菜籽饼对镉在稻田中生物有效性和在水稻体内转运的影响

发布时间：2020-06-21 23:42

【摘要】：关于向镉(Cd)污染稻田中施用有机物对土壤中Cd的生物有效性、水稻对Cd的吸收、累积的影响,众说纷纭。一些学者认为,施用有机物在一定程度上能降低土壤中Cd活性,并能增加土壤肥力、提高农作物产量。相反,也有一些研究指出,在稻田中施用有机物能显著提高水稻产量,但对Cd污染土壤中的Cd无显著钝化效果,甚至会增强其有效性。菜籽饼(Rapeseed Cake)是湖南农村地区常见的农家有机肥,许多地区农户以熟化后的菜籽饼为有机肥料添加于稻田中,增加土壤肥力,以提高水稻产量。同时,湖南地区存在大面积的中、轻度的Cd污染稻田,在这样的稻田中施用菜籽饼对土壤Cd的生物有效性、水稻对Cd吸收、累积的影响到底如何?是抑制水稻对Cd的吸收、降低土壤Cd污染风险还是促进?是否能在提高水稻产量的同时,保证粮食的安全生产?菜籽饼在进入土壤后是如何影响Cd在稻田系统中的迁移转运?这些问题都亟待研究。本研究通过系列试验,研究了施用菜籽饼对稻田土壤Cd生物有效性的影响和对Cd在水稻体内迁移转运与累积的影响。总结3年4季的水稻种植试验结果表明:4季水稻种植试验结果均表明,施用菜籽饼在水稻生育初期一定程度上降低了土壤中Cd的生物有效性,但随着水稻生育期的延长,这种降低效果逐渐减弱。施用菜籽饼对Cd在土壤中活性和在水稻生长过程中存在2个过程:Cd钝化过程(水稻生育初期)和Cd释放过程(水稻生育后期)。菜籽饼处理下水稻根表铁膜的作用和在水稻生长过程中存在2个阶段:阻隔Cd进入水稻根系阶段(水稻生育初期)和无作用或者是促进Cd进入水稻根系阶段(水稻生育后期)。施用菜籽饼增加水稻产量,但是却不利于降低Cd在水稻中的累积,甚至显著增加了水稻糙米中Cd含量。通过研究施用菜籽饼对土壤理化性质(pH值和有机质含量)、可溶性有机碳、氮、土壤Cd赋存形态(BCR形态分析)、土壤微生物量、土壤酶活性以及水稻根表铁膜在整个水稻生育期的影响,解释导致上述结果的原因。因此,在实际的农业生产中,在一定程度的Cd污染稻田中应该更加谨慎地施用菜籽饼。
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S511;X503.231
【图文】：

示意图,稻田,示意图,籽粒

图 1.1 Cd 在稻田系统中迁移转运示意图Fig. 1.1Aschematic of Cd transport from soil to grains究还发现，Cd 在水稻成熟过程中从根系到籽粒的转运途径Cd 通过木质部直接运输到正在生长的籽粒中；（2）将 Cd如茎轴、茎杆、叶片和穗的外部等，然后通过韧皮部的运中[85]。值得注意的是，茎节点是木质部向韧皮部转移的中，Cd 在土壤中向籽粒的转运发挥了重要作用。Uraguchi 等种基因（OsLCT1）作为 Cd 转运蛋白，在茎节点的转运过他的研究还观察到水稻分蘖盛期和水稻拔节期叶片和叶节水稻而言，根系细胞壁与溶解在土壤溶液中的重金属 Cd 直体保护的最外层。Cd 离子通过根系瘤细胞壁进入根部，从.2）。2 个平行的途径包括通过根皮层向地上部转运 Cd[87]

过程图,根表皮,过程,非必需元素

Cd 结合的次要位点，Cd 在进入细胞后会首先进入空泡，器的干扰。值得一提的是，Cd 作为一种水稻的非必需元素必需元素的吸收机制主动地被水稻根系吸收和被水稻营养元过这些营养元素转运蛋白转运进入植物细胞[89]。例如，已与 Fe 和 Mn 在水稻体内的迁移和转运时共享同 1 个转运通

【参考文献】