【摘 要】
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我国重金属污染土壤占16.1%,其中镉点位超标率为7%,居各类土壤重金属污染之首。镉在土壤中具有很强的迁移能力,是一种易被作物吸收的非必需元素,其中水稻是一种籽粒富集镉的大宗粮食作物,我国居民65%以上以稻米为主食,按照美国环境保护局USEPA推荐的成人Rf D（Cd）值评估,我国大米70%潜存着Cd食品暴露风险。采取经济有效的措施保障镉污染稻田大米的食用安全,对消除镉污染大米食品安全风险、保障我
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我国重金属污染土壤占16.1%,其中镉点位超标率为7%,居各类土壤重金属污染之首。镉在土壤中具有很强的迁移能力,是一种易被作物吸收的非必需元素,其中水稻是一种籽粒富集镉的大宗粮食作物,我国居民65%以上以稻米为主食,按照美国环境保护局USEPA推荐的成人Rf D（Cd）值评估,我国大米70%潜存着Cd食品暴露风险。采取经济有效的措施保障镉污染稻田大米的食用安全,对消除镉污染大米食品安全风险、保障我国居民身体健康具有重要意义。本实验室前人已筛选获得多种可通过叶面喷施阻控镉在糙米中积累的有机碳,本研究在前人研究基础上针对其中的多元醇类阻隔剂,通过盆栽试验,研究土壤镉不同污染水平、不同喷施时期、喷施24h后雨水淋洗等条件下喷施多元醇对水稻镉吸收积累的影响,并通过不同地区的大田小区试验对其阻隔水稻镉吸收积累的效果进行研究;通过测定喷施多元醇对水稻生理指标、抗氧化酶活性影响及镉、锰、锌在叶片亚细胞水平的分布等,探究其阻控水稻镉吸收积累的机理,为水稻镉污染防控提供技术支撑和科学依据。主要研究结果如下:（1）早稻（黄华占）盆栽试验结果显示,在两种不同镉污染水平下喷施多元醇都能降低糙米镉含量,其中高镉污染土壤（全镉3.4 mg/kg）水稻喷施多元醇后糙米中镉降幅较大;稻壳和稻杆中镉均有所降低,但多数处理差异不显著。8水稻不同生育期喷施对比结果显示,单独在灌浆期喷施多元醇效果最佳,糙米镉含量降幅可达73.6%;其次是同时喷孕穗期和灌浆期,与CK相比糙米镉含量降低61.8%;而同时在分蘖期、喷孕穗期和灌浆期喷的处理阻隔稻米镉积累的效果最差（降低45.1%）,但三者没有显著性差异。（2）晚稻（增城丝苗）盆栽试验结果表明,喷施多元醇对增城丝苗糙米镉积累阻隔的效果不及早稻黄华占,各处理糙米中镉降幅为17.27～30.83%,而各喷多元醇处理稻壳中镉均显著降低。喷施多元醇24h后模拟大雨淋洗的试验结果显示,24h后大雨冲洗降低多元醇单独在灌浆期喷施对镉的阻隔效果,这一点在早稻黄华占的试验中有同样的表现,而孕穗期和灌浆期兼喷多元醇24h后雨水淋洗,对糙米镉积累的阻隔效果影响不大。（3）韶关早稻（常规稻）大田小区试验结果表明,在3个不同土壤镉含量区,水稻灌浆期喷施一次多元醇均能降低糙米中镉含量,降幅达33.7%～46.7%,且随土壤镉含量升高糙米中镉降幅越大;喷施多元醇后稻草和谷壳中镉含量均不同程度降低,但对水稻各部分铅、锌的吸收积累影响无一致规律。清远晚稻（杂交稻）大田小区试验结果显示,在水稻灌浆期或灌浆期和孕穗期喷施多元醇均显著降低糙米中镉含量,降幅分别为41.7%、46.6%,喷两个时期与喷一个时期二者没有显著性差异;喷施多元醇后稻草和谷壳中镉含量均显著降低。（4）喷施多元醇对水稻幼苗生理指标、抗氧化酶活性影响的试验结果表明,在镉胁迫下,喷施多元醇可以降低幼苗叶片MDA含量,提高叶片叶绿素、脯氨酸、蛋白质含量。在土壤不同镉含量水平下,喷施多元醇对水稻幼苗抗氧化酶活性影响有差异,其中在低浓度镉胁迫下,喷施多元醇能降低水稻幼苗叶片过氧化物酶（POD）,增加过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性;在高浓度镉胁迫下,喷施多元醇则是提高水稻幼苗叶片POD活性,降低CAT、APX活性。（5）镉、锰、锌元素在幼苗叶片的亚细胞水平分布结果表明,喷施多元醇能够降低叶绿体镉含量,在两种不同浓度镉胁迫下,叶绿体镉含量降幅分别为23.6%、21.3%;高浓度镉胁迫处理中,F5中Cd含量比例有所增加,占比从20.85%升至26.2%。喷施多元醇对锰在亚细胞中分布的影响有与镉类似的规律。（6）幼苗叶片的细胞超微结构研究表明喷施多元醇有利于保持细胞完整性,减轻高浓度镉胁迫下出现的质壁分离现象,有助于维持叶绿体形态的完整性和保护叶绿体片层结构。能谱分析显示,喷施多元醇能增加细胞壁的镉原子百分数。上述研究结果为进一步揭示外源多元醇阻控水稻镉向稻米中积累提供了科学依据,为通过喷施多元醇防控稻田镉污染、保障稻米食用安全提供了技术支撑。
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