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由于人类工农业生产活动增加,导致农田重金属镉(Cd)污染问题日益突显。水稻是我国第一大粮食作物,稻米Cd污染严重威胁人体健康。近年来水稻叶面喷施降Cd技术在水稻Cd污染治理中得到广泛应用。二巯基丁二酸(DMSA)是多种重金属(包括Cd2+、Pb2+、Hg2+、Cu2+)的有效解毒剂。本研究通过水培、盆栽及大田实验,探究了DMSA在水稻体内阻断重金属镉离子向水稻地上部及籽粒转运机制及对水稻幼苗Cd毒害的缓解机制,为研发一种降低稻米镉含量的新型叶面肥提供技术支撑。主要研究结果如下:1.水培试验表明,叶面喷施DMSA可显著降低Cd在水稻幼苗地上部的累积,同时还可显著缓解幼苗Cd胁迫。当DMSA喷施浓度在0.2-1.0 mmol·L-1时,水稻幼苗地上部Cd含量随着DMSA喷施浓度升高逐渐降低,与对照相比最高降幅可达43.5%,但是对幼苗六种常见矿质营养元素K、Ca、Mg、Mn、Fe、Zn及根部Cd含量均无显著影响。叶面喷施DMSA显著降低地上部MDA含量,提高抗氧化酶(SOD、CAT)的活性和抗氧化物质GSH的含量,显著缓解幼苗镉胁迫。2.盆栽试验表明,于水稻开花期连续喷施DMSA三次,可显著降低水稻籽粒和营养器官中镉含量。当喷施浓度为4.0 mmol·L-1时,可使籽粒、穂轴、穗颈及穗节Cd含量分别降低74.12%,34.74%,10.17%和12.86%,同时水稻旗叶Cd含量升高25.09%。据此推测,喷施DMSA降低籽粒中Cd含量可能与减少旗叶中Cd向籽粒转运有关。3.田间试验表明,于晚稻开花期在单一重金属Cd污染稻田叶面喷施DMSA一次可显著降低水稻籽粒中Cd含量。当DMSA喷施浓度为2.0-5.0 mmol·L-1时,水稻籽粒中Cd含量降低15.84%~46.09%,穂轴中降低10.03%~41.41%,穗颈中降低9.13%~28.46%,穗节中降低18.30~38.32%,对其他器官中Cd含量无显著影响。喷施DMSA显著降低了Cd由旗叶向顶端第一节中的迁移系数。据此推测,喷施DMSA降低籽粒中Cd含量可能与减少旗叶中Cd向籽粒转运有关。4.田间试验表明,于早稻开花期在复合重金属镉、砷、铅污染稻田叶面喷施DMSA一次可显著降低水稻籽粒中三种重金属含量。当DMSA喷施浓度为5mmol·L-1时,籽粒中Cd含量降低47.87%,总砷含量降低36.37%,Pb含量降低61.76%。与此同时,旗叶中Cd、As、Pb的含量分别增加20.87%,32.67%和49.40%。穗轴、穗颈和穗节中三种重金属含量随着喷施浓度增加也出现显著降低趋势,但是对其他器官中Cd、As、Pb含量影响不显著。田间数据表明,增加DMSA喷施浓度可显著降低水稻籽粒、穂轴、穂颈和穂节中Cd、As、Pb含量,但是旗叶中三种重金属含量出现显著增加趋势。据此推测,喷施DMSA降低籽粒重金属含量可能与减少重金属从营养器官(特别是旗叶)向籽粒转运有关。