土壤磷铁比和过氧化尿素对水稻根表铁膜形成和水稻镉吸收的影响

作     者：丁汉卿 

作者单位：华南农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：沈宏

授予年度：2016年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：水稻 磷铁比 过氧化尿素 铁膜 镉 产量 

摘      要：淹水条件下,水稻根系通过径向氧分泌能将根际土壤溶液中游离态亚铁离子氧化沉积在根系表面,并形成根表铁膜,且根表铁膜对重金属吸收具有阻隔作用。然而,如何调节土壤栽培条件下的水稻根表铁膜数量及其对金属镉的阻隔作用并不清楚。本研究以广东特色水稻品种增城丝苗（ZCSM）和种植面积较广的天优998（TY998）为材料,研究了土壤栽培条件下,不同比例的磷铁加入量0:0（摩尔比,P0-Fe0）、1:0（P1-Fe0）、2:0（P2-Fe0）、0:1（P0-Fe1）、0:2（P0-Fe2）和外源施用过氧化尿素0 kg/hm2（UP-0）、20 kg/hm2（UP-20）、40 kg/hm2（UP-40）、80 kg/hm2（UP-80）对水稻根表铁膜浓度及镉吸收的影响,具体结果如下:1.在水稻分蘖期,落干3天后重新复水并保持14天,不同磷铁比处理明显影响水稻根际土壤中结晶铁和无定形铁的浓度,复水第10天时,P1-Fe0和P2-Fe0处理的水稻根际土壤中结晶铁下降到最低值,与P0-Fe0处理相比,结晶铁上升了4.2%和14.7%。复水增加了土壤溶液中无定形铁的浓度,加磷处理抑制无定形铁浓度的上升。过氧化尿素处理并不明显影响土壤中结晶铁和无定形铁浓度。2.利用α-萘胺氧化法测定水稻根系活力发现:磷铁比处理不影响水稻根系活力。而过氧化尿素处理增加水稻根系活力,ZCSM和TY998根系活力分别为236.1～243.9μg/（g·h）(空白为150μg/（g·h）)和243.2～264.6μg/（g·h）(空白为132μg/（g·h）)。对孕穗期根系切片发现,P1-Fe0和P2-Fe0处理使根表铁膜颜色变浅。P0-Fe2处理的水稻根系根表铁膜颜色,由红棕色变为深红棕色。与未施过氧化尿素相比,过氧化尿素处理也能加深水稻根表铁膜的颜色,这表明,过氧化尿素促进红棕色铁膜的形成。3.利用DCB方法测定孕穗期水稻根表铁膜发现:与P0-Fe0处理相比,P2-Fe0处理下的ZCSM和TY998根表DCB铁膜浓度分别降低了20.3%和7.8%;而P0-Fe2处理下的相应值则分别提高了15.7%和13.4%。这表明,高磷铁比处理不利于红棕色铁膜的形成,而低磷铁比处理则反之。UP-40和UP-80处理下,ZCSM和TY998的根表铁膜浓度分别比UP-0提高了15.8%5.5%和16.2%4.8%。4.水稻茎叶元素分析发现:与P0-Fe0处理相比,P1-Fe0、P2-Fe0处理下的水稻茎叶铁吸收下降了24.6%3.4%;增施磷处理使水稻茎叶镉的浓度下降了43.9%7.2%;P0-Fe1处理的ZCSM和TY998的镉吸收分别降低了42.8%和63.1%。与UP-0处理相比,UP-20、UP-40、UP-80处理使ZCSM的氮、钾和铁累积的量分别提高了41.7%4.9%、38.3%4.3%和83.9%5.4%;。UP-80处理使ZCSM茎叶镉浓度分别降低了22.4%;UP-20和UP-80处理使TY998茎叶镉浓度分别降低了25.0%和30.0%。5.与P0-Fe0处理相比,P1-Fe0处理和P2-Fe0处理使ZCSM和TY998籽粒的镉浓度分别降低了43.3%和15.9%0.4%;P0-Fe1处理和P0-Fe2处理对ZCSM和TY9998籽粒的镉浓度分别降低了38.9%0.3%和28.4%。与UP-0处理相比,UP-80处理下ZCSM和TY998籽粒镉浓度降低了37.8～41.7%。田间试验发现:与P0-Fe0处理相比,P0-Fe2处理的ZCSM和TY998籽粒产量分别降低了21.0%和13.0%,表明高加入量铁对产量起负面效果。与UP-0处理对比发现:UP-40和UP-80处理后,水稻茎叶生物量和籽粒产量分别提高了36.4%3.3%和36.6%1.5%。以上结果表明:低磷铁比处理可以提高水稻ZCSM和TY998的根表铁膜浓度,降低ZCSM籽粒镉吸收,对TY998籽粒镉吸收影响不明显。过氧化尿素处理明显增加两种水稻茎叶生物量和籽粒产量,UP-40和UP-80处理显著降低TY998籽粒的镉吸收,但对ZCSM糙米镉吸收没有明显影响。