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农田镉(Cd)污染严重影响水稻的产量和品质,并通过生物富集作用危害人类健康。钾是水稻必需的大量元素之,对水稻植株的生长代谢、酶活性调节等起着至关重要的作用。深入研究镉污染农田水稻钾肥施用,探讨不同钾处理条件下镉毒害水稻植株各部位的Cd积累量、矿质元素含量、光合作用及抗氧化酶的变化,对于Cd污染农田钾肥施用及保证农产品安全具有重要意义。本研究采用土培试验与水培试验相结合的方式;以低积水稻品种川农优527和高积水稻品种Ⅱ优838为材料,从不同钾肥品种及不同施钾水平上探索水稻植株不同部位、不同生育期响应镉毒害时镉积累量、矿质元素含量和生理机制的变化特征,研究施钾对镉胁迫下不同基因型水稻的影响,为镉污染农田水稻钾肥施用提供科学依据。主要研究结果如下:(1)水培条件下:随着施钾水平的提高,KCl和K2SO4处理条件下的镉毒害水稻根系及地上部干重均呈下降的趋势,以KCl处理时更为明显:其10倍常规施钾时根系及地上部干重分别降低了对照的33.53%、56.74%。KNO3处理条件下的镉毒害水稻根系及地上部干重随施钾水平的提高无明显变化(P<0.05),其根系及地上部干重显著高于KCl和K2SO4处理。KCl处理条件下的镉毒害水稻根系及地上部Cd含量随施钾水平的提高呈逐渐上升的趋势;KNO3和K2SO4处理条件下的镉毒害水稻根系Cd含量随施钾水平的提高有小幅下降的趋势。随着施钾水平的不断提高,不同钾肥处理条件下的镉毒害水稻根系及地上部N、P、K含量均呈不断上升的趋势,以K含量上升幅度最大,最大增幅达46.57%。KCl处理条件下的镉毒害水稻根系及地上部SOD、POD、CAT活性均呈先升高后降低的趋势;以SOD高钾时下降趋势更为明显。KNO3处理条件下的镉毒害水稻地上部SOD、CAT有明显的上升趋势。(2)土培条件下:随着KCl水平的提高,镉毒害水稻植株株高、分蘖数和植株干重均呈先升高后降低的趋势;高钾处理时成熟期植株干重表现最为明显,高钾处理时降低了对照的23.53%。各部位镉含量随施钾水平的提高呈逐渐上升的趋势(P<0.05);其中,高钾处理时,低积水稻品种川农优527茎中的Cd含量上升了13.50%,高积水稻品种Ⅱ优838茎中的Cd含量上升了24.67%。两水稻植株根茎叶中的K素、P素和微量量元素(Fe Mn Cu Zn)含量均呈逐渐上升的趋势,N素含量呈先升高后降低。糙米和谷壳中的Cu、Fe、Zn含量逐渐下降;其中,Fe含量下降最为明显,降幅最高达32.24%。两水稻植株Pn、Gs和Tr先升高后降低。随着施钾水平的提高,两水稻品种根茎叶的SOD、POD、CAT活性均呈先上升后降低的趋势,以高钾处理条件下的活性最低。综上所述:在镉污染农田适当增加钾肥的施用促进了水稻的生长;过量的钾肥施用不仅影响了水稻植株的光合作用;降低了水稻植株各部位的SOD、POD和CAT活性;还增大了水稻植株各部位的Cd积累量,尤其是籽粒中的Cd积累量,并且籽粒中的Cu、Fe、Zn含量显著降低,营养价值减少。同时,过量的钾肥施用还促进了植株对Cd的积累,尤其是糙米中的Cd积累量,食用风险增大。因此,在镉污染农田种植水稻时,应控制钾肥的施用。