根区与叶面调理联合阻控水稻镉吸收研究

摘要

农田重金属污染是我国当前面临的主要环境问题之一，特别南方稻田镉污染问题，尤为突出。本研究以中稻特优524号为材料，选取南方典型镉污染土壤，采用盆栽实验，研究了不同根区调控，包括不同水分管理（W1：常规水分管理，即分蘖后期和成熟后期各晒田一周，其他时间淹水；W2：全生育期淹水）和不同土壤施加钙镁磷肥(P1：1g·kg-1；P2：2 g·kg-1），以及不同叶面喷施调理（LS:2.0 mmol·L-1Na2SiO3、LX:25μmol·L-1Na2SeO3、LSX:1.0 mmol·L-1Na2SiO3+12.5μmol·L-1 Na2SeO3)等因素水平及其不同组合处理对水稻镉吸收的影响，分蘖期叶片生理指标的变化及土壤pH、Eh和有效镉含量的变化，探寻和剖析阻控水稻镉吸收的高效模式及相关机理，并通过大田小区实验进行田间验证，得出主要结论如下
　　（1）根区、叶面及其联合处理对水稻产量无显著影响，但淹水处理能抑制水稻有效分蘖，且在酸性土壤较碱性土壤，抑制效果更加明显。淹水处理能提高秸秆质量，其中酸性土壤下，秸秆质量较对照平均增加36.1g，增幅为39.9％，碱性则平均增加56.2g，增幅为63.9%。田间验证表明：水分是影响水稻产量的重要因素之一。与W1相比，W2的不同组合处理使水稻减产8.7%-11.8%，平均为10.4%。同种水分管理下，根区、叶面及其联合处理对水稻产量无显著影响。
　　（2）根区调控显著降低土壤有效镉含量，联合处理土壤有效镉含量较对照，酸性土降幅为30.8-42.5%，碱性土降幅为22.7%-34.3%。根区不同处理土壤溶液pH大小顺序为：W1　　（3）根区与叶面联合处理显著降低水稻各部位镉含量，但三者交互作用不显著。酸性土上根、茎、叶和籽粒镉含量降幅分别为21.64%-28.94%、30.57%-45.42%、38.9%-55.2%和60.42%-75.73%；碱性土上根、茎、叶和籽粒镉含量降幅分别为11.83%-21.24%、26.37%-24.01%、32.94%-44.55%和46.32%-60.90%。大田验证结果：根区与叶面联合处理显著降低水稻各部位镉含量根、秸秆和籽粒镉含量降幅分别29.3%-38.3%、46.1%-63.8%和64.8%-79.5%。大田验证与盆栽试验结果一致：根区与叶面联合处理显著降低到米镉含量，其中联合处理W2P2LS、W2P2LX和W2P2LSX降镉效果最优，稻米镉达标（0.2 mg·kg-1），能实现镉污染农田稻米的安全生产。
　　（4）根区与叶面联合处理显著降低水稻各部位镉的转运系数，镉从茎向叶的转运（SL）比叶向籽粒（LS）和根向茎的转运(RS)容易，表现为RS　　（5）根区与叶面联合调控，既能一定程度上增加稻苗叶绿素含量，平均增幅为15.7%-22.9%，又可以增加抗氧化酶活性，缓解质膜过氧化作用，其中 SOD活性最高，较对照平均增加36.2%-51.8%；POD活性次之，平均增加29.4%-36.1%；CAT活性再次之，平均增加24.6%-31.8%；APX活性平均增加12.5%-19.9%。MDA含量，较对照则平均降低19.2%-34.4%。

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第一章 引 言

1.1农田镉污染现状及镉的健康效应

1.1.1农田镉污染现状

1.1.2镉的健康效应

1.1.3 稻米镉污染现状

1.2水稻对镉的吸收富集规律

1.2.1水稻品种间镉吸收的差异

1.2.2水稻植株镉分配的差异

1.3镉污染对水稻生理指标的影响

1.4水稻镉污染控制技术的研究应用

1.4.1土壤调控

1.4.2水分管理

1.4.3低镉吸收品种的筛选

1.4.4叶面调控

1.5研究背景目的及内容

1.5.1研究背景

1.5.1研究目的和意义

1.5.2研究主要内容

1.5.3技术路线

第二章 根区与叶面联合调控对水稻镉吸收的影响

2.1材料与方法

2.1.1试验材料

2.1.2试验设计

2.1.3试验方法

2.1.4数据处理

2.2联合调控对水稻分蘖期叶片生理指标的影响(酸性土为例)

2.2.1结果与分析

2.2.2 讨论

2.2.3 结论

2.3联合调控对水稻镉吸收的影响

2.3.1结果与分析

2.3.2讨论

2.3.3结论

第三章 根区与叶面联合调控水稻镉吸收的大田验证

3.1材料与方法

3.1.1试验材料

3.1.2 试验设计

3.1.3试验方法

3.1.4 数据处理

3.2 结果与分析

3.2.1不同处理对水稻产量的影响

3.2.2不同处理对土壤有效态镉含量的影响

3.2.3 不同处理对水稻镉含量的影响

3.2.4不同处理对水稻镉转运系数的影响

3.3讨论

3.4结论

第四章 全文结论

4.1主要结论

4.1.1根区与叶面联合调控对水稻分蘖期叶片生理指标的影响

4.1.2 根区与叶面联合调控对水稻镉吸收的影响

4.1.3根区与叶面联合调控的大田验证

4.2 创新之处

4.3 研究展望

参考文献

致谢

作者简历