杂交水稻对土壤Cd的吸收及其籽粒Cd、Zn的关系

【摘要】： 由于工业污染、污水灌溉、污泥施用以及施肥等原因，我国农田土壤Cd污染问题日趋严重，对我国的食物安全和生态安全构成了严重的挑战。许多研究表明，通过土壤-作物-食物系统的迁移是人类摄取Cd的主要途径。水稻是我国的重要粮食作物，稻米是我国人民传统的主要食物来源。当前，杂交水稻是我国水稻生产的主要栽培品种。为了保障粮食安全供应，我国正在推广单产达9t·hm~(-2)以上的超级稻。然而许多研究表明，水稻籽粒对土壤Cd吸收在大宗农作物中是最强的，在工矿污染条件下甚至可能产生“镉米”，严重危害人类健康。 尽管当前研究同种条件下不同水稻品种或基因型对Cd吸收影响的文献较多，但还不足以说明田间条件下土壤与品种两者之间的交互作用对水稻Cd的吸收积累及其对食物安全的影响。本课题组已研究报道了土壤-品种交互作用可使常规稻对Cd的吸收积累达到严重的安全风险程度，但还不清楚这种土壤-基因型交互作用对杂交水稻尤其是超级稻的Cd吸收和籽粒积累的影响如何。因此，本研究选择2种杂交水稻(普通杂交稻“汕优63”和超级稻“Ⅱ优明86”)与乌栅土和红沙泥田2种不同性质水稻土为材料，采用外加Cd(2.5mgCd／kg土)和不外加Cd处理进行盆栽试验，研究了水稻对土壤中Cd的吸收及籽粒积累特点。 结果表明，杂交水稻对Cd的吸收及籽粒积累依土壤、品种及二者的交互作用而变化。杂交稻对土壤中原有Cd的吸收与积累，基因型影响高于土壤类型的影响，但对外源Cd的吸收与籽粒积累，土壤类型的影响强于品种基因型；而土壤与品种间的正交互作用(Cd吸收强的超级稻种植于土壤Cd化学有效性高的红沙泥田)可使水稻籽粒Cd积累成倍提高。说明在未污染条件下，杂交稻对Cd的吸收与籽粒积累主要受品种的吸收能力控制，而在污染条件下，土壤化学性质对Cd有效性的影响成为土壤-水稻系统Cd迁移的主要控制因素。 从食物安全风险考虑，在酸性土壤中或污染条件下，超级稻对Cd的吸收与籽粒积累十分强烈，就地消费人群的籽粒Cd暴露风险水平达到数倍于临界摄入剂量水平。加Cd处理下，汕优63中Cd滞留于根部，而Ⅱ优明86则有较强的将Cd向上运输的能力。计算表明，Ⅱ优明86籽粒Cd积累的不利效应远远超过其产量的增加效应。 本实验结果还显示，土壤-水稻系统中Cd的迁移与籽粒积累受到品种及基因型、土壤化学条件、Cd污染水平以及土壤-品种的相互作用的影响，与常规稻相比，高产

【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006

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