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摘要：以籼稻培杂泰丰和粳稻日本晴为供试水稻品种，通过盆栽试验，研究了Cd胁迫对水稻Cd积累和各器官间Cd转运的影响。结果表明，供试水稻品种各器官Cd含量顺序是根>茎叶>糙米，水稻吸收的Cd主要累积于根系中。Cd处理对水稻各器官Cd累积均具有极显著影响，Cd水平越高，各器官对Cd的累积和转运系数越高，但根系吸收的Cd转运至地上部的相对量减少。籼稻培杂泰丰茎和糙米转运Cd的能力高于粳稻日本晴，培杂泰丰糙米Cd累积也显著高于日本晴。
关键词：水稻； Cd；积累；转运
随着工业和城市发展，固体废物堆积、农药化肥滥用、污水灌溉问题越来越凸显，耕地重金属污染情况不容乐观，尤其是稻田Cd污染问题[1]。Cd对人和动物来说，是一种积累性的非必需的剧毒元素。据美国和欧共体调查统计，排到环境中的Cd有82%-94%进入土壤，其中相当部分为农业土壤[2]。我国是世界上最大的稻谷生产国和消费国，而水稻对Cd有较强的吸收和耐受能力[3]，能从土壤中高比例吸收Cd并易积累于籽[4]。如何在保证产量的同时有效控制稻米Cd污染已受到越来越多的关注。本试验选用籼稻培杂泰丰和粳稻日本晴为供试水稻品种，采用土培方法，研究了Cd胁迫对不同品种水稻Cd积累和各器官间Cd转运的影响。
1 材料与方法
1.1供试材料
供试品种为培杂泰丰（籼稻）和日本晴（粳稻），种子由华南农业大学农学院提供。盆栽土壤取自华南农业大学试验田的农田水稻土，土壤自然风干后，过5mm筛。土壤基本理化性状见表1，具体分析方法参见《土壤农业化学分析方法》[5]。
1.2 试验设计
盆栽试验在华南农业大学温室内进行。设4个Cd水平0.0、1.0、3.0和5.0 mg·kg-1土（以纯Cd计，CdCl2·2.5H2O为Cd源），设2个氮（尿素为氮源）水平N100、N200 mg·kg-1土（以纯N计）。按照常规进行水分管理。
1.3测定
分别于抽穗期和成熟期取样测定。参照中华人民共和国国家标准（GB/T 5009.15-2003），用原子吸收分光光度计测定Cd浓度。
1.4 数据处理
1.4.1 计算公式
Cd转运系数（Transport factor，TF）=器官中Cd含量/根系Cd含量
1.4.2 数据统计
试验中数据用Excel和SPSS进行统计分析。
2 结果与分析
2.1水稻各器官Cd含量
从表2可知，水稻各器官Cd含量随着Cd处理水平的升高而显著增加，高N高Cd显著促进地上部各器官Cd累积。Cd在水稻各器官中的分布为根>茎叶>糙米。日本晴各处理根Cd含量高于培杂泰丰，而培杂泰丰糙米Cd含量显著高于日本晴。
2.2不同时期水稻各器官Cd转运能力
由表3可知，水稻各器官Cd转运能力随Cd处理水平的增加而明显提高。水稻各器官对Cd的转运能力存在明显差异，总体上各器官对Cd的转运能力为茎>叶>糙米。而随着Cd处理浓度升高，根系吸收的Cd转运至地上部的相对量减少。两品种水稻器官的转运能力也存在差异，总的来说，培杂泰丰茎和糙米转运Cd的能力高于日本晴。
3 讨论与结论
有研究认为，植物地上部分的Cd浓度取决于Cd由根系向地上部的运输，而植物结实器官的Cd浓度取决于Cd由营养器官向生殖器官的运输[6]，根部吸收Cd并向地上部迁移的能力是决定水稻耐性的重要机理之一[7]。本研究结果表明，Cd在两品种水稻植株各器官的累积顺序是根>茎叶>糙米，各处理中根Cd含量最高。Cd处理对水稻各器官Cd累积均具有极显著影响，Cd水平越高，各器官对Cd的累积和转运系数越高。从抽穗期到成熟期，水稻地上部Cd累积明显下降，而随着Cd处理浓度升高，根系吸收的Cd转运至地上部的相对量减少，这可能是由于水稻根细胞具有排出Cd的功能[8]。
水稻对Cd 向上转运的能力存在品种差异，有研究表明[9-11]，杂交水稻比常规水稻对Cd有更强的吸收能力，且杂交稻吸收的Cd更多地运往地上部分，向籽粒迁移的比率亦比较高，糙米中的镉浓度与品种类型有关，籼型>新株型>粳型。试验结果表明，籼稻培杂泰丰茎和糙米转运Cd 的能力高于粳稻日本晴，培杂泰丰糙米Cd 累积显著高于日本晴，培杂泰丰比日本晴具有更高的Cd积累能力。
参考文献
[1]邹佳玲，辜娇峰，杨文鼓，等.2016.不同pH值灌溉水对土壤Cd生物有效性及稻米Cd含量的影响[J].环境科学学报，36（1）：257-263.
[2]鲁如坤，熊礼明，时正元.关于土壤-作物生态系统中镉的研究.土壤，1992，24（3）：129-132
[3]董克虞，陈家梅，邓小荃. Cd对农作物生长发育的影响与吸收累积的关系.环境科学，1982，3（4）：31-34
[4]WANG F，WANG M，LIU Z，et al.2015.Different responses of low grain-Cd-accumulatiug and high grain-Cd-accumulatiug rice cultivars to Cd stress[J].Plant Physiology and Biochemistry，96（2）：261-269.
[5]鲁如坤.土壤农业化学与分析方法.北京：中国农业出版社，2000.308-336
[6]黄秋婵，黎晓峰，李耀燕.镉对水稻的毒害效应及耐性机制的研究进展.安徽农业科学，2007，35（7）：1971-1974.
[7] 龙小林，向珣朝，徐艳芳，等.2014.镉胁迫下籼稻和粳稻对镉的吸收转移和分配研究[J].中国水稻科学，28（2）：177-184.
[8]Ccsta G J L.Cadmium uptake by Lupinus albusL：cadmium excretion，apos-sible mechanism of Cadmium tolerlance. J Plant Nutr， 1993， 16（10）：1921-1929
[9]王凯荣，龚惠群.不同生育期镉胁迫对两种水稻的生长、镉吸收及糙米鎘含量的影响.生态环境，2006，15（6）：1197-1203
[10]王凯荣，龚惠群.两种基因型水稻对环境镉吸收与再分配差异研究.农业环境保护，1996，15（4）：145-149，76
[11]李坤权，刘建国，陆小龙等.水稻不同品种对镉吸收及分配的差异.农业环境科学学报，2003，22（5）：529-532
关键词：水稻； Cd；积累；转运
随着工业和城市发展，固体废物堆积、农药化肥滥用、污水灌溉问题越来越凸显，耕地重金属污染情况不容乐观，尤其是稻田Cd污染问题[1]。Cd对人和动物来说，是一种积累性的非必需的剧毒元素。据美国和欧共体调查统计，排到环境中的Cd有82%-94%进入土壤，其中相当部分为农业土壤[2]。我国是世界上最大的稻谷生产国和消费国，而水稻对Cd有较强的吸收和耐受能力[3]，能从土壤中高比例吸收Cd并易积累于籽[4]。如何在保证产量的同时有效控制稻米Cd污染已受到越来越多的关注。本试验选用籼稻培杂泰丰和粳稻日本晴为供试水稻品种，采用土培方法，研究了Cd胁迫对不同品种水稻Cd积累和各器官间Cd转运的影响。
1 材料与方法
1.1供试材料
供试品种为培杂泰丰（籼稻）和日本晴（粳稻），种子由华南农业大学农学院提供。盆栽土壤取自华南农业大学试验田的农田水稻土，土壤自然风干后，过5mm筛。土壤基本理化性状见表1，具体分析方法参见《土壤农业化学分析方法》[5]。
1.2 试验设计
盆栽试验在华南农业大学温室内进行。设4个Cd水平0.0、1.0、3.0和5.0 mg·kg-1土（以纯Cd计，CdCl2·2.5H2O为Cd源），设2个氮（尿素为氮源）水平N100、N200 mg·kg-1土（以纯N计）。按照常规进行水分管理。
1.3测定
分别于抽穗期和成熟期取样测定。参照中华人民共和国国家标准（GB/T 5009.15-2003），用原子吸收分光光度计测定Cd浓度。
1.4 数据处理
1.4.1 计算公式
Cd转运系数（Transport factor，TF）=器官中Cd含量/根系Cd含量
1.4.2 数据统计
试验中数据用Excel和SPSS进行统计分析。
2 结果与分析
2.1水稻各器官Cd含量
从表2可知，水稻各器官Cd含量随着Cd处理水平的升高而显著增加，高N高Cd显著促进地上部各器官Cd累积。Cd在水稻各器官中的分布为根>茎叶>糙米。日本晴各处理根Cd含量高于培杂泰丰，而培杂泰丰糙米Cd含量显著高于日本晴。
2.2不同时期水稻各器官Cd转运能力
由表3可知，水稻各器官Cd转运能力随Cd处理水平的增加而明显提高。水稻各器官对Cd的转运能力存在明显差异，总体上各器官对Cd的转运能力为茎>叶>糙米。而随着Cd处理浓度升高，根系吸收的Cd转运至地上部的相对量减少。两品种水稻器官的转运能力也存在差异，总的来说，培杂泰丰茎和糙米转运Cd的能力高于日本晴。
3 讨论与结论
有研究认为，植物地上部分的Cd浓度取决于Cd由根系向地上部的运输，而植物结实器官的Cd浓度取决于Cd由营养器官向生殖器官的运输[6]，根部吸收Cd并向地上部迁移的能力是决定水稻耐性的重要机理之一[7]。本研究结果表明，Cd在两品种水稻植株各器官的累积顺序是根>茎叶>糙米，各处理中根Cd含量最高。Cd处理对水稻各器官Cd累积均具有极显著影响，Cd水平越高，各器官对Cd的累积和转运系数越高。从抽穗期到成熟期，水稻地上部Cd累积明显下降，而随着Cd处理浓度升高，根系吸收的Cd转运至地上部的相对量减少，这可能是由于水稻根细胞具有排出Cd的功能[8]。
水稻对Cd 向上转运的能力存在品种差异，有研究表明[9-11]，杂交水稻比常规水稻对Cd有更强的吸收能力，且杂交稻吸收的Cd更多地运往地上部分，向籽粒迁移的比率亦比较高，糙米中的镉浓度与品种类型有关，籼型>新株型>粳型。试验结果表明，籼稻培杂泰丰茎和糙米转运Cd 的能力高于粳稻日本晴，培杂泰丰糙米Cd 累积显著高于日本晴，培杂泰丰比日本晴具有更高的Cd积累能力。
参考文献
[1]邹佳玲，辜娇峰，杨文鼓，等.2016.不同pH值灌溉水对土壤Cd生物有效性及稻米Cd含量的影响[J].环境科学学报，36（1）：257-263.
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[3]董克虞，陈家梅，邓小荃. Cd对农作物生长发育的影响与吸收累积的关系.环境科学，1982，3（4）：31-34
[4]WANG F，WANG M，LIU Z，et al.2015.Different responses of low grain-Cd-accumulatiug and high grain-Cd-accumulatiug rice cultivars to Cd stress[J].Plant Physiology and Biochemistry，96（2）：261-269.
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[6]黄秋婵，黎晓峰，李耀燕.镉对水稻的毒害效应及耐性机制的研究进展.安徽农业科学，2007，35（7）：1971-1974.
[7] 龙小林，向珣朝，徐艳芳，等.2014.镉胁迫下籼稻和粳稻对镉的吸收转移和分配研究[J].中国水稻科学，28（2）：177-184.
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[9]王凯荣，龚惠群.不同生育期镉胁迫对两种水稻的生长、镉吸收及糙米鎘含量的影响.生态环境，2006，15（6）：1197-1203
[10]王凯荣，龚惠群.两种基因型水稻对环境镉吸收与再分配差异研究.农业环境保护，1996，15（4）：145-149，76
[11]李坤权，刘建国，陆小龙等.水稻不同品种对镉吸收及分配的差异.农业环境科学学报，2003，22（5）：529-532