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科技创新进展:弱酸性土壤施用石灰对水稻镉积累的影响及调控机理 
作者:质检中心
来源:中国水稻研究所
发布时间:2017-11-21

近日,环境领域主流期刊《Chemosphere》在线发表了由我所土壤修复研究团队和湖南农业大学南方粮油作物协同创新中心合作完成的研究论文“Can Liming Reduce Cadmium (Cd) Accumulation in Rice (Oryza sativa) in Slightly Acidic Soils? A Contradictory Dynamic Equilibrium between Cd Uptake Capacity of Roots and Cd Immobilisation in Soils”,揭示了弱酸性土壤施用石灰在调控水稻重金属镉吸收和积累过程中的作用及调控机制。

当前我国稻田土壤和稻米重金属镉污染严重,控制稻米镉积累已引起广泛关注。施用石灰以提高土壤pH值,进而降低土壤镉有效性,最终控制稻米镉积累被认为是最有效的农艺途径之一,已在国内镉污染区开展了大量的研究与示范。然而,在生产上却经常出现施用石灰导致稻米镉积累量增加的现象。

该研究利用镉高积累品种辐品36和低积累品种中嘉早17,发现施用少量石灰导致分蘖盛期和完熟期包括根系、稻草和稻米镉积累均显著增加,而进一步增加石灰用量时,根系、稻草和稻米镉积累则均出现明显下降。对土壤进一步分析发现,施用少量石灰显著提高土壤pH值,大幅降低了土壤镉及铁、锰、锌等微量元素的有效性,大幅度诱导水稻根系对铁锰锌镉均有很强转运功能的OsNramp5 和OsIRT1基因的表达,增加了水稻根系对镉的吸收能力。研究认为施用石灰影响水稻镉积累的机理在于土壤有效态镉含量与水稻根系镉吸收能力之间矛盾的动态平衡。该研究解释了生产上施用石灰也可能造成稻米镉积累增加的现象,同时也启示施用石灰在控制水稻镉积累中的局限性。

该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家公益性行业(农业)科研专项、中国农业科学院协同创新工程项目的资助。我所杨永杰助理研究员和湖南农业大学陈江民硕士为文章的共同第一作者,胡培松研究员和邵国胜副研究员为共同通讯作者。

文章链接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653517318386

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