土壤亞鐵、鎘對水稻部分生理生化特性的影響.pdf

1、我國南方潴育及潛育型水稻土中積累有大量亞鐵，人類活動造成環(huán)境中重金屬鎘的污染日益嚴(yán)峻。高濃度亞鐵和鎘均會造成植物毒害，造成植株生長抑制、光合作用受限、營養(yǎng)代謝失調(diào)、氧化脅迫及產(chǎn)量下降等產(chǎn)生不利影響，同時植株對鐵和鎘兩種金屬的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和富集過程存在交互作用。以往研究主要通過水培試驗(yàn)探究亞鐵或鎘的單獨(dú)污染對水稻生理生化的影響，這與植株實(shí)際的生長環(huán)境有較大差別。本試驗(yàn)中設(shè)置4個土壤Fe2+濃度水平（外源加入亞鐵含量分別為0、100、200和

2、400mg/kg干土）和2個Cd2+濃度水平（外源加入鎘含量分別為0、5mg/kg干土），研究不同濃度的亞鐵和鎘的共同作用，對水稻葉片脂質(zhì)過氧化、抗氧化酶活性和根膜、植株中重金屬累積量的影響以及其隨生育期的動態(tài)變化。在水稻分蘗期、孕穗期和成熟期采集樣品，分別測定葉綠素指標(biāo)(SPAD值)，葉片中丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量，超氧化物酶(superoxide dismutase，SOD)活性，過氧化物酶(peroxi

3、dase，POD)活性以及根膜、根和葉片中兩種金屬含量。試驗(yàn)結(jié)果如下：
　　1、本試驗(yàn)條件下的土壤亞鐵和鎘的濃度對整個生育期內(nèi)水稻葉片葉綠素沒有顯著的影響，且葉片沒有出現(xiàn)明顯毒害性狀，表明實(shí)際生產(chǎn)過程中，亞鐵和鎘毒害具有一定的隱蔽性。
　　2、水稻生理生化狀態(tài)受土壤亞鐵和鎘的影響隨生育期呈現(xiàn)動態(tài)變化。孕穗期是水稻因金屬鐵和鎘脅迫而受到氧化傷害的主要時期。孕穗期時，水稻SOD和POD活性受到抑制，使得此時MDA含量較高。成熟期

4、時，植株衰老成為影響水稻葉片氧化脅迫及抗氧化酶活性的主要原因，此時，MDA量和POD活性隨土壤亞鐵和鎘濃度變化不再顯著。在分蘗期和孕穗期時，鎘抑制了水稻MDA含量，孕穗期時，鎘的存在抑制了SOD和POD活性，但其抑制能力與土壤中鐵含量有關(guān)。
　　3、試驗(yàn)表明水稻根及葉片積累富集鎘的量與根膜中鎘含量呈正相關(guān)。根膜中的鎘是植株吸收、運(yùn)輸和富集鎘的主要來源。隨著土壤鐵量增加，鎘在根膜中含量減少。由于高濃度土壤鐵所產(chǎn)生的根膜的屏蔽作用使得

5、鎘向植株遷移可能性降低。此外，較高土壤鐵含量會阻礙高親和性鐵載體的表達(dá)，從而減少了植物對鎘的吸收和積累。
　　4、試驗(yàn)表明水稻對鐵和鎘元素的吸收和富集存在相互影響。土壤鎘能在一定程度上增加根對鐵的富集。此外，鎘抑制鐵元素在葉片中的累積，這表明鐵和鎘在水稻轉(zhuǎn)運(yùn)、富集金屬過程中存在競爭關(guān)系。隨著土壤亞鐵的增加，水稻對鎘的吸收和富集受到了抑制，這也是高濃度亞鐵能夠減少鎘對水稻葉片MDA含量、SOD和POD活性的影響的部分原因。水稻根對鐵