科研产出
水稻镉砷累积的基因型和环境互作效应分析
《农业环境科学学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：筛选稳定的低镉低砷水稻品种是促进稻米安全生产的有效手段。通过研究不同环境对9个主推水稻品种稻米镉和砷含量的影响，以期获得稳定的镉、砷低积累水稻品种，并提供筛选鉴定方法。结果表明，水稻对镉、砷的吸收富集受到基因型和环境的双重影响，且环境异质性对稻米镉、砷吸收累积的影响均大于水稻自身基因型的作用。环境基因互作分别解析了稻米镉含量99.91%和稻米砷含量79.70%的贡献，其中环境异质性对稻米镉、砷含量的贡献率分别达83.46%和56.56%。GGE双标图分析结合产量分数评价能有效筛选出高产且较稳定的低重金属累积水稻品种，其中V1（隆两优华占），V4（隆两优1988）,V9(Y两优9918)为产能较高的低砷累积品种，V7(C两优87)为产能较高的低镉累积品种；同时还筛选出2个镉低积累水稻品种筛选试验点（S1、S2）、4个砷低积累水稻品种筛选试验点（S1、S2、S3、S6）。GGE双标图与产量质量分数结合为镉、砷低积累水稻品种筛选试验点的选择、可推广的镉、砷低积累水稻品种筛选提供了一种经济可行的新方法。
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不同硒镉摩尔比值下硒对南方镉污染土壤水稻镉迁移转运的影响
《土壤与作物 》 2025
摘要：为探讨不同硒镉摩尔比下硒对水稻生长发育及镉吸收累积的影响，采用盆栽试验，设置不同硒镉摩尔比值1～6（T1～T6），分析不同硒镉摩尔比下水稻植株保护性酶活、叶绿素含量、生物量及不同部位硒镉含量的差异。结果表明，随着硒镉摩尔比值的增加，土壤p H值呈先增后减，在摩尔比为2时达到最大值（5.15）。土壤有效镉含量呈波浪式变化，摩尔比为2和4时降到最低(0.58 mg·kg-1)。对比T1,T2～T6丙二醛（MDA）含量降低幅度达4.31%～16.5%，谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）增加了5.04%～22.6%，过氧化物酶（POD）增加了4.38%～13.5%，超氧化物歧化酶（SOD）增幅达1.75%～14.6%（T5除外），过氧化氢酶（CAT）增加0.59%～18.2%。而T2～T6处理时叶绿素含量、籽粒和秸秆产量与T1均无显著差异。随着硒镉摩尔比值的增加，水稻植株硒含量显著增加，但T2～T6处理根和秸秆镉含量与T1均无显著差异，糙米镉含量则先增后减，T5和T6处理的糙米镉含量低于国家限量标准，分别为0.17 mg·kg-1和0.19 mg·kg-1。相关性分析结果表明，糙米镉含量与秸秆硒含量、TFSe-ros呈显著负相关关系（P<0.05），与秸秆镉含量、叶绿素含量呈显著正相关关系（P<0.05）。施硒提高了水稻植株中保护酶活性，增强了对镉胁迫的抗逆性，抑制地上部秸秆的镉积累，减少镉向糙米中的转运，有效降低了水稻植株糙米中的镉含量。
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贝莱斯芽胞杆菌XY40-1对百合球茎生长、品质及镉含量的调控作用
《生物技术通报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：[目的]通过施用贝莱斯芽胞杆菌(Bacillus velezensis)XY40-1菌剂,探究其对百合球茎产量与品质的影响,解析其对土壤理化性质、微生物群落结构及重金属转运功能的影响,以期为百合高效种植与土壤健康管理提供科学依据.[方法]通过滴灌系统分阶段在百合生长过程中施用菌剂.测定百合单果鲜重、干重及球茎中蛋白质、多糖、总皂苷含量与镉积累量;结合高通量测序技术分析根际土壤微生物群落结构变化,并基于宏基因组学解析氮代谢与镉转运相关功能基因的表达模式.[结果]施用XY40-1菌剂后土壤pH值提高至5.41,速效钾含量增加31.15%.百合单果鲜重与干重分别增加18.89%和19.49%,亩产提升16.47%;百合球茎中蛋白质含量增加15.1%,多糖含量增加11.5%,总皂苷含量增加21.4%,而镉积累量降低11.45%.微生物群落分析表明,处理组厚壁菌门(Firmicutes)与拟杆菌门(Bacteroidota)相对丰度显著增加,变形菌门(Proteobacteria)与放线菌门(Actinobacteria)丰度下降;宏基因组数据显示,固氮基因(nifD、nifH)、硝酸盐还原基因(narG、napA)及镉抗性基因(czcA、czcD)表达显著上调.[结论]B.velezensis XY40-1通过改善土壤理化性质、优化微生物群落结构及激活关键代谢功能基因,显著提升百合产量与品质,同时降低球茎镉富集水平.
关键词： 卷丹百合 贝莱斯芽胞杆菌 微生物群落 宏基因组 氮代谢 镉污染
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薏苡的重金属累积特征及替代种植潜力研究
《湖南生态科学学报 》 2025
摘要：【目的】采用田间小区试验，研究薏苡（Coix lacryma-jobi L.）的重金属吸收累积特征和重金属移除减量潜力，为南方重金属污染耕地的种植结构调整提供依据。【方法】以21个薏苡品种为研究对象，测定薏苡产量及地上部生物量，分析其重金属含量及累积特征。【结果】不同薏苡品种产量范围为3.11～3.66 t/hm2,平均3.40 t/hm2;薏苡籽粒中镉（Cd）、铅（Pb）、砷（As）平均含量分别为0.04、0.08、0.07 mg/kg,秸秆中则分别为0.48、1.18、0.25 mg/kg;籽粒中Cd、Pb、As平均累积量分别为0.16、0.28、0.23 g/hm2,秸秆中则分别为14.30、34.49、7.31 g/hm2;地上部Cd、Pb、As平均总累积量分别为14.46、34.77、7.54 g/hm2,最大分别为37.46、60.38、14.11 g/hm2。不同薏苡品种的Cd、Pb、As含量皆处于安全阈值范围内，而Cd、Pb、As主要累积在秸秆中；秸秆离田对土壤重金属的移除效果表现为Cd>As>Pb,且Cd从土壤向籽粒富集能力高于As和Pb, Cd和Pb从秸秆转移至籽粒能力较As弱。【结论】薏苡是一种适合中轻度Cd污染土壤的替代种植作物，可在实现薏苡安全生产和秸秆离田资源化利用的同时净化土壤重金属，但其净化效率有待提升。
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硅肥与水分耦合对土壤镉生物有效性和水稻吸收镉的影响
《农业现代化研究 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：本研究采用常规水分管理(CK)、干湿交替(IF)和长期淹水(CF)与硅肥(CK+Si、IF+Si和CF+Si)配施的盆栽试验，探讨不同处理对水稻镉(Cd)积累及土壤Cd生物有效性的影响。结果表明：与CK处理相比，CF+Si处理使水稻根系、茎叶和糙米中的Cd含量分别显著降低61.6%、82.6%和60.5%(P < 0.05)。在相同的水分管理下，施用硅肥使水稻根系、茎秆和糙米中的Cd含量分别降低43.1%、38.7%和15.1%。与常规水分管理相比，干湿交替处理增加了土壤有效硅和有效态Cd的含量，而长期淹水处理则降低了这些含量；施用硅肥可提高土壤有效硅含量，并降低土壤有效态Cd、孔隙水Cd及可交换态Cd(Exc-Cd)含量。在相同水分管理条件下，施用硅肥后，各处理的Exc-Cd和碳酸盐结合态Cd(Carb-Cd)含量均下降，而残渣态Cd(Res-Cd)含量上升。水分管理下，水稻根系、茎叶和糙米中的Cd含量与土壤孔隙水Cd及Exc-Cd含量呈显著正相关；硅肥与水分耦合处理使水稻Cd含量与土壤有效态Cd、孔隙水Cd和Exc-Cd含量呈显著正相关。硅肥和水分耦合显著改变了土壤中的有效态Cd、孔隙水Cd和Exc-Cd含量，从而影响了水稻对Cd的吸收。综上所述，淹水管理结合施用硅肥是一种有效的农艺管理措施，适用于Cd污染农田的改良。
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连续三年施用改良剂对镉污染稻田的修复效果研究
《土壤通报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】本研究目的为探讨连续三年施用石灰、生物炭和硅肥对中度镉污染稻田的修复效果。【方法】以湖南省典型双季稻区土壤-水稻系统为研究对象，采用随机区组设计，共设对照（T1）、施用石灰（T2）、施用生物炭（T3）和施用硅肥（T4）4个处理，分析施用不同改良剂的稻田土壤理化性质和水稻镉含量特征，通过冗余分析与回归分析探究土壤因子对镉在土壤-水稻系统中迁移转运的影响。【结果】相较于T1处理，T2处理土壤pH显著增加至6.92±0.05，土壤有效镉降低至0.41±0.09 mg kg-1;T3、T4处理与T1处理相比，土壤pH、有效镉、活性有机质均无显著差异。T3处理早稻和晚稻糙米镉含量最高，分别为0.54±0.07和0.11±0.04 mg kg-1;T2处理最低，分别为0.16±0.00和0.03±0.01 mg kg-1。冗余分析结果表明：糙米中镉含量（RiCd）与土壤pH负相关，与有效镉含量（DPTA-Cd）正相关。糙米中镉含量与土壤有效镉含量的关系式为：RiCd (mg kg-1)=-0.0822+0.297 DPTA-Cd (mg kg-1)(Radj~2=0.503,P ＜0.05)。【结论】连续三年施用石灰对中度镉污染稻田有较好修复效果，其主要通过提升土壤pH，降低土壤有效镉含量，进而降低水稻糙米镉含量。
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阻镉剂对蔬菜高效安全种植的影响
《安徽农学通报 》 2024
摘要：为探究阻镉剂对蔬菜种植的影响，采用大田试验开展了丝瓜、四季豆、叶用番薯和苋菜4种蔬菜的安全性种植评价，以及配套降镉栽培技术研究，包括土壤pH值调控、RSD降镉试验和阻镉剂使用。结果表明，在土壤镉含量≤1.0 mg/kg条件下，丝瓜、叶用番薯和四季豆3种蔬菜均可以安全种植，其产品镉含量低于标准限量值；在蔬菜种植基地施用阻镉剂可使土壤pH值提高19.04%，而RSD法可使土壤pH值提高54.45%,RSD降镉钝化效果明显优于阻镉剂。综合考虑长期效应、施用成本、用量、增产提质效果和其他环境风险等因素，推荐RSD法用于重金属钝化处理，还可结合阻镉剂、提高土壤pH值等栽培措施，以达到安全种植的目的。
关键词： 镉污染 阻镉剂 土壤强还原灭菌技术 蔬菜 安全种植技术
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硅-钙土壤调理剂阻控复合污染稻米镉砷积累的研究
《湖南农业科学 》 2024
摘要：为探究硅-钙土壤调理剂(Ca-Si)对镉砷复合污染水稻积累镉砷(Cd、As)的影响研究，以“泰优390”为试验品种，采用随机区组试验设计，选取3处(浏阳LY、临武LW和慈利CL)镉砷复合污染耕地开展田间试验。结果表明：硅-钙土壤调理剂施用下的水稻产量略有增幅(4.18%～11.26%)；能有效阻控水稻对Cd、As积累，显著降低稻米中Cd、As的含量，通过镉砷同步钝化综合效果评价，LY、LW和CL的Cd、As降幅分别为40.63%、21.62%和41.67%，及29.51%、25.20%和15.38%；通过镉砷同步钝化综合效果评价，LY、LW和CL的Cd-As同步降低效果分别为33.40%、23.95%和24.58%，效果显著。因此，硅-钙土壤调理剂在镉砷复合污染耕地上能同步降低稻米的镉砷含量。
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竹炭有机肥对水旱作物生长发育及镉积累的影响
《湖南农业科学 》 2024
摘要：为筛选适合镉污染农田水旱作物的有机肥,选择湖南典型镉污染农田土壤,通过室内培养试验研究竹炭有机肥对水稻、小白菜两类作物生长发育和镉积累的影响.结果表明:适量增施竹炭有机肥显著增加水稻、小白菜生物量,施用量为 0.66 g/kg时,水稻生物量相比CK增加97%,同时水稻根系、茎叶中镉含量分别下降38.8%和18.8%,小白菜株高相比CK有所增加,小白菜镉含量下降 34%.竹炭有机肥施用量平均每增加 0.5 g/kg,土壤pH增加 0.1 个单位,同时土壤有效镉含量随有机肥施用量增加呈降低趋势,1.33 g/kg处理下土壤有效镉含量降幅为 9.2%.竹炭有机肥和氧化钙复配处理有效降低水稻镉积累量,在旱地农田的施用方式有待改良.研究表明适量增施竹炭有机肥能提高作物产量,降低镉在土壤—水旱作物系统中的迁移效率,能有效降低作物镉的积累量.
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"一种两收"下3种糯高粱生长及镉吸收的比较研究
《土壤通报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】为探究3种糯高粱生长及其对镉污染农田土壤中的镉吸收移除效果。【方法】选用“川糯粱1号”、“兴湘粱2号”和“晋糯梁5号”为实验材料，以休耕为对照，采用“一种两收”种植方式，研究3种糯高粱的生长和镉吸收差异及其对土壤养分和镉含量的影响。【结果】兴湘梁2号的两季秸秆生物量最高(19461.0 kg hm-2)，其次为晋糯梁5号(19143.5 kg hm-2)，川糯梁1号最低(18982.5 kg hm-2)。兴湘梁2号的两季籽粒产量最高(11887.0 kg hm-2)，其次为川糯粱1号(11527.5 kg hm-2)，晋糯梁5号最少(10929.5 kg hm-2)。兴湘梁2号秸秆和籽粒镉吸收量分别为15342.0 mg hm-2和186.0 mg hm-2，其秸秆两季镉吸收量显著高于川糯粱1号和晋糯梁5号。3种糯高粱品种头季和再生季植株镉含量、土壤p H值和有效镉含量均无显著差异。【结论】在镉轻度污染农田中，“一种两收”的糯高粱种植方式是可复制可推广的模式，可为区域重金属污染土壤治理提供技术支撑；另外，兴湘梁2号是本地区更适宜推广的糯高粱品种。
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