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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水稻苗期根和叶镉积累相关QTL分析
《作物研究 》 2025
摘要：研究水稻金属元素吸收、转运的分子机制，挖掘水稻镉(Cd)吸收、转运相关的QTL位点，对解析水稻金属元素积累的遗传机制，培育优良低镉水稻品种具有重要意义。本研究以镉高积累籼稻Kasalath和镉低积累籼稻R2292为亲本构建的稳定重组自交系群体(RIL)为材料，在水培条件下，经镉胁迫处理后，检测群体株系植株(根和叶两部分)的金属元素(Cd、Zn、Mn、Cu、Fe)含量，利用完备区间作图法(ICIM-ADD)进行不同金属元素含量QTL定位。结果显示：共检测到2个Cd吸收转运相关QTL、1个Fe吸收转运相关QTL、4个Mn吸收转运相关QTL、3个叶根比相关QTL、1个叶长相关QTL及3个根长相关QTL。本研究为解析水稻Cd积累的遗传调控机制提供了重要理论依据，并为后续培育低Cd水稻品种提供参考。
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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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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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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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连续施用镉砷同步钝化剂的稻米镉砷含量降低效果分析(英文)
《农业科学与技术(英文版) 》 2023
摘要：选择湖南典型镉砷复合污染稻田，通过2018—2020年连续3 a的大田定位试验对10个镉砷同步钝化产品进行效果验证，为镉砷同步钝化产品连续施用的持续效果及镉砷复合污染稻田产品的选择提供参考。结果表明：10个钝化剂产品均具有同步降低稻米镉砷含量的效果，但不同钝化剂的稻米降镉、降砷效果不同，稻米降镉效果最好的是T9处理，3 a平均稻米降镉率为52.42%；其次是T4和T3,3a平均稻米降镉率分别为42.62%和40.96%；稻米降砷效果最好的为T7和T4处理，3 a平均稻米降砷率分别为34.15%和33.32%；整体上，钝化剂降低稻米镉含量的效果高于降砷的效果，且钝化剂的连续施用对稻米降镉和降砷皆具有一定的累加效应；另外，连续施用3 a钝化剂在一定程度上提升了土壤的p H值，且2018—2020年稻米镉含量皆与土壤p H值呈显著负相关，表明施用钝化剂提升了土壤p H值，并抑制了水稻对镉的吸收积累。综合考虑认为，T4、T8、T7和T10处理的钝化剂产品适用于镉砷复合污染土壤的修复治理，T9等其他处理的钝化剂产品适用于单镉污染耕地的修复治理。
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钝化材料组合对酸性土壤镉铅砷和中微量元素有效性的影响
《中国农学通报 》 2023 CSCD
摘要：采用土壤培养试验的方法，研究了在同等剂量下（6 g/kg土）海泡石（S）、铁锰矿粉（F）和生物炭（B）及其组合对酸性土壤镉（Cd）、铅（Pb）、砷（As）、锌（Zn）、铁（Fe）、锰（Mn）有效性的影响，以期筛选出同步钝化酸性土壤镉铅砷且对中微量元素锌铁锰有效性影响小的钝化材料组合。结果表明：海泡石、铁锰矿粉、生物炭及其组合均在一定程度上提高了土壤pH，降低了土壤中Cd、Pb和As的有效态含量，组合处理降低了土壤Cd、Pb和As有效性的效果均优于单施处理。3种钝化材料及其组合在一定程度上降低了土壤中Zn的有效态性，3种钝化材料及其大多数组合降低了土壤Fe和Mn有效性。S5F1B0组合同步钝化土壤Cd、Pb和As效率均较高，该处理土壤有效态Cd、有效态Pb、有效态As和有效态Zn含量比CK分别降低了30.9%、84.5%、60.2%和32.5%，有效态Mn含量上升了19.9%。土壤中有效态Cd、Pb、Zn和Mn含量与pH均显著负相关。S5F1B0组合同步钝化复合污染土壤Cd、Pb、As的效率均较高，可适当提高土壤Mn的有效性，应用时需适当补充Zn元素。
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絮凝处理镉模拟污水及用于水稻栽培效应研究（英文）
《Agricultural Science & Technology 》 2023
摘要：通过盆栽试验，研究了不同浓度镉模拟污水絮凝除镉处理后的“再生水”浇灌水稻对其生长的影响和Cd在其中的迁移分布状况。结果表明，0.1和0.5 mg/L的两种模拟污水絮凝后的清液Cd浓度≤0.01 mg/L、pH=5–8.5，达到中国农田灌溉水质标准，将其浇灌栽培水稻，所得稻谷Cd含量分别为0.07和0.13 mg/kg，达到中国食品安全国家标准（谷物镉残留≤0.2 mg/kg）；抽穗期叶绿素含量、分蘖期分蘖数、稻谷产量均随着Cd浓度提高逐渐降低；同等浓度Cd模拟污水与絮凝除镉处理后的含Cd上清液浇灌水稻，对水稻生长具有同等效应；成熟后水稻根、茎和谷Cd含量依次为根>茎>谷。
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不同镉砷同步钝化剂对复合污染农田的修复效果研究（英文）
《Agricultural Science & Technology 》 2023
摘要：为筛选出适合镉砷复合污染稻田的同步钝化剂，采取大田试验对15个镉砷同步钝化剂修复效果进行对比分析。结果表明，大部分钝化剂有增产效果，其中T5和T13较CK增幅显著，分别增产11.63%和11.17%；钝化剂的稻米降镉效果整体上优于降砷效果，除T3和T14外，其它13个产品的稻米降镉效果明显，降幅在11.74%–60.32%之间；T5、T7、T8、T9、T10、T15等产品的稻米降砷效果明显，降幅在17.95%–23.87%之间；聚类分析表明15个产品可分为3类，即高效降镉并可同步降砷的产品、对稻米降镉、降砷均没有显著效果的产品和具有一定降砷或降镉效果的产品。综合考虑稻米降镉和降砷及增产效果，T4、T5、T13要优于其他12个产品，可在本区域镉砷复合污染稻田进行推广应用。
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