根表铁膜固持硒对水稻吸收汞和镉的影响
针对目前我国土壤重金属汞和镉污染现状,部分水稻籽粒汞和镉含量超标,本研究通过加入外源硒(亚硒酸钠)研究硒对水稻汞、镉的吸收和累积的影响。首先研究了水稻体内硒和汞的交互作用以及硒和镉的简单效应。采用根际袋土-砂联合培养法,探讨硒对水稻根表铁膜形成的影响机制以及硒与根表铁膜互作对吸收转运汞和镉的影响,同时在水培条件下,研究了铁膜固持硒对水稻吸收汞和镉的影响。
主要结果如下:
(1)营养液栽培条件下水稻体内硒汞交互作用显著。硒能拮抗水稻对汞的吸收,当汞的处理浓度固定在中心值100μg/L时,随着硒处理浓度增加,水稻根部和地上部汞的含量均显著下降(P＜0.001),硒明显抑制了水稻对汞的吸收,但是汞的转移系数没有显著变化,硒不影响汞由根部向地上部的转运。汞对硒吸收可能存在促进和抑制双重作用,当硒的处理浓度固定在中心值50μg/L时,较低的汞浓度(＜30μg/L)能够促进水稻根和地上部硒吸收,而较高浓度的汞(＞30μg/L)减少了水稻根和茎的硒累积,随着汞处理浓度的增加,硒的转移系数减小,汞抑制了硒从根部向地上部的转运。
(2)硒对镉胁迫下水稻幼苗的生长表现为剂量效应,当硒处理浓度小于250μg/L时,能缓解镉的毒性,促进水稻生长,对水稻有保护作用,而在硒处理浓度高于500μg/L时,硒对镉胁迫没有缓解作用,当硒处理浓度为800μg/L,水稻生长受到抑制,硒与镉产生协同效应,加重了水稻的毒害。硒能拮抗水稻对镉的吸收,随着营养液中硒的处理浓度增加,水稻幼苗地上部和根部镉的含量均显著下降(P＜0.05),硒抑制镉从水稻根部向地上部的转运,降低地上部镉的累积量。
(3)土-砂根际袋联合培养条件下,土壤中施加低浓度硒(1.0 mg/kg)能促进根表铁膜形成,而当施加硒浓度较高(8.0 mg/kg)时,硒反而抑制了根表铁膜的形成。土壤施硒能提高水稻体内硒含量,随着硒处理浓度的增加,水稻根部、茎、叶、稻壳和稻米中硒含量显著增加(P＜0.05)。水稻根表铁膜对硒有较高的亲和力,随着硒处理浓度的增加,根表铁膜中硒含量显著增加(P＜0.05)。硒能抑制水稻根表铁膜对镉和汞的吸附,随着硒处理浓度的增加,根表铁膜中镉和汞的含量均显著下降(P＜0.05)。土壤施硒能显著降低水稻对镉和汞的吸收和累积,随着硒处理浓度的增加,水稻根部、茎、叶、稻壳和稻米中镉和汞的含量均显著下降(P＜0.05)。
(4)营养液中加入硫酸亚铁可在水稻根表形成红色的铁氧化物胶膜,铁膜数量与添加铁浓度呈显著正相关关系。铁膜不影响水稻的生长发育,能显著增加汞、镉的吸附,限制水稻对汞、镉的吸收,随着铁膜数量的增加,根表铁膜汞、镉的吸附量增大,水稻根部和地上部汞、镉的含量显著下降。硒对水稻根系生长有保护作用,硒能抑制铁膜对汞、镉的吸附,限制汞、镉由根部向地上部转运,随着根表铁膜数量的增加,硒对汞、镉抑制作用增强,但是加硒与否对水稻根部汞和镉的含量影响并不显著,铁膜固持硒抑制了水稻对汞和镉的吸收。
根表铁膜;硒元素;水稻吸收;汞元素;镉元素;生长发育
西南大学
硕士
植物营养学
周鑫斌
2012
中文
S511.01;X503.231
83
2012-09-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）