根表铁膜对水稻吸收Cd的影响及其机理研究
本文采用营养液培养和土培两种方法，研究了根表铁膜对水稻吸收重金属Cd的影响及其机理。在营养液培养条件下，将不同浓度Fe2+或Fe(OH)3胶体加入营养液中，以诱导水稻根表形成铁膜，随后供给水稻不同浓度Cd的营养液，研究不同厚度铁膜对水稻吸收Cd的影响；在供应Cd的同时，向营养液中加入Zn或P，研究Zn或P存在的情况下铁膜对水稻吸收Cd的影响。土培试验中，向土壤中添加不同浓度FeSO4·7H2O，诱导水稻根表形成铁膜，将Cd与Fe同时加入土壤或在水稻生长后期通过灌溉的形式加入土壤，研究模拟污染土壤和污灌条件下铁膜对水稻吸收Cd的影响。主要结论如下：
1.营养液中供应不同浓度Fe2+能够诱导水稻根表形成不同数量的铁膜，供应Fe浓度越高，铁膜形成的量也越大。随营养液中Fe浓度的增加，水稻根中和地上部Cd含量下降，根中Fe含量与Cd含量之间呈显著负相关关系。2％-9％的Cd存在于根表铁膜中，而大约65％的Cd集中在根系组织中。
2.营养液中供应不同浓度的Fe(OH)3胶体可以诱导水稻根表形成不同数量铁膜，营养液中Fe浓度在0-50mgL-1范围内，铁膜数量随Fe浓度的增加而显著上升，之后铁膜数量不再增加。铁膜对Cd的吸附与铁膜数量的变化趋势基本一致。水稻根中和地上部Cd含量与根表DCB-Cd含量具有较好的相关性。
3.营养液中供应0.65mgL-1Zn显著降低水稻根中Cd含量，增加地上部Cd含量，而营养液中供应31mgL-1P显著增加未加Fe处理的水稻根中和地上部Cd的含量，但两者均未影响铁膜对Cd的吸附。故Zn和P对水稻根中和地上部Cd含量的影响不是通过改变Cd在根系表面的吸附而产生。
4.在模拟污染土壤条件下，土壤中添加1和2gkg-1Fe时，根表铁膜显著增加了对Cd的吸附，降低了水稻根中和地上部Cd含量。在模拟污水灌溉条件下，土壤中添加2gkg-1Fe时，水稻根中和地上部Cd含量显著增加，铁膜对Cd的吸附随土壤中添加Fe的增加而下降。铁膜吸附的Cd仅占植株总Cd的10％左右，而大约50-80％的Cd集中在根中。
5.根表铁膜能够吸附生长介质中的Cd，但并没有阻止大量Cd进入水稻根系，对减少水稻吸收Cd的贡献较小。根中高浓度Fe是减少水稻根中Cd含量的主要原因，根系组织是阻止Cd进一步向地上部运输的主要部位。
水稻;重金属污染;根表铁膜;镉元素
中国农业大学
博士
植物营养学
张福锁;张俊伶
2006
中文
S511
108
2007-07-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）