叶面施硅对水稻吸收和累积砷的影响研究

发布时间：2020-03-22 12:33

【摘要】：水稻作为主粮作物之一,对砷具有较强的吸收和转运能力。已有研究表明土施外源硅可显著降低水稻对砷的吸收和累积,但土施硅还可增加土壤溶液中砷含量,增大水稻遭受砷胁迫的风险,那么叶面施用硅是否也会降低水稻对砷的吸收和累积?从而降低人体健康风险?基于此,本研究采用营养液培养和土壤培养相结合的方法,首先验证叶面施硅后,硅是否可通过韧皮部在水稻中下移,并探究叶面施硅对水稻吸收As(III)、As(V)、MMA(V)和DMA(V)的影响效应;其次,研究不同叶面硅调理剂对水稻累积砷的影响;最后开展整个生育期的土壤培养试验,研究在轻度砷污染土上施用叶面硅调理剂对成熟水稻砷富集能力及稻米中砷赋存形态的影响机制,从而筛选出适宜的叶面硅调理剂。主要的研究结果如下:(1)叶面施硅增加了水稻幼苗地上部和根中的硅浓度,证明了硅能够通过韧皮部从叶片运输至根系,从而对水稻抑制砷吸收起作用。水稻幼苗叶面喷施硅后,分别在含有As(III)、As(V)、MMA(V)和DMA(V)的生长介质中暴露48 h,结果表明叶面施硅降低了水稻对砷的吸收能力。As(V)、MMA(V)处理下,叶面施硅显著降低了水稻对砷的吸收,降幅分别为29.08%、35.17%(P0.05)。不论水稻叶面是否施硅,水稻体内4种砷形态的转运能力为:DMA(V)As(III)As(V)MMA(V),这说明DMA(V)向地上转运的能力很强。(2)采用营养液培养,研究不同叶面硅调理剂对水稻幼苗累积砷的影响,结果表明,所有叶面硅调理剂的施用均可降低水稻根中砷含量,且叶面喷施Na_2SiO_3对抑制水稻吸收砷的效果要优于K_2SiO_3。其中,叶面施用Na_2SiO_3+鼠李糖脂既能明显降低水稻根系和水稻地上部砷总量,降幅分别为25.35%和33.10%,又减少了水稻地上部和根系As(III)含量,降幅分别为和27.74%和21.50%,还可降低水稻砷转运系数,为抑制水稻幼苗吸收和积累砷效果最好的叶面硅调理剂。(3)整个生育期土壤培养试验的结果表明,叶面喷施硅调理剂可显著降低水稻秸秆和糙米中砷含量,糙米中无机砷和DMA(V)含量,且改变了糙米中无机砷和DMA(V)的分配比例。关键生育期喷施K_2SiO_3+Tween-80与Na_2SiO_3+Tween-80对降低水稻秸秆和糙米中砷含量的效果最好,为砷轻度污染区适宜的叶面硅调理剂。综上所述,水稻喷施硅后,叶片吸收的硅可通过韧皮部下运至根系,在一定程度上降低水稻对砷的吸收和累积;以表面活性剂鼠李糖脂和吐温80配制的硅叶面调理剂降低水稻中砷累积的效果最佳。
【学位授予单位】：河北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X503.231

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