外源有机碳对水稻镉吸收的阻隔效应及机理

发布时间：2017-08-18 20:39

  本文关键词：外源有机碳对水稻镉吸收的阻隔效应及机理

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【摘要】：我国土壤重金属污染形势严峻。全国耕地重金属污染约有1.5亿亩,珠三角地区28%的土壤重金属超标,其中镉是主要的超标元素。现有土壤镉污染的防治措施存在修复周期长、成本高、效果受环境条件变化影响大等缺陷。水稻籽粒富集镉是一个主动吸收的过程,受体内生理生化过程的影响,最终通过体内信号物的传导来实现,而有机碳又是作物体内的重要信号物,与蛋白质及碳水化合物的合成密切相关。本研究以早稻黄华占、晚稻玉香油占为材料,研究了外源喷施3种有机碳对镉胁迫下水稻的生长、生理及镉吸收的影响。主要研究结果如下:(1)种子培养试验表明:11.2 mg/L的镉胁迫对2个品种水稻种子发芽无明显影响,但生长都受到明显抑制,表现为根长、芽长降低、根芽鲜重减少,种子活力指数降低。3种有机碳均能促进水稻幼苗根系的生长,增加其根长芽长和根芽鲜重,同时种子活力指数也显著增加,不同的有机碳对其缓解作用与水稻品种有关。活力指数早稻黄华占品种以有机碳GC2处理最高,较CK1处理增加38.71%,晚稻玉香油占以OA1处理最高,较CK1增加43.26%。根长、芽长早稻黄华占品种以OA2处理增加最多,较CK1处理分别增加16.68%、39.81%,黄华占品种以OA1处理增加最多,较CK1处理分别增加42.86%、8.91%。(2)水稻盆栽试验表明:土壤含1 mg/kg镉条件下,叶面喷施3种有机碳能促进水稻的生长发育,增加其有效分蘖数、千粒重和稻谷产量。同时,叶面喷施3种有机碳均能阻隔水稻各部分对镉的累积,2个水稻品种之间3种碳源的阻隔效果不一致。早稻黄华占中,喷施有机碳KA、OA、GC处理的精米含镉量分别较CK1处理降低:66.7%、61.48%、43.76%;晚稻玉香油占中,喷施有机碳KA、OA、GC处理的精米含镉量分别较CK1处理降低:80.53%、73.81%、84.85%,均达国家食品安全标准,而单喷清水处理则含镉量达到350 ug/kg,超过国家食品卫生标准。(3)在11.2 mg/L镉的胁迫下,外源添加3种有机碳能降低水稻芽的SOD活性,增加POD活性,在1 mg/kg镉胁迫下,叶面喷施3种有机碳均能增加水稻分蘖期叶片的SOD、POD、CAT活性。有机碳能通过调节水稻抗氧化物酶活性处于动态平衡,进而缓解镉对其的毒害作用。在11.2 mg/L的镉胁迫下,早稻品种黄华占的根、芽可溶性蛋白增加、晚稻品种根、芽可溶性蛋白降低;在1 mg/kg镉胁迫下,晚稻玉香油占分蘖期叶片的可溶性蛋白增加。外源有机碳均能显著提高2个品种可溶性蛋白的含量,提高其新陈代谢能力,达到缓解镉毒害的作用。以上结果表明:有机碳可以通过调节水稻的抗氧化酶系统动态平衡,增加水稻的可溶性蛋白含量,进而缓解镉对水稻的毒害作用,阻隔水稻镉向稻米转移,并能促进水稻的生长。
【关键词】：外源有机碳 水稻 镉累积 生理特性
【学位授予单位】：华南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S511;X53
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 前言9-21
• 1.1 研究背景9
• 1.2 镉对植物的影响9-12
• 1.2.1 镉对植物种子萌发和幼苗的影响9-10
• 1.2.2 镉对作物生长发育的影响10-11
• 1.2.3 镉对作物生理生化特性的影响11-12
• 1.3 土壤污染治理措施12-16
• 1.3.1 土壤修复措施12-15
• 1.3.2 农技措施15-16
• 1.3.3 基因工程16
• 1.4 有机碳营养与植物重金属修复16-18
• 1.4.1 有机碳的定义及分类16-17
• 1.4.2 有机碳营养在植物重金属修复上应用17-18
• 1.5 本研究的目的、意义及主要内容18-20
• 1.5.1 研究目的及意义18-19
• 1.5.2 研究内容19-20
• 1.6 研究技术路线20-21
• 2 材料与方法21-25
• 2.1 外源有机碳对镉胁迫下水稻种子萌发和幼苗生理特性的影响21-22
• 2.1.1 供试材料21
• 2.1.2 试验研究方法21
• 2.1.3 试验测定方法21-22
• 2.2 叶面喷施有机碳对镉胁迫下水稻生长发育与镉累积影响22-25
• 2.2.1 供试材料22
• 2.2.2 试验研究方法22-24
• 2.2.3 试验测定方法24-25
• 3 结果与分析25-52
• 3.1 外源有机碳对镉胁迫下水稻种子萌发和幼苗生理特性的影响25-38
• 3.1.1 外源有机碳对镉胁迫条件下水稻种子萌发的影响25-26
• 3.1.2 外源有机碳对镉胁迫条件下水稻幼苗根和芽生长的影响26-28
• 3.1.3 外源有机碳对镉胁迫下水稻幼苗根和芽中抗氧化酶活性的影响28-36
• 3.1.4 有机碳对镉胁迫条件下早稻幼苗根和芽中可溶性蛋白含量的影响36-38
• 3.2 叶面喷施有机碳对镉胁迫下水稻生长发育和镉累积的影响38-52
• 3.2.1 有机碳对镉胁迫下水稻产量因子的影响38-40
• 3.2.2 有机碳对镉胁迫下水稻植株镉含量的影响40-44
• 3.2.3 有机碳对镉胁迫下水稻植株养分吸收的影响44-47
• 3.2.4 有机碳对镉胁迫下水稻植株Fe、Zn含量的影响47-49
• 3.2.5 有机碳对镉胁迫下晚稻叶片抗氧化酶活性的影响49-51
• 3.2.6 有机碳对镉胁迫下晚稻叶片可溶性蛋白含量的影响51-52
• 4 讨论与结论52-59
• 4.1 讨论52-57
• 4.1.1 有机碳对镉胁迫下水稻生长发育的影响52-53
• 4.1.2 外源有机碳对镉胁迫下水稻生理特性的影响53-55
• 4.1.3 外源有机碳对镉胁迫条件下水稻镉累积的影响55-56
• 4.1.4 外源有机碳对水稻养分吸收的影响56
• 4.1.5 值得深入研究的问题56-57
• 4.1.6 本研究的创新点57
• 4.2 结论57-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-68
• 附录68

【参考文献】

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本文编号：696674