水稻镉.docx

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水稻镉

论文标题:

水稻品种对土壤重金属镉铅吸收分配的差异及其机理

VariationsAmongRiceCultivarsintheUptakeandTranslocationofCadmiumandLeadfromSoil,andtheMechanisms

论文作者刘建国

论文导师朱庆森；杨建昌；黄铭洪,论文学位博士,论文专业作物栽培学与耕作学

论文单位扬州大学,点击次数19,论文页数166页FileSize6249k

2004-05-01论文网水稻;品种;类型;镉;铅;吸收;分配;耐性;矿质养分

Rice（OryzasalivaL）;Cultivar;Type;Cadmium（Cd）;Lead（Pb）;Uptake;Translocation;Tolerance;Mineralnutrients

镉（Cd）、铅（Pb）是农田土壤重要的污染物质，随着工业的发展和人口数量的增加，其污染日趋严重，对人类健康和农业生产构成严重威胁。

水稻是世界性重要作物，对亚洲地区而言尤为重要。

为了探索水稻不同品种对土壤重金属Cd、Pb吸收、分配和积累的差异及其机理，为减轻稻米重金属污染的育种、品种选择及其它对策措施的制定提供依据，本研究：

1．选用不同原产地、不同类型水稻品种为材料，研究了水稻不同品种对土壤Cd、Pb积累的差异，并进行品种筛选，筛选出在Cd污染土壤中，对Cd吸收量及向籽粒分配比例差异显著的代表性品种；2．以筛选出的代表性品种为材料，研究水稻品种间对土壤Cd吸收、分配的差异及其规律：

3．以代表性品种为材料，研究水稻不同品种对土壤中Cd吸收、分配差异的生理机理。

主要结果如下：

一、水稻不同品种（类型）对镉的吸收和分配水稻不同品种的糙米对Cd的积累能力差异很大，品种间极差达10倍以上；品种的糙米Cd浓度与品种类型有关，籼型品种（组合）及含籼型血缘新株型品种的糙米Cd浓度显著高于粳型品种：

品种来源间糙米Cd浓度的差异不显著。

水稻植株的Cd浓度、Cd积累量及Cd在植株各器官的分配比例，品种间都存在差异，在结实器官（抽穗期的穗和成熟期的籽粒）中差异幅度较大，而在根、茎、叶中差异幅度较小。

植株各器官Cd浓度、Cd积累量及Cd向结实器官的分配比例，基本上都为籼型品种（组合）及含籼型血缘的新株型品种高于粳型品种。

在同一生育时期，器官间Cd浓度的相关性很差，而同一器官不同生育期之间Cd浓度的相关性很好。

但水稻各器官间Cd积累量存在一定程度相关性，根、茎、叶的Cd积累量与结实器官的Cd积累量间有较好的相关性。

Cd在水稻籽粒各部位的浓度和积累量分布都很不均匀。

从浓度分布来说，糠层（皮层、胚及糊粉层）中的Cd浓度远大于颖壳和精米。

从各部位的Cd积累量占籽粒总积累量的比例来看，精米占45.4％，其次为糠层，颖壳中最少。

稻谷经精加工后，精米含Cd扬州少、学博十学位论文量比稻谷平均下降54.6%。

水稻籽粒的Cd浓度与水稻植株的总吸Cd量，吸收的Cd向地上部的分配比例及与地上部积累的Cd向籽粒分配的比例间都呈极显著线性正相关。

水稻不同品种糙米对Cd的积累能力与部分农艺性状也存在相关性。

二、水稻不同品种对镐耐性的差异及评价指标水稻不同品种的生长发育对土壤Cd污染的耐性存在很大差异。

土壤Cd处理对水稻分桑的发’L，株高，绿色叶面积，干物质积累量及籽粒产量都有一定影响，影响程度随品种不同而有很大差异。

水稻对Cd的耐性随着生育期的推迟而逐步增强。

Cd处理后每穗粒数降低是各品种籽粒产量降低的主要原因。

土壤Cd处理后，水稻不同品种叶片的一些生理指标，如叶片电导率、MDA含量、脯氨酸含量及光合速率会发生变化，这些生理指标的变化幅度间存在一定的关系，而且这些生理指标的变化与植株干物质积累的变化间也存在相关性。

因此本研究认为，Cd胁迫下叶片电导率、MDA含量、脯氨酸含量及光合速率的变化，可以作为水稻品种耐Cd性的生理指标，根据这些指标及干物质积累量的变化幅度，可以综合评价水稻品种的耐Cd性。

三、镐对水稻不同品种吸收积累矿质养分的影响及其与生长发育的关系Cd对水稻吸收积累矿质元素Fe、Z。

、C。

、Mn、Mg的影响，因水稻品种、生育期、器官及元素的不同而有很大差异。

对F。

的吸收有一定影响，而对Fe向叶片的运输量影响很小，Cd胁迫卜植株Fe浓度的变化与干物质积累量的变化无明显关系:

Cd对Zn、Cu、Mrl的吸收及向茎叶的运输都有较大影响，并与Cd处理后植株干物质积累量的降低有明显的相关性;Cd对Mg的吸收积累影响小，与干物质积累所受的影响无明显关系。

对水稻生长发育的影响与Cd胁迫下植株Zn、C。

、Mn的吸收积累受到影响有关，Mg吸收积累变化的关系不明显。

说明而与、月曰e﹃t﹄卜L壤Cd处理对水稻糙米的Fe、Zn、C。

、Mn、Mg含量有影响。

降低部分品种糙米的F。

、Cu含量，降低所有品种糙米的Zn、Mn、Mg含量，因而会对稻米的微量元素组成造成影响。

水稻不同品种对Cd的吸收及向地上部运转能力与对Fe、zn、C。

、Mn的吸收、运转能力之间有良好的相关性，而与Mg的吸收、运转能力相关性差。

由此可以推测，水稻对Cd的吸收及分配机理与Fe、Zn、Cu、Mn的吸收、分配机理间有相似之处，而与Mg一V川-刘建国，水稻品种对土壤重金属锅钳吸收分配的差异及其机理的吸收、分配机理差异较大。

四、水稻不同品种对镐吸收及分配存在差异的生理机理对土壤中Cd吸收能力差异很大的水稻不同品种间，根系氧化力和土壤氧化还原电位有显著差异，品种的根系氧化力和土壤氧化还原电位与该品种对Cd的吸收能力间有很好的一致性;水稻不同品种间，根表铁氧化膜的含铁量有显著差异，根表铁氧化膜含铁量高的品种，对土壤中Cd的吸收能力低;盆栽水分腾发量高及根系伤流液Cd浓度高的品种，吸收积累Cd的能力强。

在两个Cd吸收能力差异大的品种汕优63与

论文标题:

水稻不同品种对土壤镉的耐性、积累与分配的差异研究

TheDifferencesamongRiceCultivarsinToleranceandAccumulationandDistributiontoSoilCadmium

论文作者李坤权

论文导师朱庆森；杨建昌,论文学位硕士,论文专业作物栽培学与耕作学

论文单位扬州大学,点击次数27,论文页数45页FileSize1939k

2003-04-01论文网Cd;水稻;耐性;积累;分配;矿质元素

Cd;rice;accumulation;distribution;mineralelements

为探究水稻不同品种对土壤中镉（Cd）的耐性、积累与分配的差异，以20个不同基因型水稻品种（系）为材料，采用盆栽土培方法，研究了Cd对水稻生长发育的影响及在水稻植株各器官中的积累、分配及在籽粒中的分布。

结果表明：

（1）水稻受到Cd污染后，营养生长期，水稻光合生产力降低，叶绿素的合成受阻，干物质积累量下降；在生殖生长期，水稻呈现出生育障碍，穗粒数和结实率降低，经济产量下降，因品种不同，受影响的程度存在较大差别，不同水稻品种的相对声量变化范围为52—99％。

（2）水稻不同品种对Cd的吸收和积累能力在全生育时期表现一致，抽穗前吸Cd能力强的水稻品种，抽穗后吸Cd能力也强，吸收的Cd在水稻各器官中的积累和分配与水稻品种密切相关，水稻吸收的Cd在各器官中的分配比例因品种不同有很大差异。

（3）不同品种（系）间，Cd积累量存在显著差异，且这种差异与品种类型、器官及生育时期密切相关；不同器官、不同生育时期，Cd积累量和积累速率不同；爷器官的Cd浓度沿根、茎、叶、穗（籽粒）的顺序大幅度下降，分配到籽粒中的Cd的比例很低，抽穗期根、茎、叶及穗间平均Cd浓度的比例为92：

3.5：

0.7：

1，成熟期比例为617：

52：

11：

1，根与茎、茎与叶片及叶片与穗（抽穗期）、糙米（成熟期）Cd浓度在抽穗期呈负相关，成熟期呈正相关关系。

（4）水稻糙米对Cd的积累能力与其它器官相比很低，平均Cd积累量仅为水稻茎叶总量的1/53，平均Cd浓度仅为茎叶的1/47。

糙米中的Cd积累浓度不仅与品种相关，而且与类型密切相关，籼型＞新株型＞粳型。

糙米中的Cd浓度和积累速率与水稻产量和每穗粒数呈显著正相关（相关系数r分别为0.788，0.731），而与千粒重呈负相关（相关系数r为-0.07）。

Cd在稻米加工各产物中的分布很不均李坤权:

水稻不同品种对土壤锅的耐性、积累与分配的差异研究匀，糙米精加工一次佗分钟）后甲Cd含量下降35%。

（5）在抽穗期和成熟期，不同基因型水稻品种（系）间，根系和叶片对Cd及植物必需元素Fe、zn、Cu、Mn、Mg的积累浓度均存在极显著差异;在两个时期，不同基因型水稻品种（系）的根系对Cd的积累浓度与Fe、Zn、M力、Cu的吸收积累浓度之间存在极显著或显著线性正相关，而与Mg的吸收积累浓度相关性不显著:

在两个时期，叶片中Cd的积累浓度与Fe、zn、Cu的积累浓度存在极显著或显著正相关;而与Mn与Mg积累浓度的关系因生育时期不同而存在差异。

该结果说明:

水稻根系对Cd的吸收与对Fe、Zn、Mn、Cu的吸收间存在相同的趋势，在由根系向地上部运转方面Cd与Fc、Zn、Cu亦存在相同的趋势。

论文标题:

水稻不同基因型吸收积累镉的差异及其机理研究

GenotypicDifferencesonCadmiumAccumulationinRicePlants（OryzaSativaL.）andtheMechanisms

论文作者刁维萍

论文导师倪吾钟,论文学位硕士,论文专业植物营养学

论文单位浙江大学,点击次数31,论文页数65页FileSize2311k

2004-05-01论文网镉,水稻,基因型差异,吸收积累

Cadmium,rice,genotypicdifference,uptakeandaccumulation

由于人类的工农业活动，Cd成为了自然环境和农业环境中主要散布的重金属。

Cd对各种生物有机体具有潜在的毒性，能引起人类诸多疾病。

由于具有高的移动性和低的中毒浓度，Cd是环境中最危险的重金属之一。

而土壤-作物系统是农业生态系统的核心，它是农用化学物质施用及污水灌溉等的主要场所，是Cd向人类食物链迁移积累、直接或间接地危害人体健康的关键环节。

因此利用植物生物技术选育低积累镉的植物基因型、采取相应的农艺措施、控制Cd在食物链中的迁移是农产品安全生产的有效途径。

本试验采用了在浙江大学华家池校区农场繁种制得的春江11、二九丰、花培528、红早、浙农大454等85个水稻基因型，研究了不同基因型籽粒积累Cd的特性。

将水稻籽粒分为稻壳、糙米、精米、米糠4个部分，分别制成分析样品，用石墨炉原子吸收测定Cd的含量。

在聚类分析的基础上，选用代表性水稻基因型，通过水培和土培试验，研究了不同水稻基因型吸收Cd的差异及其生理机制，探讨了不同水稻基因型籽粒Cd含量与土壤Cd水平的关系，同时对土壤Cd污染临界指标作了相应的讨论。

现将取得的主要结果总结如下：

1．85个不同水稻基因型经测定，其米糠、精米、糙米、稻壳的含镉量存在差异，通过聚类分析可以分为4类。

在这85个水稻基因型中，籼型水稻（46个基因型）精米的含镉量比粳型水稻（39个基因型）精米的含镉量高，而在稻壳中却相反。

2．将含镉量低于现行土壤质量标准的土壤上收获的85个不同基因型水稻籽粒各部分含镉量分别与国家食品卫生标准进行比较，分别有不同程度的超标，其中精米的超标率为15.29％，糙米的超标率为22.35％，土壤镉污染的临界指标应低于现行标准。

3．稻壳与糙米的含镉量存在极显著的正相关性，稻壳作为植株的末端部分对控制糙米或精米中镉的积累是有限的；米糠与精米的含镉量之间存在极显著的正相关；糙米与精米、米糠的含镉量之间也存在极显著的正相关，大量筛选品种时，分析测定糙米或精米均可。

4．将85个不同基因型水稻糙米、精米含镉量与其相应部分Ca含量进行比较，含福量高的，而含钙却是低的，Mg元素也有类似的情况。

很可能钙、镁对福具有一定的拮抗作用。

5.不同水稻根膜的含铁量与根膜的含福量、根部的含锡量呈显著性直线相关。

根膜含铁量与根系氧化力也呈显著性直线相关。

在水培供试的所有基因型中，根系氧化力高的水稻基因型，根表形成的铁胶膜含量多，富集的福也多，反之则少。

根系氧化力高的水稻基因型，其叶片积累福的比例比较大，可能会在结实期往籽粒里转运，致使籽粒里的含福量较高。

6.土培条件下，不同基因型水稻秸秆Cd含量与糙米Cd含量随Cd加入量的增加而提高。

水稻秸秆Cd含量与糙米Cd含量与土壤全锡含量呈显著正相关，但不同水稻基因型的生物富集系数不同，确定土壤福污染临界指标时必须考虑不同水稻基因型积累福的差异。

论文标题:

镉处理下不同水稻品种对两种土壤中铅、镉的吸收及其生育期动态

UptakeofPbandCdby2RiceCultivarsin2SoilsDifferinginPhysico-chemicalPropertiesunderSpikedCdTreatmentandItsDynamicsinGrowingPeriod

论文作者李正文

论文导师潘根兴,论文学位博士,论文专业土壤学

论文单位南京农业大学,点击次数14,论文页数71页FileSize3049k

2003-12-01论文网动态;Pb、Cd;生物有效性;土壤-水稻系统;品种差异

Dynamics;PbandCd;Bioavailability;Soil-ricesystem;interspeciesdifference

随着人类活动诸如采矿，施肥和和废水利用等，重金属在土壤中的积累呈逐渐增加的趋势，重金属污染会给人类，环境和农业生产带来严重后果。

重金属污染具有不可逆性、长期性及隐蔽性等特点，土壤一旦受到污染，在短期内很难得到改善和恢复。

据估测，1998年全国污染的耕地面积约占总耕地面积的1／5，其中重金属占污染面积的30～40％，尤其是在城市郊区生产的粮食、蔬菜、水果等食物，Cd、Cr、As、Pb等超标严重。

例如太原污染农田中粮食重金属含量超标率60～80％，有汞米、铅米恶性现象发生，导致不能食用。

并初步揭示出污染的主要原因是污灌和局部矿冶活动。

重金属主要通过土壤进入植物并且直接或者间接地进入人体而对有机体产生毒害作用。

减少重金属进入食物链的可能途径之一是调节土壤中重金属的生物有效性，二是利用或培育对重金属吸收量少的作物栽培品种。

国内外众多研究者广泛研究了重金属与土壤各组分间的反应；土壤中重金属的赋存形态，生物活性评价，影响生物活性因素，施用各种化学改良剂对降低重金属进入食物链的效果及过量重金属对植物生理生化代谢的影响，也注意到了不同植物种类和植物品种间吸收重金属的差异及生物有效性。

我国有较多的对土壤-作物系统重金属分布关系的案例研究报道，但仅停留在静态相关分析上。

本文研究不同性质土壤-水稻系统中重金属的土壤环境释放与迁移（动态生物有效性）和水稻吸收、积累及其器官间分布的动态特点与数量规律，阐明不同生长时期不同重金属在土壤-水稻系统中生物有效性的动态变异特征，建立土壤-水稻系统重金属生物有效性的定量表征的数学模型，为安全优质农产品生产中重金属污染物全程控制，为估计和评价我国稻米消费中食物重金属污染物摄取风险以及区域和国家食物安全评估提供科学依据和技术参考体系。

通过大田试验和盆栽试验研究了不同水稻品种积累重金属Pb、Cd的差异以及土壤-水稻系统中植株吸收积累Pb、Cd的生育期动态及成熟收获时Pb、Cd在水稻各器官中的分布与分配，并研究了水稻全生育期中土锡处理下不同水稻品种对两种土壤中铅、镐的吸收及其生育期动态壤重金属各形态及有效态变化，主要结果如下:

1.在江苏省昆山市农业科技示范园区，以太湖地区主要农业土壤之一的乌栅土和57个江苏省当前大田栽培的水稻品种为对象，进行了水稻对土壤重金属吸收积累的大田试验.结果表明，57个水稻品种籽粒的Pb、Cd含量的变化范围分别为0.337土0.078、0.099土0.039mgkg’，，指示不同水稻品种对同一土壤中Pb、cd的吸收及其在籽粒中的积累存在有显著的差异，这种差异对籽粒Cd的影响较强，Pb较弱.杂交水稻比常规水稻有更强的吸收Pb、Cd的能力.水稻对Pb、Cd的吸收积累存在协同作用.大部分样本的Cd含童超出USEPA推荐的人类摄取的籽粒临界含量，少量样本籽粒Pb含蚤超出国家粮食Pb限童标准。

2.以取自中国科学院鹰潭红壤生态站的红壤和取自江苏省昆山市玉山镇农业科技示范园区水稻土（乌栅土）和前期试验中对Pb、Cd吸收有显著差异的苏香粳1号和99一22两个品种为对象进行盆栽试验.结果表明，水稻品种对重金属的积累存在有显著差异，苏香粳l号籽粒累积的Pb、cd显著高于99一22;外加cdl、Zmgkg一土对水稻生物量和籽粒产童没有明显的影响，但极显著增加水稻Cd贮量和植株含全.外加cd促进Pb在水稻体的积累，加cdZmgkg-，显著增加水稻植株和籽粒Pb的含量.不同水稻品种籽粒对不同土壤中Cd水平的响应关系、转运效率也存在差异.水稻植株和籽粒在红壤中累积的Pb、Cd高于水稻土.3.水稻中Cd迁移能力大于Pb.说明Cd相对容易在水稻中积累，而Pb不易在水稻中积累.Pb、Cd在水稻不同器官的含量分布是:

才卜茎叶>籽粒.不同生长发育期，重金属在水稻各器官的分配和比例不同，水稻植株Pb、Cd含量为前期>后期.4.红壤和水稻土中Pb、cd各形态含量存在有明显的差异，红壤中Pb、Cd的MgC12提取态、NaA。

提取态含量显著高于水稻土;红壤中HCI和DTPA提取态Pb、Cd含童均显著高于水稻土.水稻积累的Cd总量与土壤的MgCI:

提取态、NaAc提取态、HCI提取态以及DTRA提取态含量存在显著依变关系.不过，水稻积累的Pb、Cd总童只占土壤有效态库的很小一部分.水稻生长对土体Pb、Cd的形态分布影响甚微.5.水稻Pb、Cd总童是随生育期的延长而逐渐增加，在生育前期和后期有一个明显积系速度较快的阶段;Pb含量在水稻生长前期有一个上升过程，然后随着生育期的延长下降;Cd含童的变化是随着水稻生育期的延长呈下降趋势.两个水稻品种对摘要重金属的积累差异在整个生育期普遍存在。

论文标题:

土壤中镉的吸附解吸特性及其对水稻吸收镉的影响

CadmiumAdsorptionandDesorptionCharacteristicsinSoilsandImpactsofCadmiumContaminationonRice

论文作者徐晓炎

论文导师宗良纲,论文学位硕士,论文专业环境工程

论文单位南京农业大学,点击次数17,论文页数65页FileSize2768k

2004-05-01论文网镉;水稻;吸附;解吸;吸附等温线方程

cadmium;rice;adsorption;desorption;sorptionequations

本文将生物盆栽与实验室机理研究相结合，研究了

（1）土壤中镉的生物有效性；

（2）水稻土对镉的吸附和解吸特性及与土壤理化性质之间的关系；（3）吸附等温线方程的参数意义与各方程的适用范围。

水稻盆栽试验结果表明镉的生育障碍浓度比较大，高浓度镉能在一定程度上提高糙米中直链淀粉的含量，糙米中镉的含量分别与风干土中有效态镉的含量和土壤中镉的全量呈极显著正相关。

水稻在孕穗前对镉胁迫较为敏感，抽穗后这种敏感性逐渐降低，水稻体中的镉主要来源于营养生长阶段的吸收，籽实中的镉则大部分来自抽穗以后水稻对土壤中镉的吸收，而从叶片向穗运输的光合作用产物中镉的含量较少。

土壤pH的升高和土壤含水量的增多都会降低土壤对镉的解吸率。

生育期结果显示分蘖期间盆栽鲜土的pH较低，因而土壤中有效态镉的含量较高，同时水稻植株伤流液中镉的含量较高。

土壤对镉的吸附性能通常用吸附势、吸持率和平均分配系数来描述，数学推导证明3者可以相互表达。

采用静态恒温培养法研究了江苏不同地区水稻土对镉的吸附行为，结果表明：

吸附势、吸持率和平均分配系数均只能在一定条件下反映土壤对镉的吸附特性。

当土壤对镉的吸附情况适合用Langmuir方程拟合时，其方程参数Ke×b可以用来反映土壤对镉的吸附性能，Ke×b被定义为吸附能。

相关性分析表明吸附能、Langmuir方程中的常数Ke、Freundlich方程中的常数a和K、吸持率、吸附势和平均分配系数均与吸附强度有关，而土壤对镉的吸附强度与土壤理化性质密切相关，吸附能与土壤理化性质之间的拟合结果最好。

供试水稻土对镉的吸附曲线可用Langmuir方程、Freundlich方程和Henry模型拟合，其中以Langmuir方程和Freundlich方程的拟合度较高。

各土壤理化性质中pH对土壤吸附镉的影响程度最大，pH值越高，土壤吸附的镉越多；有机碳和阳离子代换量的增多也能促进土壤对镉的吸附。

各土样解吸液中镉的浓度与吸附量的关系可用c=k×x表示，x为吸附量，c为解吸液中镉的浓度，k为分配系数；土壤对镉的解吸与阳离子代换量CEC、粘粒含量正相关，pH增高则抑制镉的解吸。

碱性土壤在添加的镉浓度较低时，土壤对镉的吸附作用很强烈；若添加浓度更大时吸附作用仍强烈，则该土壤对镉的吸附情况不宜用吸附等温线方程拟合，只能用图直观反映。

将已有文献结果与本实验数据结合后发现Henry模型主要应用于酸性土壤对低浓度锅的吸附，平均分配系数能表达土壤对锡的吸附强度.Langmuir方程的Ke值一般小于0.1;Freundlich方程的K值的最高位数通常是百位，a值多数大于1;Ke值和K值能从一定程度反映土壤对锅的吸附强度.若土壤对锡的吸附作用较强烈，吸附情况仍可以用Langmuir方程和Freundlieh方程拟合，则Ke值很可能大于0.1，K值极可能接近1000或大于1000，a值会小于1.随土壤对锅的吸附强度增大，Langmuir方程和Freundli比方程的适用性下降，直至吸附曲线不宜用Langmuir方程和FreundliCh方程拟合，只能用吸附图直观表示

论文标题:

水稻镉积累和耐性机理及其品种间差异研究

StudiesonPhysiologicalMechanisminCadmiumAccumulationandToleranceandItsDifferenceamongGenotypicofRice

论文作者

论文导师屠乃美；张玉烛,论文学位博士,论文专业作物栽培学与耕作学

论文单位湖南农业大学,点击次数22,论文页数122页FileSize5974K

2006-10-15论文网

Rice;;Cadmium;;Germination;;Accumulationanddistribution;;Subcelluardistribution;;Photosynthesis;;Genotypicdifference

镉对人类和动植物具有强烈毒害作用，是目前危害最严重的农田重金属污染。

水稻对镉的积累和耐性具有明显的品种间差异，筛选水稻糙米镉含量低的品种，能有效解决镉污染稻田水稻安全生产问题。

本研究通过种子发芽试验、土培盆栽试验、水培试验，系统研究了