间作红蛋对水稻吸收累积镉的影响及其机理研究

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植物对镉的吸收和累积受多种因素影响,包括植物种类和根际土壤理化性质等方面。为了探究间作红蛋后植物根际理化性质改变及对水稻吸收累积镉的影响,本文以红蛋植物和经水培筛选的耐镉水稻品种——玉丝占作为研究材料,通过土培根箱实验,研究间作条件和单种条件下两种植物根际土壤理化性质的变化,主要研究指标包括根际土壤的pH、Eh、CEC、有效S、有效Ca、有效Mg和不同形态Cd含量;同时考察综合因素影响下对水稻和红蛋两种植物吸收Cd的影响。旨在丰富间作对植物根际理化环境影响的相关信息,明确间作对红蛋和水稻吸收累积Cd的影响,为促进红蛋投入修复实践提供科学依据。研究结果如下:1、水培筛选结果显示,Cd胁迫对所有水稻品种生物量累积都产生了明显抑制作用,但抑制程度因品种不同而存在差异。研究发现,水稻对Cd的转移能力和累积量与水稻对Cd的耐性并没有表现出完全相同的变化趋势,某些耐性好的品种同样具有较高的Cd累积性和转移能力。同时发现,水稻类型与水稻耐Cd特性存在一定关系,常规稻的耐Cd特性普遍优于杂交稻。2、土壤类型不同,间作条件会对植物根际理化环境的改变产生不同影响。主要表现为:(1)棕色石灰岩土上,同单种水稻相比,间作条件降低了水稻根际土壤pH和有效Ca含量,升高了Eh、CEC、有效Mg含量。同单种红蛋相比,间作条件升高了红蛋根际土壤有效Mg含量;(2)潴育水稻土上,同单种水稻相比,间作条件降低了水稻根际土壤pH和CEC,升高了Eh和有效S含量。同单种红蛋相比,间作条件降低了红蛋根际土壤有效S,升高了红蛋根际CEC;(3)两种土壤上,Cd化学形态分布存在显著差异。棕色石灰岩土上,土壤中的Cd主要以残渣态形式存在;潴育水稻土上,Cd主要以弱酸提取态形式存在;(4)棕色石灰岩土上,间作条件对水稻根际土壤弱酸提取态Cd百分含量影响不大。潴育水稻土上,间作条件显著提高了水稻根际土壤弱酸提取态Cd百分含量,同时随时间变化,潴育水稻土上水稻根际土壤弱酸提取态Cd百分含量逐渐降低。3、棕色石灰岩土上,同单种条件相比,间作红蛋降低了水稻秸秆、地下部和稻米的Cd含量,同时与单种红蛋相比,间作条件下红蛋地上部和地下部的Cd含量有所升高;而潴育水稻土上,间作条件提高了两种植物植株各部分Cd含量。
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