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文檔簡(jiǎn)介
1、稻田鎘(Cd)污染日趨嚴(yán)重,已經(jīng)成為限制水稻產(chǎn)量品質(zhì)的土壤主要重金屬的污染源之一,極大地影響了水稻安全生產(chǎn)及農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本項(xiàng)研究采用土壤盆栽試驗(yàn)方法,探討了外源有機(jī)酸、EDTA等化學(xué)改良劑對(duì)鎘污染土壤上不同鎘富集水稻品種生長(zhǎng)、發(fā)育狀況以及水稻產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響,評(píng)價(jià)在水稻開花期施用外源有機(jī)酸、EDTA等化學(xué)改良劑對(duì)鎘污染土壤水稻生長(zhǎng)、養(yǎng)分吸收、鎘積累以及產(chǎn)量、品質(zhì)等的影響。取得如下主要結(jié)論: (1)在鎘污染的土壤上,施加
2、外源有機(jī)酸、EDTA提高了水稻株高,增加了鎘污染土壤上水稻有效穗數(shù)和成穗率、穗實(shí)粒數(shù)、谷草比以及常規(guī)品種Ⅱ優(yōu)527的千粒重。有機(jī)酸、EDTA對(duì)水稻生長(zhǎng)、產(chǎn)量的影響效果以高鎘污染(5.0mg/kg土)大于低鎘(1.0mg/kg土)污染水稻。由于兩品種的基因型差異,在鎘污染土壤上,加入有機(jī)酸、EDTA后,兩個(gè)基因型水稻的有效穗數(shù)、成穗率、經(jīng)濟(jì)系數(shù),谷草比、產(chǎn)量均存在明顯差異。以有機(jī)酸、有機(jī)酸+1/2EDTA提高了Ⅱ優(yōu)527產(chǎn)量(最高達(dá)到8.
3、3﹪),以有機(jī)酸>有機(jī)酸+1/2EDTA。有機(jī)酸、有機(jī)酸+1/2EDTA、EDTA對(duì)秀水63產(chǎn)量均有良好效果(增產(chǎn)最大達(dá)到68.1﹪),作用大小為有機(jī)酸、有機(jī)酸+1/2EDTA>EDTA。綜合兩個(gè)水稻品種試驗(yàn)結(jié)果,就產(chǎn)量而言,在鎘污染土壤上以外源有機(jī)酸、有機(jī)酸+1/2EDTA對(duì)稻米產(chǎn)量增產(chǎn)顯著。 (2)隨著鎘污染濃度增加,水稻體內(nèi)的過氧化物酶(POD),過氧化氫酶(CAT)均有不同程度的降低;超氧化物歧化酶(SOD)在低鎘濃度
4、(1.0mg/kg土)下略有升高,但在高鎘濃度(5.0mg/kg土)下,SOD活性顯著降低;水稻葉片MDA、脯氨酸含量顯著增加;水稻葉片葉綠素a、b的含量、可溶性蛋白含量明顯降低。在鎘污染土壤上加入有機(jī)酸、EDTA后,兩個(gè)基因型水稻體內(nèi)POD、CAT活性、MDA含量降低,但增加了SOD活性、游離脯氨酸含量,同時(shí)提高了高鎘濃度(5.0mg/kg土)土壤上兩個(gè)品種以及低鎘濃度(1.0mg/kg土)下秀水63水稻體內(nèi)可溶性蛋白的含量、常規(guī)品種
5、Ⅱ優(yōu)527以及高鎘污染(5.0mg/kg土)下的秀水63葉綠素a的含量。兩個(gè)水稻品種以高鎘積累型秀水63對(duì)鎘的抗性大于常規(guī)品種Ⅱ優(yōu)527。鎘污染降低了水稻根系活力。有機(jī)酸、EDTA的添加降低了在低鎘污染(1.0mg/kg土)處理中兩種水稻根系活力,而在高鎘(5.0mg/kg土)處理中,僅有機(jī)酸處理顯著提高了水稻根系活力。 (3)隨著鎘污染濃度的增加,水稻籽粒中鎘含量顯著增加,常規(guī)品種Ⅱ優(yōu)527籽粒鎘含量高達(dá)2.21mg/kg,
6、而高鎘積累型品種秀水63籽粒鎘含量高達(dá)2.77mg/kg,遠(yuǎn)高于我國(guó)食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(0.20mg/kg,GB15201-94)。在水稻開花期施加外源有機(jī)酸、EDTA,鎘污染水稻糙米中鎘含量均不同程度下降。以EDTA降低籽粒鎘的含量幅度最大,其次是有機(jī)酸+1/2EDTA,有機(jī)酸作用較弱。鎘污染降低了水稻籽粒中直鏈淀粉、蛋白質(zhì)、粗脂肪的含量,且隨鎘污染程度的增加水稻籽粒中直鏈淀粉、蛋白質(zhì)、粗脂肪的含量降低幅度越大,嚴(yán)重影響了稻米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。外源
7、有機(jī)酸、EDTA同時(shí)提高了鎘污染水稻籽粒蛋白質(zhì)的含量,效果以EDTA>有機(jī)酸、有機(jī)酸+1/2EDTA,但不同程度降低了水稻籽粒中直鏈淀粉、粗脂肪的含量,以EDTA降低幅度較大。就稻米品質(zhì)而言,在鎘污染土壤上,以有機(jī)酸+1/2EDTA對(duì)于水稻品質(zhì)效果優(yōu)于EDTA、有機(jī)酸。在鎘污染土壤上種植常規(guī)水稻品種Ⅱ優(yōu)527較高積累品種秀水63更易獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)稻米。 (4)鎘污染顯著降低了兩個(gè)水稻品種秸稈氮、籽粒中氮磷鉀的含量,且隨鎘污染程度
8、的增加降低幅度越大。水稻秸稈、根鎘含量均隨鎘污染濃度的增加明顯增加。開花期施用外源有機(jī)酸、EDTA明顯增加了鎘污染水稻成熟期秸稈氮磷鉀含量,提高了水稻籽粒氮的含量,對(duì)高鎘濃度(5.0mg/kg土)污染中籽粒磷含量的提高也有一定效果,降低了開花期兩個(gè)水稻品種秸稈鎘、成熟期水稻秸稈、根鎘含量,效果大多以有機(jī)酸>有機(jī)酸+1/2EDTA>EDTA。秀水63秸稈、籽粒鎘含量明顯高于Ⅱ優(yōu)527,顯示該品種對(duì)鎘的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和富集能力較強(qiáng)。
9、(5)隨著鎘脅迫的增加,土壤中堿解氮、有效磷、土壤速效鉀、土壤有效鎘含量增加。有機(jī)酸、EDTA增加了鎘污染土壤中堿解氮、有效磷含量,以及開花期土壤有效鎘的含量,降低了鎘污染土壤中速效鉀含量。EDTA提高了水稻成熟期土壤有效鎘含量,有機(jī)酸以及有機(jī)酸+1/2EDTA明顯降低了成熟期土壤有效鎘含量。土壤有效NPK含量變化與2個(gè)水稻品種植株NPK含量的趨勢(shì)相呼應(yīng)。 (6)在高鎘污染(5.0mg/kg土)土壤上,添加有機(jī)酸、EDTA后,
10、交換態(tài)鎘、有機(jī)結(jié)合態(tài)含量較高鎘對(duì)照有不同程度增加,以交換態(tài)鎘含量增加幅度最大,同時(shí)降低了土壤碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)含量。 (7)有機(jī)酸、EDTA顯著降低了紫色土對(duì)鎘的吸附,降低吸附作用的大小順序以EDTA>有機(jī)酸+1/2EDTA>有機(jī)酸。有機(jī)酸、EDTA不同程度地增加了紫色土吸附的鎘的解吸,作用大小以有機(jī)酸>有機(jī)酸+1/2EDTA>EDTA。 (8)在鎘污染土壤上施用外源有機(jī)酸、EDTA、有機(jī)酸+1/2ED
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