有機酸、EDTA對Cd污染土壤上水稻產(chǎn)量、品質(zhì)的影響.pdf

1、稻田鎘(Cd)污染日趨嚴(yán)重，已經(jīng)成為限制水稻產(chǎn)量品質(zhì)的土壤主要重金屬的污染源之一，極大地影響了水稻安全生產(chǎn)及農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本項研究采用土壤盆栽試驗方法，探討了外源有機酸、EDTA等化學(xué)改良劑對鎘污染土壤上不同鎘富集水稻品種生長、發(fā)育狀況以及水稻產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響，評價在水稻開花期施用外源有機酸、EDTA等化學(xué)改良劑對鎘污染土壤水稻生長、養(yǎng)分吸收、鎘積累以及產(chǎn)量、品質(zhì)等的影響。取得如下主要結(jié)論： (1)在鎘污染的土壤上，施加

2、外源有機酸、EDTA提高了水稻株高，增加了鎘污染土壤上水稻有效穗數(shù)和成穗率、穗實粒數(shù)、谷草比以及常規(guī)品種Ⅱ優(yōu)527的千粒重。有機酸、EDTA對水稻生長、產(chǎn)量的影響效果以高鎘污染(5.0mg/kg土)大于低鎘(1.0mg/kg土)污染水稻。由于兩品種的基因型差異，在鎘污染土壤上，加入有機酸、EDTA后，兩個基因型水稻的有效穗數(shù)、成穗率、經(jīng)濟系數(shù)，谷草比、產(chǎn)量均存在明顯差異。以有機酸、有機酸+1/2EDTA提高了Ⅱ優(yōu)527產(chǎn)量(最高達到8.

3、3﹪)，以有機酸＞有機酸+1/2EDTA。有機酸、有機酸+1/2EDTA、EDTA對秀水63產(chǎn)量均有良好效果(增產(chǎn)最大達到68.1﹪)，作用大小為有機酸、有機酸+1/2EDTA＞EDTA。綜合兩個水稻品種試驗結(jié)果，就產(chǎn)量而言，在鎘污染土壤上以外源有機酸、有機酸+1/2EDTA對稻米產(chǎn)量增產(chǎn)顯著。 (2)隨著鎘污染濃度增加，水稻體內(nèi)的過氧化物酶(POD)，過氧化氫酶(CAT)均有不同程度的降低；超氧化物歧化酶(SOD)在低鎘濃度

4、(1.0mg/kg土)下略有升高，但在高鎘濃度(5.0mg/kg土)下，SOD活性顯著降低；水稻葉片MDA、脯氨酸含量顯著增加；水稻葉片葉綠素a、b的含量、可溶性蛋白含量明顯降低。在鎘污染土壤上加入有機酸、EDTA后，兩個基因型水稻體內(nèi)POD、CAT活性、MDA含量降低，但增加了SOD活性、游離脯氨酸含量，同時提高了高鎘濃度(5.0mg/kg土)土壤上兩個品種以及低鎘濃度(1.0mg/kg土)下秀水63水稻體內(nèi)可溶性蛋白的含量、常規(guī)品種

5、Ⅱ優(yōu)527以及高鎘污染(5.0mg/kg土)下的秀水63葉綠素a的含量。兩個水稻品種以高鎘積累型秀水63對鎘的抗性大于常規(guī)品種Ⅱ優(yōu)527。鎘污染降低了水稻根系活力。有機酸、EDTA的添加降低了在低鎘污染(1.0mg/kg土)處理中兩種水稻根系活力，而在高鎘(5.0mg/kg土)處理中，僅有機酸處理顯著提高了水稻根系活力。 (3)隨著鎘污染濃度的增加，水稻籽粒中鎘含量顯著增加，常規(guī)品種Ⅱ優(yōu)527籽粒鎘含量高達2.21mg/kg，

6、而高鎘積累型品種秀水63籽粒鎘含量高達2.77mg/kg，遠高于我國食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(0.20mg/kg,GB15201-94)。在水稻開花期施加外源有機酸、EDTA，鎘污染水稻糙米中鎘含量均不同程度下降。以EDTA降低籽粒鎘的含量幅度最大，其次是有機酸+1/2EDTA，有機酸作用較弱。鎘污染降低了水稻籽粒中直鏈淀粉、蛋白質(zhì)、粗脂肪的含量，且隨鎘污染程度的增加水稻籽粒中直鏈淀粉、蛋白質(zhì)、粗脂肪的含量降低幅度越大，嚴(yán)重影響了稻米營養(yǎng)品質(zhì)。外源

7、有機酸、EDTA同時提高了鎘污染水稻籽粒蛋白質(zhì)的含量，效果以EDTA＞有機酸、有機酸+1/2EDTA，但不同程度降低了水稻籽粒中直鏈淀粉、粗脂肪的含量，以EDTA降低幅度較大。就稻米品質(zhì)而言，在鎘污染土壤上，以有機酸+1/2EDTA對于水稻品質(zhì)效果優(yōu)于EDTA、有機酸。在鎘污染土壤上種植常規(guī)水稻品種Ⅱ優(yōu)527較高積累品種秀水63更易獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)稻米。 (4)鎘污染顯著降低了兩個水稻品種秸稈氮、籽粒中氮磷鉀的含量，且隨鎘污染程度

8、的增加降低幅度越大。水稻秸稈、根鎘含量均隨鎘污染濃度的增加明顯增加。開花期施用外源有機酸、EDTA明顯增加了鎘污染水稻成熟期秸稈氮磷鉀含量，提高了水稻籽粒氮的含量，對高鎘濃度(5.0mg/kg土)污染中籽粒磷含量的提高也有一定效果，降低了開花期兩個水稻品種秸稈鎘、成熟期水稻秸稈、根鎘含量，效果大多以有機酸＞有機酸+1/2EDTA＞EDTA。秀水63秸稈、籽粒鎘含量明顯高于Ⅱ優(yōu)527，顯示該品種對鎘的吸收、轉(zhuǎn)運和富集能力較強。

9、(5)隨著鎘脅迫的增加，土壤中堿解氮、有效磷、土壤速效鉀、土壤有效鎘含量增加。有機酸、EDTA增加了鎘污染土壤中堿解氮、有效磷含量，以及開花期土壤有效鎘的含量，降低了鎘污染土壤中速效鉀含量。EDTA提高了水稻成熟期土壤有效鎘含量，有機酸以及有機酸+1/2EDTA明顯降低了成熟期土壤有效鎘含量。土壤有效NPK含量變化與2個水稻品種植株NPK含量的趨勢相呼應(yīng)。 (6)在高鎘污染(5.0mg/kg土)土壤上，添加有機酸、EDTA后，

10、交換態(tài)鎘、有機結(jié)合態(tài)含量較高鎘對照有不同程度增加，以交換態(tài)鎘含量增加幅度最大，同時降低了土壤碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳結(jié)合態(tài)和殘渣態(tài)含量。 (7)有機酸、EDTA顯著降低了紫色土對鎘的吸附，降低吸附作用的大小順序以EDTA＞有機酸+1/2EDTA＞有機酸。有機酸、EDTA不同程度地增加了紫色土吸附的鎘的解吸，作用大小以有機酸＞有機酸+1/2EDTA＞EDTA。 (8)在鎘污染土壤上施用外源有機酸、EDTA、有機酸+1/2ED