水稻不同生育期对硒吸收累积及铁膜的吸附特性
水稻的吸肥规律
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05
水稻施肥技术与实践案例分析
施肥技术要点及注意事项
施肥时期
水稻在不同生长阶段对养分的需求不同， 要掌握适时施肥。例如，在分蘖期和拔节 期需要提前施肥，促进分蘖和壮杆。
病虫害防治
施肥后要及时进行病虫害防治，以防止病 虫害对水稻生长的影响。
施肥量
施肥量要根据土壤肥力和水稻生长需求来 确定。一般来说，每亩施用氮肥10-15公 斤，磷肥5-8公斤，钾肥8-12公斤。
探索新型高效施肥技术和方法
开发新型高效施肥技术和方法
针对现有施肥技术存在的问题，如肥料利用率低、环境污染严重等，未来研究需要积极探 索新型高效施肥技术和方法，提高肥料利用率和减少环境污染。
利用现代科技手段改进施肥工艺
随着科技的发展，如物联网、大数据、人工智能等技术的应用，未来研究可以借助这些现 代科技手段对施肥工艺进行改进，实现精准施肥和智能化管理。
小、分蘖少。
磷
促进根系发育和分蘖，提高水稻的 抗逆性，缺乏磷元素会导致植株矮 小、分蘖少。
钾
促进水稻的生殖生长和光合作用， 提高水稻的抗病性和抗逆性，缺乏 钾元素会导致叶片黄化、易倒伏。
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水稻对氮、磷、钾的吸收规律
氮的吸收规律
氮素吸收量
水稻一生中吸收的氮素主要来自土壤，不同生育期对 氮素的吸收量有所不同。
氮素吸收高峰
水稻对氮素的吸收有两个高峰，一是分蘗期，二是孕 穗期。
氮素吸收与生长
氮素是水稻生长的重要元素，缺氮会导致水稻生长缓 慢、分蘗少、粒数减少。
磷的吸收规律
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磷素吸收量
水稻一生中吸收的磷素也 主要来自土壤，不同生育 期对磷素的吸收量也有所 不同。
根表铁膜对水稻铅吸收转运的影响
根表铁膜对水稻铅吸收转运的影响胡莹;黄益宗;黄艳超;刘云霞【摘要】通过温室土壤盆栽试验研究不同生育期水稻根表铁膜形成对水稻吸收和转运Pb的影响.结果表明,两种水稻根表铁膜形成量(以DCB-Fe含量计)及铁膜中吸附的Pb量均随着生育期的延长而减少.水稻根表铁膜Fe含量与铁膜吸附的Pb量呈显著的正相关关系(r=0.798,p＜0.01).水稻根系和茎叶吸收积累Pb随着不同品种和不同生育期而变化.品种NK57籽粒Pb含量显著高于品种YD6,前者为后者的1.9倍.从富集系数和分配比率来看,Pb主要富集在水稻的铁膜和根系中,而积累在茎叶和籽粒中的比率较少.Pb从水稻根表铁膜、根系和茎叶向籽粒中的转运系数在两个水稻品种间差异均不显著.水稻分蘖期和孕穗期根表铁膜量与根系Pb含量均呈显著的正相关关系(p＜0.05),但是成熟期水稻根表铁膜量与根系、茎叶和籽粒中Pb 含量相关性均不显著,说明根表铁膜形成对水稻分蘖期和孕穗期吸收积累Pb有一定影响,但对水稻成熟期根系、茎叶和籽粒吸收积累Pb影响不大.【期刊名称】《生态毒理学报》【年(卷),期】2014(009)001【总页数】7页(P35-41)【关键词】土壤;Pb;水稻;根表铁膜;生育期【作者】胡莹;黄益宗;黄艳超;刘云霞【作者单位】中国科学院生态环境研究中心,北京,100085;中国科学院生态环境研究中心,北京,100085;中国科学院生态环境研究中心,北京,100085;中国科学院生态环境研究中心,北京,100085【正文语种】中文【中图分类】X171.5铅(Pb)对人类健康的危害已日益引起人们的关注，尤其是正处于生长发育期的儿童，更易受到Pb的危害[1]。
环境中Pb含量过高是造成人们Pb中毒的根本原因，含Pb污染物通过污水灌溉、污泥利用、农药化肥施用、大气沉降等途径进入到土壤环境中，造成严重的土壤Pb污染。
Pb在土壤中溶解度小，滞留时间长，是一种不可降解的环境污染物，在土壤中积累后，不仅影响农作物的产量和品质，而且可通过食物链途径影响人体的健康[2]。
水稻各生育时期养分吸收动态研究
２８ ．２ ２ ｏ． ８５ ｏ １ ｏｏ ５ ｏ ０．
６２ ０． ４ ０
３ ５３ ． ２ ２９ ．
ｏ． ９６ ｏ ３ ．５
Ｏ ８５ ．
Ｏ ４５ ． Ｏ． ４２
２ ９ ．９ ３ ０５ ． ２ ２ ．２ １ ６ ．７ ０ ６ ．２ １ ９ ．５
黑龙 江 省八 五。农 场 在高产 创建 调查 研究 的基 础上 ， 断改 进高 产 方 案 ， 找 差 距 ， 究 各项 理 论 不 寻 研 指标 ， 使水 稻 产量 不 断 提 高 ， 未 突破 高产 指 标 ， 虽 但 也增 加 了应对 自然灾 害 的能 力 ， 在 高 产 创 建 的活 并 动中， 摸索 出水稻 各生 育时 期养 分 吸收动 态规 律 ， 为
育 １ ｌ的各生 育 时期 植 株 养 分 含量 研 究 分 析 （ ３ 见表
１， ） ４年来 植株 内的 Ｎ、 、 含量 的变 化 所遵 循 的规 ＰＫ
栽后 植株 体 内 的含 Ｋ率 急剧 上 升 ， 在拔 节 期 达最 大 值， 然后 下 降 ， 抽 穗期 后 在 植 株 茎 叶 平稳 ， 可 以 至 也 看 出 Ｋ 主要存 在 于茎 叶 中， 叶 中含 Ｋ率 是 子粒 中 茎 的 ５ ４ ９ ３倍 ； ．～ ． 低温 年茎 叶 中 的含 Ｋ 率 比例最 高 。 株 体 内含 Ｎ 量变 化也 很 明显 ， 其规 律 为 正 常年 份 移 栽 后含 Ｎ 率 下 降较 快 ， 抽 穗 后 下 降 减缓 ， 温 年 至 低
通 过 水 稻 穗 重 型 品 种 在 不 同 年 际 间 的 不 同 生 育
１ ８ １ ８ ２ ｌ Ｏ ８ １ ３
表 ２ 水 稻 穗 重 型 品 种 不 同 生 育 时 期 植 株 养 分 测 定 结 果
叶面喷施硒肥对水稻吸收累积硒及其他矿质元素的影响
叶面喷施硒肥对水稻吸收累积硒及其他矿质元素的影响作者：王梦园杨良哲汪丹张阳阳段碧辉袁知洋闫加力来源：《安徽农业科学》2024年第06期摘要為保证硒肥的合理利用及富硒水稻的安全生产，探究水稻植株体内硒及其他矿质元素、重金属含量对外源硒的响应程度。
以水稻品种“鄂中五号”和硒肥“中地西能”为试验对象，采用大田随机区组设计，设4个硒肥浓度（0、15、30、60 g/hm2）处理，于水稻齐穗期统一喷施，在成熟期检测水稻植株各器官中硒含量、糙米中不同矿质元素含量、叶片中不同重金属元素含量，评价各处理糙米与其他各器官硒元素富集的难易程度。
结果表明，水稻糙米各器官中硒含量均随硒营养液喷施浓度的增加而增加，其中，谷壳和叶片对硒肥的响应程度最大，叶面硒肥增加了糙米硒的富集系数、各器官硒的转移系数；叶面硒肥对糙米中不同矿质元素的影响不同，高浓度硒处理降低了氮、锰、铜的含量，但提高了锌、钙、镁、钾、磷元素的含量；高浓度硒处理可有效降低植株叶片中汞、铅、镉、铬含量，低浓度的硒处理降低了砷含量。
关键词叶面硒肥；齐穗期；硒含量；矿质元素含量；重金属元素含量中图分类号 S143.7+9 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2024）06-0150-05doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.06.033开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Effect of Foliar Spraying Selenium Fertilizer on the Absorption and Accumulation of Selenium and Other Mineral Elements in RiceWANG Meng-yuan1，2，YANG Liang-zhe1，2，WANG Dan1，2 et al（1. Hubei Institute of Geosciences， Wuhan， Hubei 430034;2. Hubei Provincial Test Center for Selenium Eco-enviromental Effect， Wuhan， Hubei 430034）Abstract In order to ensure the rational use of selenium fertilizer and the safe production of selenium rich rice， experiments were designed to explore the response of selenium， other mineral elements and heavy metals in rice plants to exogenous selenium. The rice variety ‘Ezhong No. 5’ and selenium fertilizer ‘Zhongdixineng’ were taken as the experimental objects， and the field randomized block design was adopted. Four selenium fertilizer concentrations （0， 15， 30， 60g/hm2） were set for treatment. The selenium content in organs of paddy rice plants， different mineral elements in brown rice， and different heavy metal elements in leaves were measured at the maturity stage， to evaluate the difficulty of selenium enrichment in brown rice and other organs of each treatment. The results showed that the selenium content in each organ of brown rice increased with the increase of the concentration of selenium nutrient solution sprayed. Among them， the grain hull and leaves had the greatest response to selenium fertilizer， and the foliar selenium fertilizer increased the enrichment coefficient of selenium in brown rice and the transfer coefficient of selenium in each organ;Leaf selenium fertilizer had different effects on different mineral elements in brown rice;High concentration of selenium could effectively reduce the content of mercury， lead，cadmium and chromium in plant leaves， while low concentration of selenium could reduce the content of arsenic.Key words Foliar selenium fertilizer;Full heading stage;Selenium content;Mineral element content;Heavy metal element content硒元素在人体中能参与多种酶和蛋白质的合成，是人体不可或缺的有益微量元素之一，具有增强免疫力、抗氧化、防癌抗癌等重要价值［1］。
不同生育期水稻根表铁膜的形成及其对水稻吸收和转运Cd的影响_胡莹
进行，以确保测定的准确度。
表 1 供试土壤的基本理化性质及重金属含量 Table 1 Basic physical and chemical properties and total Fe，Cd
concentrations in the tested soil
土壤性质 pH 值（H2O） 有机质 OM/g·kg-1 阳离子交换容量 CEC/cmol·kg-1 总铁含量/g·kg-1 总镉含量/mg·kg-1
第230213卷年第31月期 胡 莹，等：不同生育期水稻根表铁膜的形成及其对水稻吸收和转运 Cd 的影响
433
随着工农业的快速发展，人为活动导致 Cd 等重 金属大量地被释放到环境中，这主要包括工业废水的 排放、污泥农用、废水灌溉、污染粉尘沉降、化肥和农 药的施用等造成农田土壤 Cd 等有毒重金属含量急
1.1 供试水稻
保持淹水状态。在水稻分蘖期、孕穗期和成熟期中，每
两种水稻（Oryza sativa L.）品种 YD6 和 NK57 来 种水稻分别收获 4 盆用于样品的分析和测定。
自南京农业大学。挑选籽粒饱满、均匀的水稻种子用 1.4 样品的制备与分析
30%的 H2O2 消毒 10 min，再用去离子水清洗 2~3 次 后播种到湿润的珍珠岩中培养 3 周。选取生长一致
剧增加。土壤重金属不易被微生物分解，但可被带电 苗进行盆栽试验。
的土壤胶体颗粒所吸附，因此表现为持久性的污染特 1.2 供试土壤
征[1]。中国是水稻的主要生产区，也是大米的消费区，
土壤采自湖南省株州市新马村 Cd 污染稻田，土
全国 60%以上的人口以稻米为主食，Cd 通过食物链 壤经风干、研磨、过 2 mm 筛，保存备用。土壤基本理
收稿日期：2013－01－10 基金项目：国家重金属污染治理专项“广西环江县大环江流域土壤重金属污染治理工程项目”、中国科学院院地合作项目“江西省典型矿区及周边
不同地区土壤中分蘖期水稻根表铁氧化物的形成及其对砷吸收的影响
010021; 2 中国科学院生态环境研究 中心 , 北京 314016)
100085 ; 3 浙江大 学环境与
310029; 4 浙江省嘉兴市农业科学研究院 , 嘉兴
摘要 : 通过土壤盆栽试验研究了 14 种不同土壤中种植水稻后 , 其根表铁膜形 成量的情 况 , 及 其对苗期水 稻吸收和转 运砷的影 响 . 结果表明 , 生长在不同土壤 中的水稻其根 表铁膜的 形成量 有显著 的差 异 , 铁 膜形 成量 最大为 61 97 mg /g , 最小 仅为 1 15 m g /g , 分析表明土壤中非晶质态氧化铁含量的不同是其主要的影响因 素之一 . 同时测 定了根表铁 膜中砷的含 量 , 铁 膜上吸附 的砷浓度最大为 1 376 mg /kg , 最小低于检测 限 , 其与根 表铁膜形成量之间 存在着显著的正相 关性 ( r = 0 85 , n = 14, p < 0 05), 而与土壤溶 液中有效态 的砷浓度 无显著的相 关性 ; 水稻植株 地上部砷浓 度 ( 0 400~ 12 98 mg /kg) 和地下 部砷浓度 ( 3 860 ~ 576 2 mg /kg ) 与根表铁膜的形成量之间也都存在着显著的正相关性 ( r = 0 88 , n = 14, p < 0 05; r = 0 91, n = 14, p < 0 05), 与土 壤溶液中有效态的砷 浓度无显著的相关性 ; 水稻根系对 砷的吸收能 力 ( SAU, 0 005~ 0 670 m g /g ) 与根表 铁膜形成量 之间也 为显著的正相关性 ( r = 0 91 , n = 14, p < 0 05); 根表铁膜形成量与砷的转运之间无显著的 相关性 . 结果表明 , 在此次 试验中土 壤的非晶质态氧化铁的含量是 水稻根表铁膜形成的影响因素之一 , 根表铁膜的存 在成为了根际砷的富集库 , 起到了 促进根际 砷吸收的作用 , 但对砷的转运没有显著的影响 . 关键词 : 水稻 ; 铁膜 ; 砷 ; 吸收 ; 转运
两种通气组织不同的水稻品种根表铁膜的形成及砷吸收积累的差异
收稿日期：2009-05-19录用日期：2009-06-30基金项目：香港浸会大学裘槎环境科学研究所项目；基金委国际合作重大项目（No.20720102042）作者简介：杨婧（1984—），女，硕士，E -mail:6237033@ ；*通讯作者（Corresponding author ），E -mail:ygzhu@两种通气组织不同的水稻品种根表铁膜的形成及砷吸收积累的差异杨婧，胡莹，王新军，陈学萍，黄益宗，朱永官*中国科学院生态环境研究中心土壤环境研究室，北京100085摘要：采用土壤盆栽试验方法，比较了两种通气组织结构不同的水稻品种（扬稻6号和农垦57）根表铁膜的形成及其吸收积累As 的差异.结果表明，通气组织结构不同对水稻根表铁膜的形成及其对As 的吸收积累有显著影响.通气组织结构发达的扬稻6号根表铁膜数量和铁膜中As 含量均显著高于农垦57，扬稻6号根表铁膜量为431.53g ·kg -1，铁膜中As 含量达到220.2mg ·kg -1，分别是农垦57的1.3和1.7倍.发达的通气组织结构显著抑制了As 由水稻地下部到地上部的转运以及地上部对As 的吸收：扬稻6号地上部As 含量为10.77mg ·kg -1，显著低于农垦57（12.85mg ·kg -1）；扬稻6号对As 的转移系数（TF ）为0.067，仅为农垦57的73.6%.关键词：水稻；基因型；通气组织；铁膜；As 污染文章编号：1673-5897（2009）5-711-07中图分类号：X 171.5，Q 126.4文献标识码：ADifferences of Iron Plaque Formation and As Accumulation between Two Rice Cultivars with Different Aerenchyma TissueYANG Jing ，HU Ying,WANG Xin -jun ，CHEN Xue -ping ，HUANG Yi -zong ，ZHU Yong -guan *Department of Soil Environment,Research Center for Eco -Environmental Sciences,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100085Received 19May 2009accepted 30June 2009Abstract ：Two rice cultivars,Yangdao 6with highly developed aerenchyma tissue and Nonken 57with less developed aerenchyma tissue were used to study the relationship between the aerenchyma structure and the amount of iron plaque in root surface,and the arsenic accumulation in the iron plaque and in rice tissues in a pot experiment.Results showed that the amount of iron plaque and arsenic concentration in iron plaque were significantly affected by the aerenchyma tissue.The amount of iron plaque and arsenic concentration in iron plaque in the root surface of Yangdao 6were significantly higher than those of Nongken 57.The amount of iron plaque and the arsenic concentration in iron plaque of Yangdao 6were 431.53g ·kg -1and 220.2mg ·kg -1,respectively,and were 1.3and 1.7times higher than those of Nongken 57,respectively.Developed aerenchyma tissue could restrain significantly the As translocation from root to shoot in rice plant and the As accumulation in rice shoot.Arsenic concentration in shoot of Yangdao 6was 10.77mg ·kg -1,and significantly lower than that of Nongken 57（12.85mg ·kg -1）.Arsenic translocation factor （TF ）of Yangdao 6was 0.067,and only 73.6%of TF of Nongken 57.Keywords ：rice ；genotypes ；aerenchyma tissue ；iron plaque ；arsenic contamination2009年第4卷第5期，711-717生态毒理学报Asian Journal of EcotoxicologyVol .4,2009No .5,711-717生态毒理学报第4卷1引言（Introduction）砷（As）是一种致癌物质，长期饮用高As水会导致慢性As中毒和癌症（Cullen and Reimer, 1989;Ng et al.,2003）.自然环境中的As多以与矿物（如：铜、铅、金等）结合的状态存在（Nriagu, 2002）.然而近年来，由于人为活动的影响（杀虫剂、粉煤灰、矿渣、饲料添加剂、半导体芯片及一些含As防腐剂等），使得大量的As释放到环境中，导致土壤和水体的As污染问题日益严重.在孟加拉地区，高浓度的含As地下水严重威胁着3000~ 4000万人的生命和健康（Smedley and Kinniburgh, 2002）.中国南方水稻田的研究同样显示，生长在As污染土壤中的水稻，其籽粒中可累积很高浓度的As（0.725mg·kg-1）（Xie and Huang,1998）.通气组织被看作是水稻在淹水条件下生长所必须的重要结构.它可以极大地降低空气在植物体内扩散的阻力，是氧由地上部运输到淹水的地下部的主要通道.对于在淹水条件下生长的植物来说，通气组织为氧气从地上部到地下部的传递提供了通道，为缺氧根系的呼吸作用提供了氧气（Teal and Kanwisher,1966;Arenovski and Howes, 1992）.同时这些氧气的存在，使得淹水土壤中大量存在的Fe（II）被氧化，聚集在水稻根表，形成两性胶体的铁（Fe）膜.研究表明，铁膜可大量吸附和固定土壤中的As，从而深刻影响As在土壤-水稻体系中的环境化学行为（刘文菊等，2008）.由于通气组织结构不同导致的根际放氧量不同，是否会造成水稻根表形成的铁膜不同？以及由此影响As 在的铁膜和水稻体内积累情况目前尚不完全清楚.本文选用了两种通气组织结构不同的水稻品种：扬稻6号（通气组织结构发达）和农垦57（通气组织结构不发达），研究通气组织结构对铁膜形成及As在铁膜和水稻体内的吸收和积累的影响，为今后筛选对As抗性不同的水稻品种并评价不同形态无机As的植物毒性提供参考.2材料与方法（Materials and methods）2.1供试土壤土壤采自湖南省郴州市的As污染的水稻土.土壤采回后经风干、磨碎、过筛2mm保存备用.土壤基本理化性质如下:总As69.6mg·kg-1（干土，以下同），pH 6.2，有机碳49.8g·kg-1，全Fe23.8g·kg-1，总N2.98g·kg-1，有效P4.85mg·kg-1.2.2供试水稻两个水稻（Oryza sativa L.）品种：扬稻6号和农垦57，由南京农业大学沈其荣教授提供.试验选取若干籽粒饱满、均匀的水稻种子，用30%的H2O2消毒10min，再用去离子水冲洗2~3次.将水稻种子播种到湿润的珍珠岩中培养3周后，挑选生长一致的水稻苗移栽到1/3强度的营养液中培养2周，水培器皿采用500mL的PVC管（直径：7.5cm；高14cm；一盆1株水稻苗）.营养液配方：5mmol·L-1NH4NO3，2mmol·L-1K2SO4，4mmol·L-1CaCl2，1.5mmol·L-1MgSO4·7H2O，1.3mmol·L-1KH2PO4，50μmol·L-1Fe（II）-ethylenediaminetetraacetic acid （EDTA），10μmol·L-1H3BO4，1.0μmol·L-1ZnSO4·7H2O，1.0μmol·L-1CuSO4·5H2O，5.0μmol·L-1 MnSO4·H2O，0.5μmol·L-1Na2MoO4·2H2O，0.2μmol·L-1CoSO4·7H2O（刘文菊等，2006）.用0.1mol·L-1 KOH或HCl将pH值调到5.5.营养液每周换2次. 2周后，选取生长一致的水稻苗进行土壤盆栽试验.2.3试验设计土壤盆栽试验建立根袋系统来区分根际和非根际（陈学萍等，2008）.在实验前施用底肥氮肥（尿素，N含量30mg·kg-1）和KH2PO4（93mg·kg-1）.水稻按每盆1株种植在37μm尼龙根袋（7.5cm直径×10cm高）土壤中，根袋中放入0.2kg土壤；根袋置于1.5kg的花盆中央，根袋与花盆之间的空间用0.8kg土填满.试验设不种水稻的空白对照（CK），每种处理设置3个重复.每24h用去离子水给水稻补充水分，模拟水田条件并保持土壤淹水.水稻培养5周（水稻分蘖期）收获.水稻移入根袋中记为第0d，从第1d开始定期抽取土壤溶液（Chen et al.,2008），-20℃避光保存在0.1mol·L-1Na2EDTA 溶液中（9:1）.2.4样品的制备与分析2.4.1土壤溶液元素含量测定采用比色法测定总Fe含量（紫外分光光度计，Hitachi UV3010），用HPLC-ICP-MS（7500a Agilent Technologies,Palo Alto,CA,USA）测定As含量和形态.712杨婧等：两种通气组织不同的水稻品种根表铁膜的形成及砷吸收积累的差异第5期2.4.2水稻根表铁膜的中Fe、As含量测定收获时，在根基部将水稻剪开，使其分成根系和地上部，用去离子水洗净.将根在含0.03mol·L-1柠檬酸三钠和0.125mol·L-1碳酸氢钠的40mL混合溶液（DCB）中浸泡10min，再加入0.5g连二亚硫酸钠继续浸泡0.5h，最后用去离子水冲洗根系数次定容至50mL.过滤后用原子荧光光谱法（AF2610A，北京瑞利分析仪器公司）测定DCB浸提液中总As浓度，用ICP-OES测定溶液中总Fe 浓度（Matocha and Coyne,2007）.2.4.3水稻植株元素含量测定将水稻地上部和DCB浸提后的根系放入烘箱内，在70℃烘72h，并分别称量其干重.将水稻茎叶和根分别磨碎，准确称取0.2~0.5g 茎叶或根放入干燥洁净的消化管中，加入5mL优级纯浓硝酸，放入开放式消煮炉中，先用80~100℃煮1h，然后在120℃进行消解，同时加入标准物质（GBW07605国家标准物质中心）对整个消化过程和分析测试过程进行质量控制，然后，用高纯水定容至50mL.用ICP-OES（Perkin Elmer Optima2000 DV）测定植物消煮样品中总Fe、总As的浓度.2.4.5扫描电镜观测水稻根通气组织结构收获时，用去离子水将水稻根部洗净后，选取生长情况一致的新生根，在距根尖5、10和15mm 处迅速切下，用磷酸盐缓冲溶液（0.1mol·L-1）冲洗干净后，迅速放在2%~4%的戊二醛中前固定2~ 3h.固定后用0.1mol·L-1磷酸盐缓冲溶液冲洗3~ 4次，每次0.5h.冲洗后，用4%锇酸（OsO4）后固定.最后用30%、50%、70%、80%、90%、95%和100%（两次）梯度脱水，每次5~10min，放入乙酸异戊酯中置换.临界点干燥后喷金，用扫描电镜观测.2.5数据处理根向地上部转移As的能力用转移系数（Translocation factor，简称TF）表示（刘文菊等，2006）.TF=C As-Shoot/C As-Roots，式中，C As-Shoot、C As-Roots分别为地上部和地下部As含量.采用统计软件SPSS11.0对试验数据进行方差分析以及多重比较.3结果（Results）3.1两个水稻品种生物量和通气组织结构的差异在植物培养过程中，扬稻6号长势始终好于农垦57.收获时，两个品种水稻地上部的生物量和含N量均显著高于地下部（p<0.05）.扬稻6号的整株生物量平均为每株2.28g，是农垦57的1.4倍；且其地上部和地下部的生物量也显著高于农垦57（表1）.试验过程中，两个水稻品种均未显示出As中毒症状.用扫描电镜分别观察两个水稻品种距离根尖5、10和15mm的根的横切面（图1），从图中水稻品种生物量/g地上部地下部植株扬稻6 1.64±0.080.62±0.03 2.27±0.09农垦57 1.21±0.06*0.43±0.03* 1.64±0.08*表1两个水稻品种地上部、地下部生物量Table1Plant biomass（dry weight）of rice cultivars Yangdao 6and Nongken57after5-week growth in a greenhouse注：n=6；生物量以干土重计；*：两个水稻品种之间比较，p<0.05图1培养5周收获后，两个水稻品种根距根尖不同距离处横切面的扫描电镜图（扬稻6号：距根尖5mm横切面（a）；距根尖10cm横切面（b）；距根尖5mm横切面（c）；农垦57：距根尖5mm横切面（d）；距根尖10cm横切面（e）；距根尖5mm横切面（f）.Bars=100μm（a，d），200μm（b，c，e，f））Fig.1Scanning electron microscope（SEM）micrographs of transverse sections of roots（at harvest，newly formed adventitious roots，approximately30mm long）from Yangdao6and Nongken57（Transverse sections of Yangdao6at5mm（a），10mm（b）and15mm （c）behind the root tip；transverse sections of Nongken57at5mm（d），10mm（e）and15mm（f）behind the root tip.Bars=100μm（a，d），200μm（b，c，e，f））a db ec f713生态毒理学报第4卷可以看出，扬稻6号根横切面的气孔密度大于农垦57，其通气组织结构显著好于农垦57.3.2两个水稻品种根表铁膜形成及As 吸收和积累的差异两个水稻品种地上部、地下部和铁膜中总Fe 含量和总As 含量如表2、表3所示.扬稻6号根表的铁膜量和铁膜中As 含量均显著高于农垦57，分别为农垦57的1.4和1.3倍.两个水稻品种植物样品中As 和Fe 的浓度在空间分布上存在差异：铁膜>地下部>地上部.以扬稻6号为例，其根表铁膜中的总As 含量为220.21mg ·kg -1，地下部总As 含量为163.69mg ·kg -1，然而其地上部总As 含量10.77mg ·kg -1，仅为铁膜中As 含量的二十分之一，为地下部As 含量的十六分之一.比较两个水稻品种体内As 含量，发现扬稻6号根中的As 含量显著高于农垦57，然而其地上部的As 含量却显著低于农垦57.数据分析表明，扬稻6号和农垦57的TF 分别为0.067和0.091，前者仅为后者的73.6%（表3）.3.3不同水稻品种土壤溶液中总Fe 、As （III ）和As （V ）的浓度不同水稻品种根际土壤溶液中总Fe 浓度如图2所示.结果显示，种植水稻和空白对照土壤溶液中的总Fe 浓度随时间的变化均可分为2个阶段：升高阶段（13d 之前），降低阶段（13d 之后）；种植水稻处理的土壤溶液中总Fe 的浓度始终显著低于不种水稻的空白对照，空白对照和种植水稻处理的最大值分别为87.64mg ·L -1和57.96mg ·L -1（图2）.在升高阶段，扬稻6号根际土壤溶液中总Fe 浓度显著高于农垦57，而降低阶段则呈现出相反的规律.两个水稻品种和空白对照根际土壤溶液中As （III ）和As （V ）浓度也随时间延长呈现出先升高（9d 之前）后降低（9d 之后）的过程（图3）；种植水稻处理的根际土壤溶液中的As （III ）和As （V ）浓度均显著低于不种水稻的空白对照.例如，空白对照组土壤溶液中As （III ）和As （V ）浓度最大值分别为384.89μg ·L -1和100.89μg ·L -1，种植水稻处理中根际土壤溶液As （III ）和As （V ）浓度最大值分别为293.76μg ·L -1和58.81μg ·L -1，仅为不种水稻处理的76.3%和58.3%.种植水稻和空白对照土壤溶液中As （III ）浓度均显著高于As （V ），但是两个水稻品种根际土壤溶液中的As 浓度并没有表现出显著性差异（图3）.4讨论（Discussion ）已有研究表明，As 可以通过损伤水稻根，影响根系对营养物质的吸收，从而造成水稻减产（Akter et al .,2005）.As 中毒对不同品种水稻产量的影响呈现出显著性差异，即不同品种的水稻对As 的耐受程度有很大差异（刘文菊等，2006）.本试验结果表明，生长在浓度为69.6mg ·kg -1的As 污染土壤中，扬稻6号和农垦57均未表现As 中毒症状.扬稻6号与农垦57相比，具有更发达的通气组织结构，其生物量显著高于农垦57，这与之前在没有As 污染土壤中培养的结果相一致（Li et al .,2008）.水稻品种地上部/（mg ·kg -1）地下部/（mg ·kg -1）铁膜/（g ·kg -1）扬稻6号135.93±8.951987.03±224.48431.53±21.42农垦57177.79±6.61*1340.17±126.63*319.80±9.55*表2两个水稻品种地上部、地下部和铁膜中总Fe 含量Table 2Total Fe concentrations in shoot ，root and ironplaque for the two cultivars at harvest（mean ±SE ，n=6）注：n =6；含量以干土重计；*：两个水稻品种之间比较，p <0.05水稻品种地上部/（mg ·kg -1）地下部/（mg ·kg -1）铁膜/（mg ·kg -1）TF 扬稻6号10.77±0.66163.69±9.31220.21±0.020.067±0.01农垦5712.85±0.73*139.01±9.76*132.26±0.01*0.091±0.01*表3两个水稻品种地上部、地下部和铁膜中总As 含量Table 3Total As concentrations in shoot ，root and ironplaque for the two cultivars at harvest （mean ±SE ，n=6）注：n =6；含量以干土重计；*：两个水稻品种之间比较，p <0.05714杨婧等：两种通气组织不同的水稻品种根表铁膜的形成及砷吸收积累的差异第5期根表铁膜形成的量主要取决于土壤溶液中的Fe（II）浓度和根系分泌的氧气和氧化物质的多少以及由此形成的微氧化环境条件（陈学萍，2008）.不同水分管理下，水稻根表形成的铁膜量不同，淹水条件下根系形成的通气组织和根表铁膜均高于其他不饱和水分条件（孟冬梅等，2008），可见根系泌氧对根表铁膜形成具有至关重要的作用.根部泌氧取决于根系内部氧气的压力和根的解剖学特征（通气组织的发达程度及细胞壁的通透性）（Colmer,2003）.通气组织越发达，越有利于氧气的输送.Ghosh和Kashyap（2003）证明，通气组织结构越发达，植物根际的放氧量越大.不同基因型水稻品种的根系孔隙率和根际放氧量不同（Colmer, 2003;Kludze et al.,1993）.扬稻6号的通气组织结构好于农垦57，故其根际的氧气浓度也较大（Li et al.,2008）.因此推测扬稻6号根表铁膜数量高于农垦57的原因主要有:1）扬稻6号的根表释放出更多的氧气和氧化性的分泌物，将更多的Fe （II）氧化为Fe（III）并积累在根表；2）水稻根呼吸作用产生的CO2为Fe氧化菌群的生长提供了更多的碳源，促进了微生物的Fe氧化作用.扬稻6号根表铁膜中As含量显著高于农垦57，这可能是由于扬稻6号根表铁膜量较大，因此可以富集更多的As.一些研究认为，铁膜对湿地植物吸收养分和重金属的影响可能在一定程度上取决于铁膜的量（Otte et al.,1989;Zhang et al., 1998）.并且，对于一些基因型的水稻品种，水稻根表铁膜的数量与铁膜中富集As的含量呈现线性正相关（刘文菊，2005）.此外，由于扬稻6号通气组织结构更发达，其根系分泌的氧气和氧化物质在根际能氧化更多的As（III），从而在铁膜中积累了较多的As（V）.水稻根表铁膜可以累积大约75%~89%的As，有效阻止该元素进入水稻根内（Liu et al.,2004）.因此扬稻6号根表铁膜中的As含量显著高于农垦57，在一定程度上证明了水稻根的通气组织结构对根表铁膜中As的积累量有显著影响.不同品种水稻植物样品中As和Fe的浓度在空间分布上存在差异：铁膜>地下部>地上部，这与之前的研究结果相一致（Abedin et al.,2002;Xu et al.,2008）.转运系数的计算结果表明，农垦57对As的转运能力显著强于扬稻6号（表3），并且扬稻6号地上部砷积累量显著低于农垦57.通气组织结构发达的水稻品种显著抑制As由水稻地下部向地上部转运，并且抑制了As在地上部的积累.水稻田一旦淹水后便处于厌氧状态，淹水后土壤Eh迅速降低，Fe矿等氧化物质被还原.在13d 前，无论是种植水稻还是不种水稻的土壤溶液中总Fe浓度都迅速增加，因此可以认为这一阶段，是由化学或生物的还原作用主导的Fe溶出阶段.在这个阶段（13d前），扬稻6号根际土壤溶液中的总Fe浓度高于农垦57，这可能是因为扬稻6号根际放氧量大于农垦57，这些放出的氧气活化了更多的根际微生物，水稻根和微生物释放出的CO2为Fe还原菌的生长提供了更多的碳源，从而加速了Fe溶出的速度.13d时，两个水稻品种根际土壤溶液中的总Fe浓度达到了最大值，并且两个品种峰值没有显著性差异，可能是Fe的还原溶出和铁膜的形成达到了平衡.而13d后，两个水稻品种根715生态毒理学报第4卷际土壤溶液中的总Fe浓度迅速下降，这可能是由于随着水稻根系的生长，最初还原释放的Fe又在根表被大量氧化而形成铁膜.从两个水稻品种根际土壤溶液中总Fe浓度的变化和最终根表铁膜形成的量来看，扬稻6号根际土壤溶液中总Fe浓度低于农垦57，与其根表铁膜形成数量高于农垦57形成了一定的对应关系，这在一定程度上说明：虽然根表积累的铁膜量级远远高于土壤溶液中总Fe 的浓度，但在根际这一微环境中，Fe的还原溶出和Fe被氧化形成铁膜是一个动态平衡的过程，因此13d后，由于扬稻6号根表铁膜数量大于农垦57，相应根际土壤溶液中的Fe离子浓度较农垦57低.然而，对两个品种水稻根际土壤溶液中As形态的测定结果显示，水稻根表铁膜对As的积累和土壤溶液中的As浓度变化并未呈现出相关性.综上所述，扬稻6号具有更发达的通气组织结构，其生物量显著高于农垦57.水稻的通气组织结构显著影响根表铁膜的数量，进而影响土壤溶液中总Fe离子的浓度.同时，水稻根表铁膜数量也对根表铁膜中As的富集量具有显著性影响.As 在这两个基因型水稻品种根表铁膜和水稻体内的分布呈现相同的规律：铁膜>地下部>地上部.扬稻6号地上部的As积累量显著低于农垦57，并且其对As的转运能力显著低于农垦57.这说明发达的通气组织结构显著抑制了As由水稻地下部到地上部的转运以及地上部对As的吸收.通讯作者简介：朱永官（1967—），男，理学博士.2001年入选中科院“百人计划”，2002年获得国家基金委杰出青年基金，现任中国科学院生态环境研究中心中澳联合土壤环境研究室主任、研究员、博士生导师.主要从事土壤生态和土壤-植物系统中微量元素和重金属迁移积累的化学和生物学调控机制和技术的研究.ReferencesAbedin J,Cresser M,Meharg A A,Feldmann J,Cotter-Howells J.2002.Arsenic accumulation and metabolism in rice（Oryza sativa L.）［J］.Environmental Science&Technology,36（5）: 962-968Akter K F,Owens G,Davey D E,Naidu R.2005.Arsenic speciation and toxicity in biological systems［J］.Reviews Environmental Contamination and Toxicology,184:97-149Arenovski A L,Howes B cunal allocation and gas transport capacity in the salt marsh grass Spartina alterniflora［J］. Oecologia,90（3）:316-322Chen X P.2008.Biogeochemical Interaction of Nitrogen-Iron-Arsenic in the Rhizosphere of Paddy Soil［D］.Beijing:Graduate University of Chinese Academy of Sciences,35（in Chinese）Chen X P,Zhu Y G,Hong M N,Kappler A,Xu Y X.2008. Effects of different forms of nitrogen fertilizers on arsenic uptake by rice plants［J］.Environmental Toxicology and Chemistry,27（4）:881-887Chen X P,Zhu Y G,Hong M N,Wang X J,Gault A G, Charnock J M,Polya D A.2008.Characteristics of Fe and As in the rice rhizosphere with different fertilizer amendments［J］. Environmental Chemistry,27（2）:231-234Colmer T D.2003.Long-distance transport of gases in plants:a perspective on internal aeration and radial oxygen loss from roots ［J］.Plant,Cell and Environment,26（1）:17-36Cullen W R,Reimer K J.1989.Arsenic speciation in the environment［J］.Chemical Reviews,89:713-764Ghosh P,Kashyap A K.2003.Effect of rice cultivars on rate of N-mineralization,nitrification and nitrifier population size in an irrigated rice ecosystem［J］.Applied Soil Ecology,24（1）:27-41Kludze H K,DeLaune R D,Patrick W H.1993.Aerenchyma formation and methane and oxygen exchange in rice［J］.Soil Science Society of America Journal,57:368-391Li Y L,Fan X R,Shen Q R.2008.The relationship between rhizosphere nitrification and nitrogen-use efficiency in rice plants ［J］.Plant,Cell and Environment,31（1）:73-85Liu W J.2005.Effects of Iron Plaque on Arsenic Uptake and Translocation within Rice Plants（Oryza sativa L.）［D］.Beijing: Graduate University of Chinese Academy of Sciences,47（in Chinese）Liu W J,Hu Y,Bi S Q,Li Y M,Zhu Y G,Liu X H.2006. Study of genotypic differences on arsenic uptake by and translocation in rice seedlings［J］.Chinese Agricultural Science Bulletin,22（6）:356-360（in Chinese）Liu W J,Zhu Y G,Smith F A,Smith S E.2004.Do iron plaque and genotypes affect arsenate uptake and translocation by rice seedlings（Oryza sativa L.）grown in solution culture？［J］. Journal of Experimental Botany,55（403）:1707-1713Liu W J,Zhu Y G,Hu Y,Zhao Q L.2008.Effects of arsenic from soil and irrigation-water on As accumulation on the root surfaces and in mature rice plants（Oryza sativa L.）［J］. Environmental Chemistry,29（4）:862-868（in Chinese）Matocha C J,Coyne M S.2007.Short-term response of soil iron to nitrate addition［J］.Soil Science Society of America Journal,71:108-117Meng D M,Zhu Y G,Zhou J G.2008.Study on the relationship between aerenchyma of rice root systems and iron plaque outside roots［J］.Modern Agricultural Sciences,15（4）:55-58（in Chinese）Ng J C,Wang J P,Shraim A.2003.A global health problem caused by arsenic from natural sources［J］.Chemosphere,52（9）: 1353-1359Nriagu J O.2002.Arsenic poisoning through the ages［A］.// Frankenberger W T.Environmental Chemistry of Arsenic［C］.716杨婧等：两种通气组织不同的水稻品种根表铁膜的形成及砷吸收积累的差异第5期New York:Marcel Dekker,1-26Otte M L,Rozema J,Koster L,Haarsma M S,Broekman R A. 1989.Iron plaque on roots of Aster tripolium L.:interaction with zinc uptake［J］.New Phytologist,111:309-317Smedley P L,Kinniburgh D G.2002.A review of the source, behavior and distribution of arsenic in natural waters［J］.Applied Geochemistry,17（5）:517-568Teal J M,Kanwisher J W.1966.Gas transport in the marsh grass,Spartina alterniflora［J］.Journal of Experimental Botany, 17:355-361Xie Z M,Huang C Y.1998.Control of arsenic toxicity in rice plants grown on an arsenic-polluted paddy soil［J］.Communications in Soil Science and Plant Analysis,29（15-16）:2471-2477Xu Y Y,McGrath S P,Meharg A A,Zhao F J.2008.Growing rice aerobically markedly decrease arsenic accumulation［J］. Environmental Science and Technology,42（15）:5574-5579Zhang X K,Zhang F S,Mao D R.1998.Effect of iron plaque outside roots on nutrient uptake by rice（Oryza sativa L.）:zincuptake by Fe-deficient rice［J］.Plant Soil,202（1）:33-39中文参考文献陈学萍,朱永官,洪米娜,王新军,Gault A G,Charnock J M, Polya D A.2008.不同施肥处理对水稻根表Fe和As形态的影响［J］.环境化学,27（2）:231-234陈学萍.2008.水稻根际氮-Fe-As生物化学耦合机制研究［D］.北京:中国科学院研究生院,35刘文菊.2005.根表铁膜对水稻吸收和转运砷的影响机制研究［D］.北京:中国科学院研究生院,47刘文菊,胡莹,毕淑芹,李玉敏,朱永官,刘向辉.2006.苗期水稻吸收和转运As的基因型差异研究［J］.农业资源与环境科学,22（6）:356-360刘文菊,朱永官,胡莹,赵全利.2008.来源于土壤和灌溉水的砷在水稻根表及其体内的富集特性［J］.环境科学,29（4）: 862-868孟冬梅,朱永官,周建国.2008.水稻根系通气组织与根表铁膜关系的研究［J］.现代农业科学,15（4）:55-58◆717。
不同品种水稻籽粒对土壤镉砷硒吸收积累的差异
不同品种水稻籽粒对土壤镉砷硒吸收积累的差异欧昱贵（华南农业大学资源环境学院，广东 广州 510642）摘 要：选取广东省的17个主栽水稻品种（系）为研究材料，在轻度和重度镉污染的土壤上进行大田试验，通过分析水稻籽粒的镉、砷、硒含量，探明不同镉污染土壤对水稻籽粒吸收积累的差异，为筛选出低镉低砷且富集土壤硒能力强的水稻品种提供理论基础。
结果显示：水稻籽粒在镉轻度污染土壤中镉砷硒的含量分别为0.20~0.36mg/kg、0.15~0.21mg/kg和0.022~0.031mg/kg；在重度污染土壤中分别为：0.83~1.03mg/kg、0.18~0.25、和0.030~0.048mg/kg。
镉重度污染土壤水稻镉含量相较于镉轻度污染明显增加，但对砷、硒的含量并无显著性影响；水稻镉、砷、硒之间有协同和拮抗关系，但均达不到显著性相关水平。
研究表明：五广占和黄广华占1号可作为低镉低砷水稻品种，黄广华占1号可作为低镉富硒水稻品种。
关键词：水稻品种；积累；筛选文章编号：ISSN2096-0743/2021-13-0165在工农业快速发展背景下，我国土壤环境污染范围逐渐扩大，污染程度越来越高，污染物含量与种类也不断加大，已经严重威胁到了我国的可持续发展。
环境污染问题长期以来一直是世界性的问题，特别是在工业化和城市化高度发展的当今社会，环境污染问题日益突出，其中最为严重的当属土壤重金属污染问题。
水稻是世界第二大、我国第一大粮食作物，也是最容易吸收和积累重金属的大宗粮食作物之一。
水稻糙米对土壤重金属的吸收与品种有关，而不是一个对所有品种一成不变的固定值，尤其水稻对镉的积累和耐性具有明显的品种间差异，因此，筛选水稻糙米镉含量低的品种，能有效解决镉污染稻田水稻安全生产问题。
研究表明， Se具有提高人体免疫力、抗衰老、预防癌变等功能，而缺Se会导致克山病、大骨节病等疾病， 影响人体健康。
最近一项对世界稻米Se含量的普查结果表明， 绝大多数稻米Se的含量低于人体的营养需求。
水稻不同生育期对养分的吸收
养分缺乏症状及影响
缺氮
稻株生长矮小，叶片发黄，分蘖减少，成穗率低 ，产量下降。
缺磷
稻株紧束，叶片直立，叶色暗绿，光合作用减弱 ，千粒重下降，米质差。
缺钾
稻株下部叶片发黄，出现褐斑，根系发育不良， 易倒伏，产量和品质下降。
04
抽穗开花期养分吸收
抽穗开花期生长发育特点
01
营养生长与生殖生长并进
抽穗开花期是水稻营养生长和生殖生长并进的时期，稻株既要完成根、
灌浆成熟期养分吸收
灌浆成熟期水稻对氮、磷、钾的吸收量进一步下降，但仍 需保持适当的养分供应，以促进籽粒灌浆和成熟，提高产 量和品质。
研究不足与展望
研究不足
本研究主要关注了水稻不同生育期对氮、磷、钾的吸收规律，但未涉及其他微量元素和中量元素的影响，未来研 究可进一步完善。
展望
未来研究可进一步探讨水稻不同品种、不同生态环境和不同栽培措施下对养分的吸收利用差异，为制定更加科学 的水稻施肥策略提供依据。同时，可结合现代植物营养学技术和方法，深入研究水稻养分吸收利用的生理机制和 分子生物学基础，为水稻高结论与展望
研究结论
分蘖期养分吸收
水稻在分蘖期对氮、磷、钾的吸收量逐渐增加，其中对氮 肥的吸收尤为显著，以满足植株生长和分蘖的需要。
抽穗开花期养分吸收
抽穗开花期水稻对氮、磷的吸收量逐渐下降，但对钾肥的 吸收仍保持较高水平，以保证稻穗的充实和粒重的增加。
拔节孕穗期养分吸收
拔节孕穗期是水稻营养生长和生殖生长并进的时期，植株 对氮、磷、钾的吸收量达到高峰，以满足颖花分化和稻穗 形成的需求。
水稻不同生育期对养分的吸 收
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目录
• 引言 • 分蘖期养分吸收 • 拔节孕穗期养分吸收 • 抽穗开花期养分吸收 • 灌浆成熟期养分吸收 • 不同生育期养分管理策略 • 结论与展望
水稻不同生育期对硒的吸收、转运及累积规律
水稻不同生育期对硒的吸收、转运及累积规律管文文;戴其根;张洪程;尹雪斌【摘要】采用大田试验,研究土壤施用含硒肥料后水稻中硒的积累和分布的动态变化.结果表明:在水稻不同器官中硒的积累量与含硒肥料施用量呈正相关,相关系数达到0.98以上.水稻成熟期,硒施用量30 kg/hm2和120 kg/hm2处理全株硒浓度分别比对照处理提高了98.9％和313.7％.不同生育期,水稻各个器官中硒含量及累积量不同,水稻硒的生物富集高峰期表现在孕穗期,叶与水稻穗部吸收累积硒有着密切关系.水稻成熟期整个植株中硒的累积量为茎>叶>精米>根>颖壳.在整个水稻生育期硒有一定的运转累积规律:水稻分蘖期时,硒从根、茎流向叶片;孕穗期再由叶流向茎;灌浆期又从根运转到叶和穗中;最后成熟期叶中的硒流向穗.苗期施用含硒肥料是一条提高水稻硒含量的有效农艺措施.【期刊名称】《土壤》【年(卷),期】2018(050)006【总页数】5页(P1150-1154)【关键词】硒;肥料;水稻;累积;分布【作者】管文文;戴其根;张洪程;尹雪斌【作者单位】扬州大学农学院,江苏扬州 225009;中国科学技术大学苏州研究院功能农业重点实验室,江苏苏州 215123;扬州大学农学院,江苏扬州 225009;扬州大学农学院,江苏扬州 225009;中国科学技术大学苏州研究院功能农业重点实验室,江苏苏州 215123【正文语种】中文【中图分类】S511硒(Se)是人类和动物健康必需的微量元素之一[1]。
硒具有抗氧化、增强人体免疫力、有效清除人体有害垃圾、促进人体健康、延缓衰老之功能[2]。
有报道指出，缺硒可导致人类疾病，如克山病(一种地方性心肌病)和大骨节病(一种骨关节炎)等[3]。
在中国，缺硒地区面积占土地总面积的72%，从东北延伸到西南22个省[4]。
因此，硒的缺乏对于我国是一个非常严重的营养和健康问题。
通过生物强化生产富硒农产品是增加人类饮食中硒摄入量的一个重要途径[5]，也是功能农业领域最活跃的实践之一。
水稻对天然富硒土壤硒的吸收及转运
水稻对天然富硒土壤硒的吸收及转运一、本文概述本文旨在探讨水稻对天然富硒土壤硒的吸收及转运机制。
硒是一种必需的微量元素，对生物体的生长和发育具有重要的影响。
然而，硒在土壤中的可利用性受到许多因素的影响，包括土壤类型、土壤pH值、硒的形态和浓度等。
水稻作为全球重要的粮食作物之一，其硒营养状况对人类健康具有重要意义。
因此，研究水稻对天然富硒土壤硒的吸收及转运机制，不仅有助于深入了解硒在土壤-植物系统中的行为，还能为优化水稻硒营养管理提供科学依据，进而为人类健康做出贡献。
本文将从水稻对硒的吸收、转运及其在植株体内的分布等方面进行系统阐述，以期全面揭示水稻对天然富硒土壤硒的吸收及转运机制。
还将探讨影响水稻硒吸收和转运的主要因素，包括土壤硒的形态、浓度、土壤pH值、土壤质地等。
本文还将展望未来的研究方向，以期为进一步提高水稻硒营养水平提供理论支持和实践指导。
二、天然富硒土壤的特性及分布天然富硒土壤是指土壤中含硒量超过一般土壤含硒量（4 mg/kg）的土壤，其中硒含量一般达到或超过4 mg/kg。
这类土壤因其独特的地球化学特性和地质背景，被赋予了较高的硒元素含量。
天然富硒土壤通常具有特定的理化性质，如pH值、有机质含量、土壤质地等。
这些性质不仅影响土壤中硒的形态、分布和生物有效性，还影响作物对硒的吸收和转运。
在富硒土壤中，硒主要以硒酸盐（SeO4²⁻）和亚硒酸盐（SeO3²⁻）的形式存在，这些形态的硒对作物来说较为容易吸收。
天然富硒土壤的分布受多种因素控制，包括地质背景、地形地貌、气候条件、土壤类型等。
在全球范围内，天然富硒土壤主要分布在火山岩地区、沉积岩地区以及某些特定地貌区域，如河流冲积平原、湖泊沉积区等。
这些地区通常具有较高的硒背景值，使得土壤中的硒含量相对较高。
在中国，天然富硒土壤主要分布在南方地区，如湖北恩施、湖南桃源、江西丰城等地。
这些地区的土壤类型多为红壤、黄壤等酸性土壤，有利于硒的积累和保存。
硒对水稻吸收、转运及累积镉的影响机制
contents •硒与镉的背景介绍•水稻吸收硒、镉的机制•水稻转运硒、镉的机制•水稻累积硒、镉的机制•硒对水稻吸收、转运及累积镉的影响研究展望目录01硒与镉的背景介绍Chapter硒的背景介绍硒是一种必需微量元素，在人体内具有抗氧化、免疫调节等重要生理功能。
硒在自然界中以无机和有机形式存在，其中有机硒是生物可利用的主要形式。
不同植物对硒的吸收、转运和累积机制存在差异，但总体上有机硒对植物的生理功能更为重要。
010203镉的背景介绍水稻是全球重要的粮食作物之一，也是镉污染的主要农作物之一。
镉是一种有毒重金属元素，长期接触镉可对人类健康产生不良影响。
镉在水稻中的吸收、转运和累积机制已得到广泛研究。
硒与镉的关系研究意义通过研究硒对水稻吸收、转运和累积镉的影响，可以为降低水稻镉污染提供理论依据和技术支持。
这对于保障粮食安全、维护人类健康具有重要意义。
随着环境污染的加剧，土壤中镉的含量逐渐增加，了解硒对水稻吸收、转运和累积镉的影响机制具有重要的科学意义。
02水稻吸收硒、镉的机制Chapter土壤中硒的溶解和释放植物根部对硒的吸收硒在植物体内的转运硒在植物体内的积累和分布土壤中镉的溶解和释放植物根部对镉的吸收镉在植物体内的转运镉在植物体内的积累和分布硒对水稻吸收镉的影响机制降低土壤中镉的有效性硒可以降低土壤中镉的有效性，从而减少水稻对镉的吸收。
这可能是因为硒与镉在植物体内的吸收和转运过程中存在竞争性抑制作用。
增强水稻对镉的抗性硒可以增强水稻对镉的抗性，从而减少水稻对镉的吸收和积累。
这可能是因为硒可以诱导水稻产生一些抗氧化物质和解毒机制，从而降低镉对水稻的毒害作用。
03水稻转运硒、镉的机制Chapter植物对硒的吸收01硒在植物体内的转运02硒的分配和积累031 2 3水稻通过根系从土壤中吸收镉，并依赖一系列转运蛋白将其从根部转运至其他组织。
植物对镉的吸收在植物体内，镉主要通过细胞质膜上的转运蛋白进入细胞，并可能通过类似的机制与其他金属离子一起转运。
湖南6_种母质发育水稻土对镉和砷的吸附和解吸特征
湖南农业大学学报(自然科学版)2023，49(2)：231–240．DOI：10.13331/ki.jhau.2023.02.017Journal of Hunan Agricultural University(Natural Sciences)引用格式：曾莹，王翠红，李富升，郑晴文，康霞，许毅隽．湖南6种母质发育水稻土对镉和砷的吸附和解吸特征[J]．湖南农业大学学报(自然科学版)，2023，49(2)：231–240．ZENG Y，WANG C H，LI F S，ZHENG Q W，KANG X，XU Y J．Adsorption and desorption characteristics ofcadmium and arsenic in paddy soils derived from six parent materials in Hunan[J]．Journal of Hunan AgriculturalUniversity(Natural Sciences)，2023，49(2)：231–240．投稿网址：湖南6种母质发育水稻土对镉和砷的吸附和解吸特征曾莹，王翠红*，李富升，郑晴文，康霞，许毅隽(湖南农业大学资源学院，湖南长沙410128)摘要：以湖南省典型母质发育的鳝泥田、红泥田、河砂泥田、麻砂泥田、酸紫砂泥田和灰泥田等6种水稻土为研究对象，采用单元素一次平衡法研究土壤对镉、砷的吸附与解吸特性及其影响因素。
结果表明：供试水稻土对镉、砷的等温吸附曲线均呈非线性；供试土壤吸附平衡时，溶液中镉或砷的浓度与土壤对镉或砷的吸附量关系用Langmuir、Freundlich和Temkin等3种模型拟合均达显著水平，决定系数(R2)为0.842~0.994，其中以Langmuir 方程的拟合(R2均值0.964)更优，但不同水稻土不同元素的最优方程有所差异，灰泥田的镉和酸紫砂泥田的砷用Temkin方程的拟合度较高，鳝泥田、红泥田和河砂泥田的砷用Freundlich方程的拟合度较高；土壤对镉的吸附量大于对砷的吸附量；以Langmuir方程拟合所得不同水稻土镉、砷最大吸附量(X m)比较，整体上镉以灰泥田的(1379.9 mg/kg)最大，酸紫砂泥田的(527.8 mg/kg)最小；砷以红泥田的(587.4 mg/kg)最大，灰泥田的(266.6 mg/kg)最小；土壤镉、砷解吸量随镉、砷吸附量增大呈曲线向上弯曲增长；土壤镉、砷解吸率分别为23.2%~93.8%和0.5%~44.2%，镉解吸率以酸紫砂泥田的最高(均值83.9%)，灰泥田的最低(均值43.7%)，砷解吸率以酸紫砂泥田的最高(均值20.3%)，红泥田的最低(均值7.2%)；相关性分析表明，土壤pH值和游离氧化铁含量分别是影响土壤对镉、砷的最大吸附量及平均解吸率的主要因子；6种母质水稻土中，灰泥田镉的吸附分配系数(K d)和保留因子(K0)(5.86~11 557.25、0.08~387.37 L/kg)最大，酸紫砂泥田的(1.89~2765.17、0.02~47.31 L/kg)最小；红泥田砷的K d和K0(6.17~406.29、0.31~770.85 L/kg)最大，酸紫砂泥田的(2.34~22.51，0.05~3.50 L/kg)最小。
植物对硒的吸收利用及主要农作物硒生物强化研究进展
植物对硒的吸收利用及主要农作物硒生物强化研究进展1. 引言1.1 研究背景随着人们健康意识的不断提高，硒作为一种重要的微量元素被广泛关注和研究。
硒是一种必需的元素，对生物体具有重要的生理功效。
它在植物生长发育、抗氧化、抗病等方面起着重要作用。
硒的摄入量与人体健康密切相关，缺硒或者过量摄入都会导致各种健康问题。
因此，研究植物对硒的吸收利用以及硒在主要农作物中的生物强化机制，对于提高主要农作物的品质，满足人们对健康需求，具有重要意义。
目前，硒生物强化技术已经开始应用于主要农作物的生产中，其通过促进植物对硒元素的吸收利用，提高了主要农作物中硒的含量，从而增加了农产品的营养价值。
然而，在硒生物强化研究领域还存在许多问题亟待解决，如硒的吸收利用机制尚不清楚、硒生物强化技术在不同农作物中的适用性有待进一步验证等。
因此，加深对植物对硒的吸收利用以及硒生物强化技术的研究，对于推动硒生物强化领域的发展，提高主要农作物品质，具有重要意义。
1.2 研究目的研究目的是为了探究植物对硒的吸收利用及主要农作物硒生物强化的机制，从而为提高主要农作物的品质和产量提供科学依据。
通过深入研究植物对硒的吸收机制，可以有效地提高农作物对硒的吸收利用效率，从而达到硒生物强化的目的。
通过了解硒在主要农作物中的生物强化机制，可以为农业生产中的硒添加方法提供参考，提高农作物中硒的含量和生物利用率。
研究硒对主要农作物生长及产量的影响，可以全面评估硒生物强化技术对农作物的影响，为农业生产提供科学依据。
最终，希望通过本研究可以揭示硒生物强化技术的应用现状、不足和方向，为未来硒生物强化研究和农业生产提供有效的指导建议。
1.3 研究意义硒是人体和动物体内必需的微量元素，对健康有重要作用。
然而，全球范围内有着硒缺乏疾病的问题，如克什米尔病和硒缺乏性心肌病等。
因此，通过硒生物强化技术提高主要农作物中的硒含量，可以有效预防人类和动物的硒缺乏病症。
此外，近年来人们对食品质量和安全性的要求日益提高，高硒农产品因其对健康的积极作用而备受关注。
水稻品种间吸收和转运硒特性差异机制研究
水稻品种间吸收和转运硒特性差异机制研究周鑫斌;于淑惠;赖凡【摘要】采用溶液培养试验比较了富硒水稻与非富硒水稻对硒的吸收和运输特征,期望揭示富硒水稻秀水48和非富硒水稻丙9652籽粒硒累积差异部分生理机制.结果表明,两品种水稻根部对硒吸收的Km值差异不大,但富硒水稻秀水48的Vmax 是非富硒水稻的1.57倍,两品种水稻根系对硒的共质体吸收皆受载体调控.硒吸收时间动力学试验证实秀水48茎中硒的浓度和含量在各个处理时间段均要高于丙9652,富硒水稻秀水48的木质部汁液中硒的浓度大约是非富硒水稻丙9652的2倍,在相等蒸腾速率的条件下,秀水48地上部硒含量显著高于丙9652,说明两品种水稻向地上部转运硒的能力差异显著,秀水48更易将根中的硒转运到地上部,高效的转运体系是富硒品种地上部硒含量高的关键所在.富硒水稻具备很强的向地上部转运硒的能力,部分原因在于其根部木质部对硒的装载能力较强.【期刊名称】《土壤学报》【年(卷),期】2014(051)003【总页数】6页(P594-599)【关键词】水稻;硒;吸收;转运【作者】周鑫斌;于淑惠;赖凡【作者单位】西南大学资源环境学院,重庆400716;西南大学土壤多尺度界面过程与调控重庆市重点实验室,重庆400716;西南大学资源环境学院,重庆400716;西南大学计算机与信息科学学院,重庆400716【正文语种】中文【中图分类】S511.3+2硒是人类必需的微量营养元素，对人类的健康扮演了十分重要的角色［1］。
硒可以通过减少体内氧自由基，保护有机体免受氧化性损伤［2-3］，从而提高机体的免疫力。
地方流行病如克山病(KSD)、大骨节病(KBD)和部分癌症的发生与人体缺硒密切相关［4-5］，营养学会推荐每人每日摄取硒量为50～200 μg［4］。
我国土壤缺硒面积较大，约有72%的地区土壤处于缺硒和低硒状态［6］。
水稻是我国主要粮食作物和主食，提高水稻籽粒硒含量被认为改善我国人体膳食硒营养的主要途径［7］。
水稻的养分吸收特性
水稻的养分吸收特性
1.养分吸收量
水稻的生长发育需要碳、氢、氧、硅、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、锰、锌、硼、铜、钼、氯等17种营养元素，供需关系存在较大差异的营养元素是氮、磷、钾。
水稻一生对营养元素的吸收量，主要是根据收获物中的含量来计算的。
一般每生产稻谷和稻草500kg，要吸收氮素（N）7～16kg，五氧化二磷（P2O5）4～8kg，氧化钾（K2O）10～25kg，N:P2O5:K2O＝1:0.5:0.5。
应当指出，这些数字未包括根系外渗量和成熟体内营养元素淋失量。
所以，水稻吸收总量应高于此值。
同一产量水平所吸收的氮、磷、钾养分差别很大，这与地区、产量水平、水稻品种、栽培水平等因素有关。
2.水稻不同生育期对养分的吸收
水稻各生育期对养分的吸收，因类型不同而有较大差异。
双季稻生育期短，特别是大田营养生长期的缩短，营养生长和生殖生长在移栽后不久就重叠。
即在大田出生分蘖的同时开始穗分化，又在穗分化过程中进入分蘖盛期，因而在移栽后2～3周形成一个突出的吸肥高峰；单季稻在移栽后2～3周及7～9周形成两个吸肥高峰。
水稻对各种养分的吸收速度均在抽穗前达到最大值，其后有速度降低的趋势。
在各种养分中，以氮、磷、钾的吸收速度最快，在抽穗前约20d达到最大值；硅的吸收达到最大值较晚。
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水稻不同生育期对硒吸收累积及铁膜的吸附特性张城铭;周鑫斌;高阿祥【摘要】采用盆栽试验方法,研究不同生育期水稻各部位对硒的吸收累积及根表铁膜对水稻吸收积累硒的影响机制.结果表明:水稻营养器官生物量在拔节期积累最快,不同时期营养器官中硒含量不同,根中的硒在拔节期达到最大,根和茎中的硒在灌浆期和成熟期被转运至其他部位.水稻各组织中约50%的硒在拔节期和孕穗期被吸收,小穗吸收总硒的47.22%且是在孕穗期完成的,说明这两个时期对于水稻硒吸收累积非常关键.铁膜中硒占总硒的比例在幼苗期高达73.63%,是同时期茎中硒所占比例的4.87倍.随着生育期的推进,铁膜中硒所占比例显著递减,在成熟期降低至20.02%,同时期茎中硒占总硒的比例为65.42%.这表明,根表铁膜在水稻整个生长周期内通过吸附作用使其表面能够富集一定量的硒,在水稻生育后期,当土壤溶液中硒含量较少时,根表铁膜可能会作为一个硒源,吸附在根表铁膜中的硒重新被水稻所利用,铁膜在水稻硒吸收转运的过程中扮演了"缓冲器"的角色.明确不同生育期根表铁膜对水稻硒累积特性,在生产管理中可在不同生育期采取措施提高稻田硒生物有效性,从而为进一步提高农产品中硒含量提供科学依据.%[Objective]Rice is a staple food for the people in China,so it is feasible to improve effectively the status of the Chinese people being generally insufficient in intake of selenium by increasing the content of selenium in rice grains. Therefore,it is of great practical significance to the country to study characteristic of Se absorption and accumulation by rice,to define critical periods of the crop absorbing and accumulating selenium,hence to effectively regulate Se intake with daily diet. Rice is a species of hydrophyte,growing for a long time in fields flooded with water,where poor in areation,the crop has awell-developed aerenchyma formed at the root,to adapt itself to the anaerobic environment. The aerenchyma releases oxygen into the rhizosphere of the rice,which acts jointly with rhizosphere microorganisms to form a thin layer of"iron coating"on the surface of the root. The coating readily adsorbs selenium,thus lowering its bio-availability. As the researches in the past focused mainly on kinetics of Se absorption by rice at the seedling stage and impact of the iron coating on Se absorption and transfer,little has been reported on Se absorption and accumulation by rice at different growth stages,and impact of the iron coating on rice root on Se absorption and accumulation in the whole growth period. [Method]A pot experiment was carried out to study Se absorption by rice at various growth stages and accumulation in various parts of the plant, and mechanism of the iron coating on rice root surface affecting Se absorption and accumulation. [Result]Results show that the jointing stage was the period of time when the nutritive organs of rice grew and accumulated the rapidest in biomass to store adequate nutrients for the growth of reproductive tissues of the rice at the next growth stage,namely,booting stage. Se content in the nutritive tissues varied with growth stage,and peaked in the root at the jointing stage. Se in the root and stem was transported to the other parts of the rice at the booting and maturing stages. About 50% of the selenium in the various tissues was absorbed by the plant at the jointing and booting stages,and 47.22% of the total selenium in the spikelets was filled up at the booting stage. Obviously,jointing and booting stages are the two critical periods for theplant to absorb and accumulate selenium in. Se content in the iron coating peaked at the seedling stage,accounting for 73.63% of the total in the plant,which was 4.87 times that(15.12%)in the stem. As the plant grew,Se content in the iron coating declined significantly down to 20.02% in proportion at the maturing stage,while Se content in the stem reached 65.42%,which shows that in the entire life cycle of rice,the iron coating on the root surface is able to accumulate a certain amount of selenium through sorption and serve as a Se source for the plant at the late growth stages,when soil solution contains less selenium. The selenium adsorbed to the iron coating can be absorbed and transported by the plant to its shoots. So the iron coating on the root surface plays a role of"buffer"in the process of Se absorption and transport. [Conclusion]By illustrating Se absorption and accumulation by rice varying with growth stage,this study has defined that the jointing and booting stages are the two critical periods for the crop to absorb and accumulate Se in and the iron coating on the root surface plays a role of"buffer"in Se absorption and accumulation of rice. All the findings in this study may have certain theoretical and practical significance in producing selenium-rich rice grains.【期刊名称】《土壤学报》【年(卷),期】2017(054)003【总页数】10页(P693-702)【关键词】水稻;生育期;硒;根表铁膜【作者】张城铭;周鑫斌;高阿祥【作者单位】西南大学资源环境学院,重庆 400716;西南大学资源环境学院,重庆400716;西南大学资源环境学院,重庆 400716【正文语种】中文【中图分类】S143.7+1硒是一种人类必需的微量营养元素，以硒蛋白的形式参与体内抗氧化作用［1］。
较高的血浆含硒量对某些癌症有预防和抗癌功效（如乳腺癌、肺癌、食管癌和胃癌等）［2］。