镉对不同基因型水稻生长毒害影响的比较研究

利用水培分期添加镉试验，研究了杂交水稻和常规水稻在不同生育时期对环境镉毒害的反应。结果表明，在水稻幼穗分化之前，镉主要降低光合生产力，影响植株生长；幼穗分化至抽穗期，主要抑制生殖器官分化，造成颖花败育；抽穗期之后，镉主要干扰体内营养物质的迁移和再分配。就对产量影响而言，幼穗分化至抽穗期是水稻对镉反应最敏感时期，杂交稻比常规稻对镉污染毒害敏感。     

镉对不同基因型水稻生长毒害影响的比较研究

利用水培分期添加镉试验，研究了杂交水稻和常规水稻在不同生育时期对环境镉毒害的反应。结果表明，在水稻幼穗分化之前，镉主要降低光合生产力，影响植株生长；幼穗分化至抽穗期，主要抑制生殖器官分化，造成颖花败育；抽穗期之后，镉主要干扰体内营养物质的迁移和再分配。就对产量影响而言，幼穗分化至抽穗期是水稻对镉反应最敏感时期，杂交稻比常规稻对镉污染毒害敏感。     

2种常规水稻Cd、Zn吸收与器官分配的生育期变化：品种、土壤和Cd处理的影响

Cd在土壤-作物-膳食食物链中的迁移是人类对环境Cd暴露及其健康风险的主要途径,而水稻是子粒Cd积累最强的大宗作物之一.采用全生育期淹水盆栽试验研究了2种常规水稻(高Cd吸收品种“苏香粳1号”和低Cd吸收品种“99-22”)在添加Cd(2mg·kg-1)和不添加Cd处理下对2种土壤(红沙泥田,乌栅土)中Cd、Zn的吸收及其生育期变化.结果表明:1)常规水稻对Cd、Zn的吸收积累受土壤、品种和外源Cd的影响.Cd处理、土壤、品种间的正交互作用(高Cd吸收品种植于高Cd处理且Cd有效性高的红壤中)使常规稻植株Cd/Zn比成数十倍提高,从而使子粒Cd/Zn比产生强烈升高;2)水稻对Cd、Zn的吸收强度因不同生育期而异,Cd吸收的主要时期是分蘖期和成熟期,而Zn吸收的主要时期则是分蘖期、抽穗期和灌浆期.在整个生育期中,水稻Cd吸收伴随着对Zn的排斥现象,这在高Cd吸收下尤为强烈;3)水稻各器官对Cd、Zn的吸收分配无论是同品种的生育期间抑或同生育期时的不同品种间均有显著差异.Cd积累量为根系>穗粒>茎叶,而Zn却表现为茎叶>根系、穗粒.观察到水稻吸收的Cd在生育后期向穗粒的强烈运移.相对于低Cd吸收品种来说,Cd向穗粒转运较强,而Zn的转运较弱是高Cd吸收品种子粒Cd积累强而Cd/Zn比高的植株因素.     

不同品种水稻糙米含镉量差异

采用盆栽土培法研究7个类型共46种水稻糙米含镉量的差异。结果表明,不同水稻品种糙米含镉量差异显著。在土壤含镉量为2 mg.kg-1时,46种水稻糙米含镉量变化范围为0.428~2.558 mg.kg-1。7种类型水稻糙米含镉量从高到低依次为特种稻、常规早籼稻、三系杂交晚稻、两系杂交晚稻、常规晚籼稻、常规粳稻、爪洼稻。     

不同水稻品种对镉积累的差异及其与镉亚细胞分布的关系

采用土培试验,以籽粒Cd低积累水稻品种(越冬稻和R1088)和籽粒Cd高积累水稻品种(IR34582和太粳558)为试验材料,研究成熟期水稻在Cd0(不加Cd)、Cd5(5 mg·kg~(-1))和Cd25(25 mg·kg~(-1))胁迫下,Cd在水稻各组织中的积累差异及其与Cd亚细胞分布的关系,为培育Cd低积累水稻品种和水稻安全生产提供科学依据。结果表明:(1) Cd胁迫下,约65%～83%的Cd积累于根系,低积累品种根系Cd含量显著高于高积累品种,而地上部却相反;(2)高积累品种往地上部转运Cd的效率以及地上部各组织往籽粒转运Cd的效率均显著高于低积累品种;(3) Cd胁迫下,低积累品种根中细胞壁(F1)、细胞器(F2)、细胞膜(F3)和可溶部分(F4)中Cd含量显著高于高积累品种,而茎、叶鞘和叶中却相反;(4)低积累品种根和茎中F1中Cd分配比例均显著高于高积累品种,而F4中Cd分配比例却相反;在叶鞘和叶中,F1、F4中Cd分配比例在不同品种之间无显著差异。(5) Cd胁迫下,TF_(根-茎)和TF_(茎-糙米)均与F1中Cd分配比例成显著负相关关系,而与F4中Cd分配比例成显著正相关关系。综上,高积累品种往地上部转运Cd的能力强于低积累品种;低积累品种根和茎中细胞壁限制了Cd的迁移;而高积累品种根和茎中可溶部分在Cd从根部向上以及从茎向籽粒转运过程中起着重要作用。     

镉胁迫条件下淹水时间对水稻吸收累积镉的影响

采用盆栽试验方法,以外源添加镉(Cd)模拟土壤镉污染,研究水稻不同生育期(分蘖盛期和灌浆期)淹水以及淹水时间对水稻产量及吸收累积Cd的影响。结果表明,与常规灌溉处理(CI)相比,其他不同淹水时间处理均出现一定程度减产,其中全生育期湿润灌溉(WI)、分蘖盛期开始淹水1~4周(T1、T2、T3和T4)5个处理的水稻产量显著下降,降幅分别为23.7%、16.0%、15.5%、20.2%和18.6%。随着淹水时间的延长,糙米Cd含量呈下降趋势,其中以全生育期淹水处理(WF)的糙米Cd含量最低,仅为WI的3.4%。在相同淹水时间条件下,分蘖盛期开始淹水1~4周处理的糙米Cd含量较灌浆开始淹水1~4周处理(F1、F2、F3和F4)分别降低了27.1%(P0.05)、46.6%(P0.05)、56.0%(P0.05)和35.2%,平均降幅为41.2%。水稻茎叶Cd含量与糙米Cd含量的变化趋势基本相同。水稻茎叶对Cd的转运效率随淹水时间的延长呈下降趋势。不同处理的水稻茎叶和糙米Cd富集系数变异极大,其中WI的糙米、茎叶Cd富集系数分别为WF处理的29.0和18.8倍。淹水能有效抑制水稻对Cd的吸收累积,抑制效果与淹水时间呈正相关,且分蘖盛期淹水对水稻茎叶和糙米Cd累积的抑制效果优于灌浆期淹水。     

不同水稻品种对镉的吸收转运及其非蛋白巯基含量的变化

镉(Cd)被列为环境污染物中最危险的5种物质之一。镉极易被作物吸收并通过食物链在人体内积累导致人体健康受到威胁.镉污染地区稻米镉积累是亟待解决的重要农业问题。分析镉污染土壤上种植的不同水稻品种对镉的耐受性具有重要意义。采用盆栽试验方法,研究了种植于镉污染土壤(Cd全量2.36 mg·kg~(-1))上的不同水稻(Oryza sativa)品种(两种粳稻和两种籼稻)镉积累情况及根、茎、叶中非蛋白巯基物质含量。研究结果表明,在镉污染土壤条件下,4种水稻籽粒镉含量明显高于国家二级标准(水稻籽粒镉含量0.2 mg·kg~(-1)),且表现为根部茎叶籽粒。籼稻籽粒镉含量大于粳稻籽粒镉含量;4种水稻的镉转移系数不同,不同水稻品种对镉的吸收和运转具有显著差异,籽粒镉含量高的水稻品种镉的转移系数高于籽粒镉含量低的水稻品种。水稻非蛋白巯基(NPT)含量不仅与Cd胁迫程度密切相关,也在一定程度上制约着Cd从根部向地上部的转运,从而对水稻籽粒Cd含量产生影响。粳稻籽粒镉含量高的秀水09根茎中NPT含量较徐稻5号高,但秀水09叶中NPT含量低于徐稻5号,籼稻籽粒镉含量高的丰两优1号根茎中NPT含量也较高,但叶中NPT含量低于两优6206。粳稻与籼稻籽粒镉含量高的水稻品种根茎叶中GSH含量高于籽粒含量低的水稻品种;粳稻籽粒镉含量高的秀水09根中PC含量明显高于籽粒含量低的徐稻5号,籼稻籽粒镉含量不同的两种水稻根中PC含量无明显差异。研究表明,不同水稻品种在镉胁迫下的解毒过程不同,巯基物质含量对水稻镉污染较敏感。     

镉胁迫对两品种水稻生长及抗氧化酶系统的影响

水稻Oryza sativa L.被认为是Cd吸收最强的大宗谷类作物，本研究采用网室盆栽实验研究2个籽粒镉积累水平不同的水稻品种（中浙优1号、高Cd品种和J196、低Cd品种），研究不同浓度Cd处理对水稻幼苗生长和抗氧化酶系统的影响。结果表明：高Cd水稻品种的Cd耐性高于低Cd水稻品种，表现为前者体内的MDA含量低于后者，而SOD、CAT、POD活性高于低Cd品种；在Cd胁迫下，高Cd品种的SOD 活性、CAT活性随Cd处理浓度增加先增后降，在10 mg·kg-1时达到峰值，POD活性则为先降后增，在Cd浓度为5 mg·kg-1时达到峰值；而低Cd品种随着外源Cd浓度增长，3种酶活性在25 mg·kg-1达到峰值，除SOD比对照降低外，CAT和POD分较对照升高38.07%和62.10%，表明在本试验处理下，Cd胁迫下，两品种中3种抗氧化酶保护作用不同，高Cd品种CAT的保护性最强，低Cd品种POD的保护作用最强。但本研究对两品种生长性状的研究却发现，高Cd品种的根系耐受指数及根系鲜质量显著低于低Cd品种，这可能和水稻对Cd的耐受原因多元化，且本实验条件下的Cd处理未产生植株生长抑制，Cd敏感品种自身的保护机制有关。     

Cd胁迫下杂交水稻对Cd的吸收及其动态变化

镉（Cd）是非必需的有毒元素，是农业环境和农产品的重要污染物，易被水稻吸收并在籽粒中积累。不同水稻品种拥有不同的独特基因，导致水稻籽粒吸收积累Cd的能力存在一定的差异。因此，开展不同水稻品种耐Cd特性及其不同生育期的吸收转运效率研究具有重要意义。本文采用水培试验，研究了两个水稻（Oryza sativa L.）品种：D83A/R527（低吸收累积Cd）和辐优838（高吸收累积Cd）在不同质量浓度Cd胁迫下籽粒Cd质量分数及不同生育时期水稻根、茎、叶内Cd的吸收积累量及其动态变化特点。结果表明，两种水稻品种在Cd胁迫下籽粒Cd积累量差异显著，辐优838在1.0 mg·L^-1 Cd质量浓度胁迫下籽粒Cd质量分数就已超过国家食品卫生标准；在1.0~3.0 mg·L^-1 Cd质量浓度胁迫下，D83A/R527籽粒内Cd质量分数仅为辐优838的50~60%。随着Cd处理浓度增加和生育时期推进，两种水稻各部位Cd吸收量均表现为逐渐增加，其增加幅度总体表现为：辐优838〉D83A/R527；不同部位中，根的积累效应最强，叶片吸收积累能力最低，辐优838茎、叶吸收积累效率分别是D83A/R527的1.5~2.0倍左右。在1.0~3.0mg·L^-1 Cd胁迫下，水稻Cd积累差异较为显著的时期为灌浆期，辐优838的根系向茎、叶的转移效率大于D83A/R527，且D83A/R527主要表现为由根系向茎Cd转移效率较高，叶片Cd积累相对较少。灌浆期是水稻籽粒干物质积累的重要时期，也是吸收累积Cd的重要时期，这为筛选低吸收积累水稻品种和调控Cd在水稻籽粒中的吸收累积奠定了重要理论基础。     

不同生育期类型水稻对镉积累的研究

以江苏省有代表性的早熟中粳、中熟中粳、迟熟中粳、早熟晚粳和中熟晚粳5种生育期类型的56个粳稻品种为材料,在Cd污染农田中研究不同生育期类型粳稻品种Cd积累特性.结果表明,56个供试水稻品种籽粒Cd含量变化范围为0.014～0.054 mg·kg-1,水稻籽粒Cd含量在品种间差异显著(P＜0.05),其中籽粒Cd含量最高的品种是ELTO,扬粳687、泗阳1382、广陵香粳和武香粳9号水稻籽粒Cd含量较低.不同生育期类型水稻籽粒Cd含量以早熟中粳较高,中熟中粳较低,分别为0.024和0.020 mg·kg-1.不同生育期类型水稻籽粒Cd富集系数差异不显著,而不同生育期类型间转运系数存在差异.     

水分管理对重金属在水稻根区及在水稻中积累的影响

选取了酸性矿山废水污灌区重金属污染水稻土，通过盆栽试验，研究了不同水分管理条件（60%最大田间持水量，80%最大田间持水量，最大田间持水量，前期淹水＋抽穗扬花期烤田，全生育期淹水）下水稻根际土壤及其不同器官（稻根、茎叶和籽粒）中As、Cd、Cu和Zn的含量变化。结果表明：土壤水分含量对水稻根际土壤中As、Cu和Zn的含量影响不大。但显著影响水稻不同器官对这3种元素的吸收积累。随着土壤水分含量的增加，水稻根、茎叶和籽粒中As的含量都显著增加；Cu的含量则逐渐减少；水稻茎叶中Zn含量也逐渐减少，但水稻根和籽粒中Zn含量则变化不明显。抽穗扬花期拷田能显著降低As在水稻中的积累，显著增加水稻茎叶中Zn的积累；但不影响水稻各器官中Cu，以及水稻根和籽粒中Zn的含量。此外，虽然这3种重金属在土壤中含量均超标，但在水稻籽粒中含量只有Zn全部超标，而Cu则都不超标，因此，农作物的超标情况并不直接与土壤的重金属超标相联系。     

水稻中氟虫双酰胺及其代谢产物的超高效液相色谱残留分析方法

采用超高效液相色谱法分析了氟虫双酰胺及其代谢产物在田水、土壤、稻秆、糙米和稻壳中的残留.水样以乙酸乙酯为萃取溶剂,液-液分配净化;土壤样品以丙酮为提取剂,液-液分配净化;水稻样品经乙腈提取,NH2-Carb柱净化.对水稻和环境中的氟虫双酰胺及其代谢产物进行不同水平的添加回收率实验,方法的回收率在78.2%—104.8%之间,相对标准偏差为1.1%—4.4%.氟虫双酰胺及其代谢产物的最小检出量在0.004—0.02 ng,其在稻田水中的最低检测浓度为0.0008—0.0009 mg.L-1,在土壤、稻秆、糙米、稻壳中的最低检测浓度为0.001—0.003 mg.kg-1.     

源于大气的氟在水稻不同器官的分布及对糙米含氟量的影响

用开顶式熏气罩熏气的方法,研究了气源氟在水稻不同器官的分布及对糙米含氟量的影响。结果表明:气源氟主要分布于水稻叶片中,根含氟量不受气源氟的影响;籽粒含氟量取决于籽粒器官形成后空气氟浓度,与籽粒器官形成前的空气氟浓度无关;糙米氟含量与水稻抽穗齐穗后所暴露的氟剂量间呈极显著线性相关关系。     

Effects of phosphorus on uptake and translocation of methylmercury in rice

The aim of this study was to determine uptake and translocation of MeHg in the absence or presence of P in three rice cultivars, named Tianyou196 (TY196), NanJing35 (NJ35), and ZiXiangnuo (ZX). Rice seedlings from each cultivar were divided into two groups. One group was grown in normal P (+P) nutrient solution and the other in absence of P or starvation (?P) nutrient solution for 2 weeks. Both groups were subsequently exposed to 200 mg/L MeHg chloride culture solution and maintained in a greenhouse for 4 weeks. The results showed that the amount of reddish Fe plaque outside rice root was significantly increased by P starvation treatment, but in the +P treatments, rice roots remained white. It is proposed that Fe plaque formed sequestered MeHg and consequently reduced translocation of MeHg from roots to shoots. It is of interest that MeHg content in roots and shoots of TY196 and NJ35 was 11.1%–18.8% and 28.9%–32.3% lower than in ZX, respectively. Therefore, in practice, depletion of P to enhance Fe plaque formation in rice growing area is effective in preventing MeHg translocation from roots to shoots and ensures food safety in mine locations.     

Arsenic speciation in rice consumed in south-western Nigeria,and estimation of dietary intake of arsenic species through rice consumption

This study determined concentrations and speciation of arsenic (As) in rice samples obtained from the cities of Akure, Ore, Ondo and Ikare in Ondo State, south-western Nigeria. The estimated dietary intake of As from rice consumption for total As and the identified As species were compared with the As benchmark dose lower confidence limit. Analyses of rice from the four cities identified three As species: inorganic As, monomethylarsonic, acid and dimethylarsinic acid. Concentrations of total As and the As species differed significantly across the sampling locations (by a factor of 2.5 for total As). Mean levels (±S.D.) were 58.8 ± 0.7 µg/kg total As, 47.0 ± 0.6 µg/kg inorganic As, 0.33 ± 0.03 µg/kg monomethylarsonic acid, and 11.5 ± 0.1 µg/kg dimethylarsinic acid. The estimated mean dietary intakes were 4.1 µg/d total As, 3.3 µg/d inorganic As, 0.02 µg/d monomethylarsonic acid, and 0.8 µg/d dimethylarsinic acid. These values are below the benchmark dose lower confidence limit and comparable to, or lower than, those reported for other countries. Thus, consumption of rice cultivated in south-western Nigeria does not appear to have inherent As-associated health risks.     

油菜秸秆还田对水稻根系分布及稻谷产量的影响

根系健康是水稻正常生长及高产的前提,为明确油菜秸秆还田方式和还田量对水稻生长及产量的影响,以秸秆不还田作为对照,设置秸秆半量还田(1.5 t/hm²)、全量还田(3.0 t/hm²)、超量还田(4.5 t/hm²)3个还田量以及秸秆覆盖还田(FG)、秸秆翻埋还田(FM)两种还田方式,通过盆栽和大田试验相结合,研究秸秆处理对水稻根系分布及产量构成的影响.结果显示,秸秆快速腐解期(移栽后第23天)根系总长度、总鲜重及白根长度、白根鲜重均随还田量的增加而减少,但缓慢腐解期(移栽后第53天)覆盖处理总根系变化趋势与前期一致,翻埋处理根系长度和鲜重在FM2、FM3处理较大.覆盖还田促进移栽后期20-50 cm土壤中根系的生长,翻埋还田促进移栽后期各土壤深层根系的生长.覆盖和翻埋还田在返青期分蘖数分别比秸秆不还田减少1个/株和1.67个/株,翻埋还田更不利于返青期分蘖保持,但翻埋处理在移栽后期更有利于分蘖数的增加.单株有效穗在超量还田处理下达到最大值12.11和12.65,但千粒重、结实率、穗着粒数和产量均在全量还田处理下达到最高水平.本研究表明油菜秸秆还田抑制水稻移栽前期根系生长,同时覆盖处理对移栽后期根系生长不利,翻埋处理明显促进移栽后期根系的生长;油菜秸秆还田处理能提高水稻产量,其中以秸秆全量还田效果最佳.(图6表4参38)     

稻草还田与冬种马铃薯稻草覆盖对培肥地力的效果

在不同土壤种类、不同土壤肥力的田块进行了多点多年定点试验。经过连续三年早造稻草还田和冬种马铃薯稻草覆盖,4个试验点土壤有机质含量平均提高了0.182％,早晚稻、马铃薯每公顷产量分别提高了1305、1275、3765kg,表明稻草还田培肥地力效果显著,但不同土质的田块其效果有所不同。稻草还田、冬种马铃薯稻草覆盖与合理轮作和平衡施肥相结合将取得更好的效果。稻草还田的土壤肥力越来越高、连年增产,因此,稻草还田是改造中低产田的有效措施,应大力推广。     

广东省稻田肥料施用现状及其合理性评估

分析了近十几年来广东省稻田肥料的施用量以及施肥对水稻产量、土壤有机质和养分的影响,并就肥料品种搭配、养分数量及配比、施肥时期、施肥方法、肥料利用率等方面对肥料施用的合理性进行了评估。通过与国内外有关资料的对比分析.结果表明,广东省稻田肥料施用仍有较大的潜力,有必要采取措施进一步发挥,以促进农作物优质高产。     

广州市不同区域水稻质量状况及其污染源探讨

根据1999年度对部分水稻质量监测结果,认为产品质量为重污染级这一问题,于2001年再选择一些监测点开展水稻质量、生产环境质量监测和评价。结果表明,2001年度水稻质量仍存在受污染问题,污染因子为氟化物、铅、镉和汞,大气污染为主要原因,其次为水质污染。