和15μmol/L三种不同重金属镉浓度处理五种水稻幼苗,其中重金属镉的转运速率最慢的是中浙优1号,当处理重金属镉浓度越高时,抑制了水稻对镉的转运,水稻转移系数也最低,从而减少了重金属镉纵向向上迁移的数量;同一水稻品种不同器官中重金属镉的积累存在差异。重金属镉的吸收和分布规律如下:根>茎>叶>糙米>稻壳。在分蘖期,育穗期和成熟期,不同水稻品种在根、茎、叶、稻壳和糙米之间对重金属镉的吸收积累量波动很大;同一水稻不同生育时期在相同器官中重金属镉的积累存在差异,其表现如下,根的重金属镉含量:分蘖期>拔节期>育穗期>成熟期,育穗期茎中重金属镉含量较高,叶片重金属镉含量:分蘖期<拔节期<育穗期<成熟期。(2)2019年大田试验以中浙优1号、中浙优8号、甬优17、甬优1540和华浙优71五个水稻品种为供试材料,在小粗村选取的该试验区农田土壤p H值平均为5.1,呈酸性。该试验区15个小区中所测得的土壤重金属全镉含量和土壤重金属有效态镉含量的平均值分别为1.33mg/kg、0.41mg/kg。虽然在相同的重金属镉污染耕地中,但是不同的试验小区内重金属镉的污染情况也大不相同,且各小区内土壤重金属全镉含量和其有效态镉含量成正相关;不同水稻品种糙米中吸收和积累的重金属镉含量与分蘖数,千粒重,水稻产量等水稻生长指标、土壤全镉含量和土壤有效镉含量无线性关系,但和水稻本身的遗传特征有关。根据检测结果可知,只有水稻品种中浙优8号的水稻糙米中重金属镉含量最低,值为0.18mg/kg,所以选取水稻品种中浙优8号为低吸收效果最好的品种。并在距离试验地一定范围内,大力推广农户种植中浙优8号,以期达到耕地安全利用,粮食安全生产的目的。
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