论文部分内容阅读
水稻作为人类的主要粮食之一,为我国65%以上人口提供主食。但随着经济的迅速发展,相对应而来的重金属污染随之普遍,其中水稻重金属污染也日渐突出。据环境保护部和国土资源部联合发布《全国土壤污染状况调查公报》显示,农田镉（Cd）污染点位超标率达7.0%,位于8种无机污染物之首。土壤中镉一方面影响土壤的生态系统结构和功能,降低土壤肥力,另一方面被水稻吸收后,可能会导致水稻产量下降,严重者甚至会直接造成水稻植株死亡。因此研究水稻中重金属镉污染及阻控具有极其重要的理论意义和实际应用价值。本研究在株洲县某中度污染区开展大田试验和采集长沙县某轻度污染土壤开展盆栽试验,最后再由盆栽试验推广至大田试验验证效果。探究水稻不同叶中镉含量与稻米中镉含量关系及喷施不同叶面肥铁肥后对水稻光合作用影响、叶片中抗氧化酶系统影响及铁含量和重金属镉含量影响。以期对农田重金属污染及食品安全问题提供科学依据和技术支撑。得出主要结果如下:（1）通过野外随机采集水稻植株样品分析,分析结果表明水稻叶中Cd含量与谷壳、糙米中Cd含量呈显著正相关,其中第一叶中Cd含量与糙米Cd含量相关性最明显（R2=0.8578）,为运用叶面肥阻控稻米富集Cd提供理论依据。在此基础上,四种市场上随机购买的叶面肥（Ca肥、Si肥、N肥、Fe肥）均能有效促进水稻产量和降低稻米中Cd含量,其中叶面Fe肥增产效果最佳可增产27.27%,同时可减低糙米中Cd含量32.66%。（2）在轻度Cd污染盆栽条件下,喷施四种不同类型叶面Fe肥（Fe2+、Fe3+、Fe（Ⅱ）、Fe（Ⅲ））较CK相比可以提高水稻2.45%～13.14%的产量,提升效果最佳在中浓度Fe（Ⅱ）。喷施适量浓度的Fe（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）可以提升水稻叶中叶绿素含量和净光合作用率,还能降低叶片中胞间二氧化碳的浓度,同时可以显著增加水稻叶片中POD、SOD和CAT含量,且增加效果明显优于Fe2+和Fe3+,但过量喷施可能会导致叶片中MDA含量上升。喷施四种叶面Fe肥可以显著提升叶、谷壳和糙米中Fe含量,但在茎中和根中提升效果不明显。喷施四种叶面Fe肥均能有效降低叶中Cd含量,但只有在中高浓度喷施下才能有效降低糙米和谷壳中Cd含量,最高可降低糙米中29.03%Cd含量。本研究为大田推广试验提供依据。（3）在中度污染的大田条件下验证盆栽试验,喷施四种不同类型叶面Fe肥可以提高水稻0.99%～9.68%产量。喷施适量浓度的Fe（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）可以提升大田中水稻叶绿素含量、净光合作用率和降低胞间二氧化碳浓度,大田喷施叶面Fe肥对水稻气孔导度和蒸腾速率没有明显影响。这与前期盆栽试验结果相类似。喷施中高浓度的Fe（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）可以显著提升水稻叶片中POD、CAT含量,同时降低MDA含量。在大田中喷施叶面Fe肥对水稻叶片中SOD活性影响不大。喷施中高浓度Fe（Ⅱ）和高浓度Fe（Ⅲ）可以明显增加水稻糙米、谷壳、叶和茎中Fe含量,但在根中提升Fe效果不明显。喷施高浓度Fe2+、Fe（Ⅲ）和中浓度Fe（Ⅱ）可以显著降低谷壳、叶和茎中Cd含量。喷施四种叶面Fe肥对稻米中Cd含量虽有降低趋势但没有显著降低效果,最高可降低糙米中12.90%含量,其总体效果不及盆栽试验,故建议与其他阻控水稻吸收Cd的措施相结合。