碘的缺乏将会引起人体甲状腺肿大症,这己成为全球范围的一大公共卫生问题。为防治碘缺乏症（IDD）的发生,本文利用农业生物强化法提高蔬菜中碘的含量以改善人体碘的营养水平,从而探询更为高效、安全的补碘新途径。本研究以各种类型的蔬菜为栽培作物,选取不同形态的有机、无机碘和海藻碘肥作为外源碘,采用水培、土培、大田等多种栽培方式及常规和同位素研究法深入探讨碘在土壤-蔬菜系统中的环境生物地球化学行为及蔬菜富集碘的机制,从而为富碘蔬菜的筛选及碘的农业生物强化法的产业化应用推广提供切实的理论和技术依据。取得的主要结果如下:1.水培条件下外源碘的添加对蔬菜的生长均具有明显效应,在低浓度的碘水平下（＜0.5 mg/L）,外源碘能促进蔬菜生长,但高浓度的碘会对蔬菜的生长产生抑制作用。供试蔬菜都具有一定的吸收与积累水培液中外源碘的能力,随着外源碘浓度的提高,蔬菜可食用部位碘的含量均随之增加,蔬菜对三种不同形态外源碘的吸收能力总体表现为F＞CH₂ICOO^-＞IO₃^-;三类不同蔬菜中以叶菜类对碘的吸收能力最强,其次为茎菜类,而果菜类蔬菜对碘的吸收能力相对较弱。小白菜不同基因型对外源的吸收及生长反应存在明显的差异,其中苏州青、矮脚青等基因型对碘的吸收及耐碘毒害的能力均较强。2.水培条件下蔬菜碘吸收速率在短时间内迅速上升达到最高值后随着时间的延长逐步下降。在低浓度下（＜0.5 mg/L）蔬菜IO₃^-吸收速率与浓度之间的曲线图符合酶促反应动力学方程,具有元素主动吸收的基本特征。而在高碘浓度范围内（0.5-10.0 mg/L）,蔬菜碘吸收速率随着外源碘浓度的提高呈现直线增加,反映了被动吸收特征。在一次供碘连续培养条件下蔬菜可食部位吸收碘的量随着处理时间的延长表现出前期上升后期下降的趋势,而在连续供碘条件下蔬菜可食部位碘的含量则表现出持续增加的趋势;在低浓度下（0.1 mg/L）蔬菜对IO₃^-的吸收能力强于I^-,而在较高浓度下（5 mg/L）,蔬菜对I^-的吸收量明显高于IO₃^-。培养溶液中Cl^-的加入降低了低碘浓度下蔬菜碘吸收速率,而随着碘浓度的增加Cl^-对蔬菜碘吸收速率的影响逐渐减弱。3.两种形态的碘在3种菜园土上的吸附平衡均可采用Langmuir、Freundlich等吸附方程来拟合。土壤吸附态碘的解吸量随着碘吸附量的增加而增加。两种碘源中,IO₃^-更容易被土壤所吸附;3种土壤中,黄筋泥对碘的吸附能力最强而吸附态碘的解吸率最小,其次为青紫泥,而黄松土对碘的吸附能力最弱而吸附态碘的解吸率最高。碘在固液（土壤-平衡液）两相之间的分配系数（K_d）随着外源碘添加量的增加而迅速下降。4.加入到盆栽土壤的两种不同形态外源碘（I^-,IO₃^-）中,I^-更易被小白菜所吸收,对小白菜的毒性也更强,但在土壤中相对容易损失;3种菜园土中,黄松土中碘的生物有效性最强但碘的损失率也较高。而碘在黄筋泥中的生物有效性相对较低但碘的持效性最长。¹²⁵I在施入盆栽土壤后绝大部分就近被土壤所吸附,仅有很少一部分能迁移到土壤底层和外层;无论纵向还是横向迁移速度都是青紫泥较黄松土快。一段时间（8d）以后土壤和植物中都有部分碘被转化为挥发性碘而损失。5.土培条件下蔬菜中碘的含量均随土壤外源碘浓度的提高而增加;不同蔬菜对碘的吸收与积累能力呈现出叶菜类的大白菜最强,其次为茎菜类的莴苣,而根菜类的胡萝卜和果菜类的番茄相对较弱;供试蔬菜对碘毒害的耐性表现为胡萝卜＞大白菜＞莴苣＞番茄。在第1茬时,KI更容易被蔬菜所吸收但毒性也更大;在第2茬时,海藻碘添加的蔬菜中碘含量则更高。连续种植两茬后,施用KI的土壤中碘残留量的下降幅度明显大于施用海藻碘肥的土壤,蔬菜种植明显加速了土壤中碘的亏损。6.海藻碘肥田间施用效果表明,供试蔬菜可食部位对碘的吸收均随着海藻碘肥添加浓度的提高而增加,其中叶菜类对海藻碘的吸收与积累能力最强,其次为茎菜类和根菜类,而果菜类可食部位对海藻碘的积累能力最弱。随着取样时间的延后,蔬菜可食部位对海藻碘的吸收除了大豆外均总体呈现出下降的趋势。两种不同的海藻碘肥施用方式中,土施更有利于蔬菜对碘的吸收和积累。在土施条件下,碘在根菜不同部位的分配表现为地上部分高于块根,而碘在其它蔬菜不同部位的分配表现为根＞叶＞茎＞果实;在海藻液体碘肥喷施条件下蔬菜各部分中则是叶子的碘含量最高,其次为茎,而果实和根中碘积累量较低;两种栽培方式下,设施栽培较露天栽培更有利于蔬菜各部位对碘的吸收和积累。7.¹²⁵I添加下蔬菜体内碘的存在形态的分析表明,小白菜中水溶性碘主要以I^-形式存在,占总水溶性碘的66.7%,而有机结合碘则主要以蛋白质结合碘为主,占总碘的22.4%。小白菜所吸收的碘主要分配于细胞可溶部分,占了细胞总碘的54.8%-63.9%,其次为细胞器和细胞壁部分。随着外源碘浓度的提高,碘在细胞壁的分配比率有增加的趋势。碘在小白菜根细胞内主要定位于细胞壁附近的纤维组织中,而在小白菜茎、叶细胞内则主要存在于叶绿体中。