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广东农业科学２０１５年第５期　锌镉互作对水稻幼苗镉和矿物质积累的影响　张标金，罗林广，魏益华，张祥喜，聂根新　（江西省农科院农产品质量安全与标准研究所，江西南昌３３０２００）　

摘　要：研究分析了在浓度梯度的ＺｎｘＣｄ胁迫下两个水稻品种黄华占和ＩＲ６８１４４幼苗根部和地上部Ｃｄ　和矿物质的积累特征。结果表明：（１）随着营养液Ｃｄ　浓度的上升，黄华占和ＩＲ６８１４４根部和地上部的Ｃｄ含量　都大幅增加。中等浓度的Ｚｎ　能有效地减少高浓度Ｃｄ胁迫时水稻根系对Ｃｄ的吸收，但低浓度Ｃｄ胁迫时表现　为协同吸收，而高浓度ｚｎ　则主要促进Ｃｄ的吸收。中等浓度的Ｚｎ　在一定条件下也能有效减少水稻地上部的　Ｃｄ积累量，但其作用与Ｃｄ　浓度和水稻基因型都有关，而高浓度Ｚｎ　则完全表现为促进Ｃｄ的积累。（２）黄华占　和ＩＲ６８１４４根部和地上部的Ｚｎ含量都随着营养液Ｚｎ“浓度的提高而增加。Ｃｄ对水稻Ｚｎ积累的影响与ｚｎ“浓　度和基因型都有关，但大多数情况下Ｃｄ胁迫明显降低了水稻对ｚｎ的积累。（３）在正常ｚｎ“浓度（０　Ｉｘｍｏｌ／Ｌ）营养　液中．Ｃｄ２＋浓度上升时．黄华占和ＩＲ６８１４４根部Ｆｅ积累量都保持相对平稳，但两者地上部Ｆｅ积累量明显持续　降低；两品种根部Ｍｎ含量都不断增加，但黄华占地上部Ｍｎ积累量持续下降，而ＩＲ６８１４４中保持平稳。ＺｎｘＣｄ　互作对水稻Ｆｅ积累的影响在根部主要表现为促进作用，在地上部则主要显示出抑制作用，但两品种的Ｍｎ积　累量表现出复杂的Ｃｄ２＋、Ｚｎ“浓度和基因型相关性。说明锌镉互作能有效调控水稻幼苗对镉的吸收与转运，但其　互作效应与ｚｎ　和ｃｄｚ＋浓度有关，且表现出明显的基因型差异；同时还改变了水稻幼苗中锌、铁、锰等的积累。　关键词：水稻；镉；锌；矿物质积累　中图分类号：Ｓ５１１．０ｌ　文献标识码：Ａ　文章编号：１００４—８７４Ｘ（２０１５）０５—０００１—０６　

Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　Ｚｎ　ａｎｄ　Ｃｄ　Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ　０ｎ　Ｃｄ　ａｎｄ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｅｌｅｍｅｎｔＳ　ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ　ｌｎ　ｒｌＣｅ　ｓｅｅｄｌｉｎ￣ｓ　●　Ｊ　ｌ　・●　●　●　１ｌ●　

ＺＨＡＮＧ　Ｂｉａｏ－ｊｉｎ，ＬＵＯ　Ｌｉｎ－ｇｕａｎｇ，ＷＥＩ　Ｙｉ—ｈｕａ，ＺＨＡＮＧ　Ｘｉａｎｇ—ｘｉ，ＮＩＥ　Ｇｅｎ—ｘｉｎ　（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｓａｆｅｔｙ　ａｎｄ　Ｓｔａｎｄａｒｄｓ　ｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，　Ｊｉａｎｇｘｉ　Ａ　ｃａｄｅｍｙ　ｏｆａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｎａｎｃｈａｎｇ　３３０２００，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　Ｃａｄｍｉｕｍ（Ｃｄ）ａｎｄ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｅｌｅｍｅｎｔｓ　ｉｎ　ｒｏｏｔｓ　ａｎｄ　ｓｈｏｏｔｓ　Ｏ±　Ｈｕａｎｇｈｕａｚｈａｎ　ａｎｄ　ＩＲ６８　１４４　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ｕｎｄｅｒ　ｇｒａｄｉｅｎｔ　Ｚｉｎｃ（Ｚｎ）×Ｃｄ　ｓｔｒｅｓｓ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｗｅｒｅ　ａｓ￣ｌｌｏｗｓ：　（１）Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｒｉｓｉｎｇ　ｏｆ　Ｃｄ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｎｕｔｒｉｅｎｔ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ，Ｃｄ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　Ｈｕａｎｇｈｕａｚｈａｎ　ａｎｄ　ＩＲ６８１４４　ｒｏｏｔｓ　ａｎｄ　ｓｈｏｏｔｓ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ．Ｔｈｅ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｄ　ｉｎ　ｒｉｃｅ　ｒｏｏｔｓ　ｗａｓ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｒｅｄｕｃｅｄ　ｂｙ　ｍｏｄｅｒａｔｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｚｎ“ａｔ　ｈｉｇｈ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｄ　ｓｔｒｅｓｓ，ｂｕｔ　ｔｈｅｙ　ｓｈｏｗｅｄ　ｓｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ａｔ　ｌｏｗ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｄ　ｓｔｒｅｓｓ．　Ｈｏｗｅｖｅｒ，ａ　ｈｉｇｈ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｚｎ　ｐｒｏｍｏｔｅｄ　ｔｈｅ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｄ　ｍａｉｎｌｙ．Ｒｉｃｅ　ｓｈｏｏｔｓ　Ｃｄ　ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ　ｃｏｕｌｄ　ａｌｓｏ　ｂｅ　ｒｅｄｕｃｅｄ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｂｙ　ｍｏｄｅｒａｔｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　Ｚｎ“ｕｎｄｅｒ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｂｕｔ　ｉｔｓ　ｒｏｌｅ　ｄｅｐｅｎｄｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｄ　ａｎｄ　ｒｉｃｅ　ｇｅｎｏｔｙｐｅ．Ｎｅｖｅｒｔｈｅｌｅｓｓ．ｈｉｇｈ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｚｎ　ｐｒｏｍｏｔｅｄ　ｔｈｅ　ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｄ　ｉｎ　ａｌｌ　ｃａｓｅｓ．（２）Ｚｎ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｒｏｏｔｓ　ａｎｄ　ｓｈｏｏｔｓ　ｆｒｏｍ　Ｈｕａｎｇｈｕａｚｈａｎ　ａｎｄ　ＩＲ６８１４４　ｒｏｓｅ　ａｌｏｎｇ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　Ｚｎ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｎｕｔｒｉｅｎｔ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　Ｃｄ　ｏｎ　Ｚｎ　ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｔｏ　Ｚｎ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｒｉｃｅ　ｇｅｎｏｔｙｐｅ，ｂｕｔ　ｉｎ　ｍｏｓｔ　ｃａｓｅｓ　ｔｈｅ　ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｚｎ　ｉｎ　ｒｉｃｅ　ｒｅｄｕｃｅｄ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ｕｎｄｅｒ　Ｃｄ　ｓｔｒｅｓｓ．（３）Ｉｎ　ｔｈｅ　ｎｕｔｒｉｅｎｔ　

收稿日期：２０１４—１０～２１　基金项目：江西省科技支撑计划项目（２０１２３ＢＢＦ６０１９１）　作者简介：张标金（１９８３一），男，硕士，助理研究员，Ｅ—　ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｂｉａｏｊｉｎ＠１２６．ｃｏｒｎ　通讯作者：罗林广（１９６４一），男，博士，研究员，Ｅ—ｍａｉｌ：　ｌｕｏｌｉｎｇｕａｎｇ＠１　２６．ｃｏｎ　

ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｎｏｒｍａｌ　Ｚｎ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ（０ｔｘＭ／Ｌ），ａｌｏｎｇ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　Ｃｄ“ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，Ｆｅ　ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｈｕａｎｇｈｕａｚｈａｎ　ａｎｄ　ＩＲ６８　１４４　ｒｏｏｔｓ　ｋｅｐｔ　ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ　ｓｔａｂｌｅ，ｂｕｔ　ｉｔ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ｒｅｄｕｃｅｄ　ｉｎ　ｓｈｏｏｔｓ　ｏｆ　ｂｏｔｈ　ｃｕｈｉｖａｒｓ．Ａｔ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，Ｍｎ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｒｏｏｔｓ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ，　ｂｕｔ　ｔｈａｔ　ｏｆ　２　Ｈｕａｎｇｈｕａｚｈａｎ　ｓｈｏｏｔ　ｄｅｃｌｉｎｅｄ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ　ｗｈｉｌｅ　ｋｅｐｔ　ｂａｌａｎｃｅ　ｉｎ　ＩＲ６８　１４４．Ｚｎ　ｘＣｄ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ　ｏｎ　Ｆｅ　ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ　ｍａｉｎｌｙ　ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ　ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｒｏｏｔｓ，ａｎｄ　ｃｈｉｅｆｌｙ　ｓｈｏｗｅｄ　ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ　ｅｆｆｅｃｔ　ｉｎ　ｓｈｏｏｔｓ，ｂｕｔ　ｔｈｅｉｒ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｎ　Ｍｎ　ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｔＯ　Ｃｄｎ．Ｚｎ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｒｉｃｅ　ｇｅｎｏｔｙｐｅ　ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｌｙ．Ｚｎｘ　Ｃｄ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ　ｃｏｕｌｄ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｈｅ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　ｏｆ　ｃａｄｍｉｕｍ　ｉｎ　ｒｉｃｅ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ，ｂｕｔ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　Ｚｎ　ａｎｄ　Ｃｄ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｎｕｔｒｉｅｎｔ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ．ａｎｄ　ｓｈｏｗｅｄ　ａ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｇｅｎｏｔｙｐｉｃ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ．ＺｎｘＣｄ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ　ａｌｓｏ　ｃｈａｎｇｅｄ　ｔｈｅ　Ｚｎ，Ｆｅ　ａｎｄ　Ｍｎ　ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｒｉｃｅ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒｉｃｅ（Ｏｒｙｚａ　ｓａｔｉｖａ　Ｌ．）；Ｃａｄｍｉｕｍ（Ｃｄ）；Ｚｉｎｃ（ｚｎ）；ｍｉｎｅｒａｌ　ｅｌｅｍｅｎｔ；ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ　

土壤重金属污染是目前人们所面临的一个非　常严峻的全球性环境问题。在所有污染土壤的重　金属中，镉（Ｃｄ）因具有移动性强、毒性高、污染面　积大等特点而被称为“五毒之首”…。土壤中的Ｃｄ　极易被植物吸收积累，而水稻是Ｃｄ吸收能力很强　的作物之一＿２＿，在Ｃｄ污染地区种植水稻极易导致　大米Ｃｄ含量超过国家规定的０．２　ｍｇ／ｋｇ的安全标　准。如２００２年农业部稻米及制品质量监督检验测　试中心对全国市场稻米的安全抽检发现Ｃｄ超标　率高达１０．３％。研究发现，稻米是亚洲人体内主要　的Ｃｄ摄入来源之一［３－５］。Ｃｄ对人体毒性极高．具有　致癌、致畸、致突变的作用，Ｃｄ中毒能引起关节炎、　骨痛病、肾损伤、心血功能障碍，甚至诱发癌症等多　种疾病。因此，稻米Ｃｄ污染控制直接关系着我国　农业的可持续发展和人体健康。　锌（Ｚｎ）是植物生长必需的微量元素。理论上　Ｃｄ　与Ｚｎ　有相同的离子半径，且有相似的化学性　质，在土壤中和植物体内极易竞争相同的吸附位　点。在土壤中，Ｚｎ与Ｃｄ常竞争粘土矿物、氧化物及　有机质上的阳离子交换吸附位点＿６］。Ｚｎ在竞争中常　常占据有利地位，如高浓度Ｚｎ明显抑制紫色土、赤　红壤对Ｃｄ的吸附，这种竞争使Ｃｄ的吸附显著减　小，即有效态的Ｃｄ显著增加　驯。大量研究结果表　明，向土壤中施锌肥可明显抑制植物对Ｃｄ的吸收，　类似结果已在玉米＿ｌ０］、西红柿［１１］、辣椒ｒｌ２　等多种作　物中发现。但也有研究发现在Ｃｄ污染土壤中施Ｚｎ，　增加了春小麦、硬质小麦和玉米中Ｃｄ含量［１３－１４］。试　验中出现相左的研究结果可能与Ｃｄ、Ｚｎ含量、土壤　理化性质、植物种类等有关。前人也就施Ｚｎ对水稻　中Ｃｄ积累的影响做了一些探索，其结果既有促进　Ｃｄ的吸收也有抑制Ｃｄ的积累［１５－１７］。因此，还需要就　不同条件下Ｚｎ对水稻吸收积累Ｃｄ的影响做进一　步的研究。为此，本研究以籽粒Ｃｄ积累量差异较大　的两个常规籼型水稻品种黄华占和ＩＲ６８１４４为材　料，在浓度梯度的Ｚｎ￣Ｃｄ胁迫下，分析其幼苗根部　和地上部Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ和Ｍｎ的含量，以探讨Ｚｎ的添　加对水稻Ｃｄ和矿物质吸收与积累的影响．为通过　外源施锌肥调控水稻Ｃｄ的吸收以防治稻米Ｃｄ污　染提供理论支撑。