施硅量和施硅時期對鎘污染土壤中水稻植株鎘積累與轉運的調控.pdf

1、鎘（Cadmium，Cd）是一種有毒元素，對植物危害較大，可通過食物鏈威脅人體健康。水稻（Oryza sativa L.）作為我國重要的糧食作物，其品質直接關系到國民經(jīng)濟水平和人的身體健康。硅（Silicon，Si）是一種環(huán)境友好的營養(yǎng)元素，是水稻生長發(fā)育過程中所需的僅次氮、磷、鉀之后的大量元素。目前關于硅素緩解重金屬鎘對作物（水稻）幼苗的影響已取得諸多進展，也有部分研究就硅對水稻成熟期籽粒鎘含量的影響作了相關分析。本研究通過添加外源鎘

2、模擬鎘污染的水稻土，利用盆缽種植水稻，研究鎘污染土壤下施硅量和不同施硅時期對水稻生長發(fā)育、產(chǎn)量以及土壤中的鎘向水稻根至籽粒中的轉移、分配的影響。研究結果表明：
　　（1）2種施硅量下均可以緩解鎘污染帶來的毒害，促進水稻生長發(fā)育，提高產(chǎn)量，其效果尤以2mmog/kg的施硅量為佳。2種施硅量對水稻華航絲苗和黃華占株高均有明顯提高作用，各器官干物質的量也有一定程度的提高。2種施硅量均能增加水稻每穗實粒數(shù)，提高結實率，當施硅量達到2mmo

3、l/kg時，差異達到顯著水平。施用2mmol/kg施硅量使得50mg/kg、100mg/kg鎘污染處理下華航絲苗每穗粒數(shù)分別提高了17.9％、24.0%，平均穗重增加了19.4%、21.4%；黃華占品種每穗粒數(shù)分別增加了11.7%、10.7%，平均穗重提高了33.0%、24.6%。此外，2種施硅量下水稻有效穗數(shù)、千粒重也有增加的趨勢。
　?。?）不同施硅量對高濃度鎘污染土壤中水稻植株鎘積累與分配有一定的調節(jié)作用，并因土壤中鎘含量、

4、施硅量、水稻品種及稻株器官的不同而存在差異。2種施硅量可明顯影響水稻根部鎘含量，表現(xiàn)為增加華航絲苗根部鎘含量、降低黃華占根部鎘含量，但2個品種根部鎘累積量均呈增加趨勢。2種施硅量處理下華航絲苗和黃華占的葉、谷殼、糊粉層及精米中鎘、鎘累積量均呈降低趨勢，并且在施硅量為2mmol/kg時顯著降低；不同施硅量處理均顯著降低了華航絲苗和黃華占莖中鎘含量以及華航絲苗莖中鎘累積量，同時增加了黃華占莖中鎘累積量。2種施硅量均可顯著降低精米中鎘含量，在

5、鎘50和100 mg/kg污染水平下，華航絲苗和黃華占精米中鎘較未施硅處理下的最大降幅分別達到32.5%、53.7%和24.7%、20.7%。施硅量對水稻植株各器官的鎘富集系數(shù)、轉移系數(shù)和分配系數(shù)都有一定影響，2種施硅量處理下水稻植株地上部各器官的鎘富集系數(shù)和轉移系數(shù)均呈降低趨勢，根部鎘分配比例顯著增加。
　　（3）不同時期施硅均可改善鎘污染下水稻植株的生長發(fā)育狀況，促進水稻生長，提高產(chǎn)量。不同時期施硅均提高了水稻的成穗率、結實率

6、，尤其是分蘗期和拔節(jié)期施硅水稻成穗率提高顯著，而分蘗期以后（包括分蘗期）施硅水稻結實率顯著提高。不同時期施硅也可增加水稻每穗實粒數(shù)，分蘗期施硅最為理想，達到了顯著性水平，而不同時期施硅對水稻千粒重也略有提高但各個時期施硅均對其影響不明顯。
　?。?）不同時期施硅對水稻體內鎘的影響存在一定差異，具體表現(xiàn)為：不同時期施硅均可以提高根部鎘含量及鎘累積量，其中尤以移栽期和分蘗期根部根累積量增加顯著；地上部各器官鎘含量和鎘累積量卻表現(xiàn)為降低

7、的效應，各器官的鎘富集系數(shù)和遷移系數(shù)也隨之減小，其中拔節(jié)期施硅表現(xiàn)更明顯。結果表明不同時期施硅使鎘在水稻植株各器官中的累積與分配存在明顯差異，以拔節(jié)期施硅水稻精米中鎘含量最小，僅為0.534mg/kg，富集系數(shù)和轉移系數(shù)分別為0.012、0.0031，施硅效果是四種施硅時期中最理想的。
　　（5）硅可以抑制重金屬鎘叢根部向水稻地上部轉移，使鎘滯留在根部，降低地上部各器官鎘的積累。施硅后土壤pH值明顯提高，土壤有效鎘含量降低了29.