科研产出
土壤-水稻系统Cd-As同步钝化与吸收阻控研究进展
《农业环境科学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：我国稻田土壤镉-砷（Cd-As）复合污染形势严峻,是实现农田安全利用的难点。相较于其他粮食作物,水稻积累Cd/As的能力更强,对人类健康危害更大,因此,修复Cd-As复合污染稻田土壤,降低稻米Cd/As含量,对保障我国食品安全意义重大。原位钝化技术是目前应用最广泛且治理效率较高的重金属污染土壤修复技术,本文重点阐述了针对稻田土壤Cd-As复合污染的典型钝化剂及其钝化机理,主要包括铁（Fe）+碱性无机材料复合钝化剂、Fe+有机材料复合钝化剂、Fe+有机+碱性无机材料复合钝化剂、有机+碱性无机材料复合钝化剂等;在此基础上,从根际稳定固持和体内运移阻控两方面,探讨原位钝化技术同步降低水稻Cd-As吸收的作用机制。最后,提出未来Cd-As复合钝化剂的研发方向,强调了土壤友好型Fe-Si复合钝化剂可有效从土壤钝化和生理阻隔两方面同步降低Cd/As生物毒害,应用前景广阔。
关键词： 稻田土壤 水稻 Cd-As复合污染 复合钝化材料 生理阻控
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水稻资源开花期耐热性的全基因组关联分析
《植物遗传资源学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：水稻在开花期对高温非常敏感,挖掘耐热种质并解析耐热性的遗传机制,有助于水稻的耐热性遗传改良。本研究选取205份国内外种质资源,在抽穗开花期对遇高温的稻穗进行标记,以高温下标记穗的结实率作为耐热指标,结合高密度SNP标记进行全基因组关联分析并初步预测候选基因。结果表明:不同水稻种质的耐热性差异明显,高温下的结实率最低为19.0%,平均值为64.0%,中位值为65.9%,最高值为86.6%,其中06-32、剪刀齐、娄早籼5号等17份种质的耐热性较强;全基因组关联分析共筛选到130个与耐热性显著关联的SNP标记,并鉴定到18个耐热QTL,其中6个QTL与已报道的耐热相关QTL共定位;qHT4-6与耐热性的关联度最高,根据该区间lead SNP的单倍型分类,G单倍型材料的开花期耐热性显著强于A单倍型材料,该区间附近有7个基因可能受高温调控。
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耐镉阿氏芽孢杆菌缓解水稻受镉胁迫的研究
《农业环境科学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为了探究阿氏芽孢杆菌T61缓解水稻受镉胁迫的效应,运用96孔板法、电感耦合等离子体质谱法、比色法测定菌株T61的镉耐受性、镉去除率和植物促生性;利用绿色荧光蛋白标记的T61,观察菌株在水稻上的定殖;利用蘸根法施加T61菌剂,观察其降低水稻籽粒镉积累的效应.结果表明:菌株T61对Cd2+的最大耐受浓度达到500μmol·L-1;在含镉液体培养基中培养24 h后,菌株T61对Cd2+的去除率超过50%.菌株T61可以合成植物促生性物质吲哚乙酸(6.2μg·mL-1)和铁载体(46.6μmol·L-1),并具有溶磷能力(37.1μg·mL-1).菌株T61可以在水稻根和茎上定殖.大田条件下,T61菌剂可以降低营养期水稻茎叶丙二醛含量和抗氧化酶活性,并使水稻728B和NX1B籽粒中的镉含量分别降低13.5%和11.2%.研究表明,阿氏芽孢杆菌T61是一株具有植物促生性的耐镉细菌,可以缓解某些水稻品种遭受的镉胁迫,在镉污染稻田的微生物修复方面具有一定的应用前景.
关键词： 镉污染 水稻 芽孢杆菌 植物促生性 抗氧化酶 生物修复
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不同温度下水稻各生育期对镉累积效应研究
《种子 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：通过水培对晚稻品种玉针香和湘晚籼12号在4个生育时期的3个温度环境持续6 d的镉处理,取植株的根系、茎鞘和叶片进行镉含量检测。结果发现,两个供试品种吸镉趋势一致,品种之间的镉浓度趋势为玉针香>湘晚籼12号;随着时间的延长,水稻植株的根系、茎鞘和叶片中的镉含量均增加,各个器官之间的镉浓度表现为根系>茎鞘>叶片;温度梯度之间镉浓度趋势为高温（30～35℃）>中温（22～27℃）>低温（15～20℃）;各个生长发育时期的镉浓度趋势基本表现为苗期>分蘖期>孕穗期>灌浆期。
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长期不同施肥措施对双季稻田土壤活性有机碳组分和水解酶活性的影响
《应用生态学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：施肥是改善土壤质量、提高土壤肥力和影响土壤微生物多样性的关键措施。为了探明南方双季稻区长期不同施肥处理下稻田土壤活性有机碳组分和水解酶活性的变化特征,本研究以34年大田定位试验为平台,设置化肥（MF）、秸秆还田+化肥（RF）、30%有机肥+70%化肥（OM）3个处理,并以无肥处理为对照（CK）,分析了长期不同施肥处理下双季稻田土壤有机碳含量、活性有机碳组分、有机碳水解酶活性及其相关性。结果表明:MF、RF和OM处理增加了稻田土壤有机碳含量,分别比CK增加4.5%、22.4%和53.5%。与MF和CK处理相比,RF和OM处理均有利于增加土壤各活性有机碳组分[累积碳矿化（Cmin）、高锰酸钾可氧化碳（KMnO4-C）、颗粒有机碳（POC）、溶解性有机碳（DOC）、轻组有机碳（LFOC）和微生物生物量碳（MBC）]和各活性有机碳组分占总有机碳的比例。OM处理土壤Cmin、KMnO4-C、POC、DOC、LFOC和MBC含量分别比CK增加3.5、3.1、3.7、1.9、1.2和1.9倍;RF和OM处理土壤各活性有机碳组分占总有机碳的比例均显著高于CK。各施肥处理土壤水解酶活性（α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、木糖苷酶、纤维二糖水解酶和N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶）的大小顺序均为:OM>RF>MF>CK,其中OM处理的各土壤水解酶活性分别比CK增加111.8%、14.1%、127.3%、285.6%和91.4%。RF和OM处理有利于增加土壤过氧化物酶活性,MF处理有利于增加土壤多酚氧化酶活性。土壤水解酶与土壤有机碳含量及其活性有机碳组分均呈显著正相关。综上,有机肥和秸秆还田与化肥配合施用是提高南方双季稻田土壤活性有机碳组分和水解酶活性的有效措施。
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基于GGE双标图和BLUP分析筛选镉砷同步低累积水稻品种
《生态环境学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：种植重金属低累积水稻品种是中国耕地重金属污染稻田安全生产的有效措施,为筛选镉砷同步低累积水稻品种,该研究通过测定盆栽、早稻季、晚稻季3个试验环境中18个水稻品种稻米镉砷含量,利用基因型主效加基因型——环境互作效应(GGE)双标图分析品种稻米镉砷低累积能力、稳定性、环境适应性,进一步通过最佳线性无偏预测(BLUP)法验证和筛选出镉砷同步低累积水稻品种.研究结果表明,3个试验中稻米镉砷含量差异显著,稻米镉含量为0.20—4.21 mg?kg?1,稻米砷含量为0.03—4.24 mg?kg?1,稻米镉差异来源主要受品种与环境互作的影响,占总影响的45.4%,稻米砷差异主要受环境和品种与环境互作的影响,分别占总影响的39.8%和33.6%.GGE分析稻米镉、砷低积累能力及稳定性好的品种分别为品种14、15与9和品种9、14与17.根据稻米镉砷含量综合BLUP值筛选出镉砷同步低累积最优品种为品种14(Y两优19),其次是品种9(晶两优华占),和GGE模型评价的结果基本一致.该研究结果表明利用GGE双标图和BLUP分析筛选镉砷同步累积水稻品种是一种可行的新方法.
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孕穗期淹水处理对不同水稻品种镉富集转运特性的影响
《湖南农业科学 》 2021
摘要：以农香42、玖两优黄华占、耘两优玖48、桃优香占为供试水稻品种,在关键的孕穗期探究淹水处理和常规水分管理模式对镉污染耕地中水稻各部位镉富集和转运特性的影响。结果表明:淹水处理可有效阻碍水稻植株对镉吸收,降低根茎叶中的镉含量,与常规水分管理相比,淹水处理根中镉含量降低了28.57%,茎秆镉含量降低了56.25%;淹水处理还可降低水稻植株对镉的富集和转移能力,主要表现为茎秆的镉富集系数显著降低,降幅可达62.10%。另外,研究还发现,耘两优玖48、桃优香占这2个品种对镉的吸收转运能力弱于农香42、玖两优黄华占这2个品种,可在今后加以利用。
关键词： 镉污染耕地 水稻 孕穗期 淹水处理 镉富集 镉转运
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长期施肥方式对双季稻根系生理特性与产量的影响
《中国农业大学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为探明双季稻区不同施肥模式对双季水稻根系生理指标和产量的影响,以1986—2018年的长期大田定位试验为平台,2018—2019年设置不施肥（CK）、单施化肥（MF）、秸秆还田配施化肥（RF）和有机、无机肥配施（OM）4种施肥模式,对双季稻根系超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶活性、植株干物质积累和产量变化等指标进行测定。结果表明,与MF和CK相比,RF和OM增加早、晚稻各个生育时期水稻根系的SOD、POD和CAT酶活性,降低其丙二醛（MDA）和游离脯氨酸（Pro）含量。各个生育时期,植株根系的硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和根系活力由高到低早稻均为OM>RF>MF>CK,晚稻均为RF>OM>MF>CK。OM的水稻根系和茎叶干重均显著高于MF和CK。2个年份的早稻产量均以OM和RF为最高,分别比MF增加944.8～1143.2和435.9～516.1kg/hm2;晚稻产量均以RF和OM为最高,分别比MF增加386.2～387.4和119.8～123.7kg/hm2。因此,在湖南省双季稻生产中,长期采取有机肥、秸秆还田配合施用化肥措施有利于提高水稻根系保护性酶活性和产量。
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腐殖酸水溶肥应用于重金属污染稻田的效果研究
《西南农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】本研究为指导腐殖酸水溶肥对重金属污染农田的修复治理及其大面积的推广应用提供理论依据。【方法】采用田间小区试验,选择湖南浏阳镉（Cd）砷（As）铅（Pb）复合污染稻田,研究腐殖酸水溶肥的修复效果。【结果】施用150～900 kg·hm-2的水稻产量比对照增产6.31%～8.43%（P <0.05）;低量（75～150 kg·hm-2）施用腐殖酸水溶肥显著促进了水稻Cd吸收,高量（600～900 kg·hm-2）施用则可显著降低水稻Cd含量,施用腐殖酸水溶肥75和150 kg·hm-2的稻米Cd含量分别增加了12.24%（P <0.05）和15.21%（P <0.05）,施用600和900 kg·hm-2的稻米Cd含量分别降低了28.28%（P <0.05）和29.63%（P <0.05）;施用腐殖酸水溶肥可减少水稻As和Pb的积累,施用腐殖酸水溶肥150～900 kg·hm-2的稻米As、Pb含量分别下降了33.96%～44.92%（P <0.05）和21.38%～27.90%（P <0.05）。【结论】水稻增产和重金属含量降低综合效果表明,施用腐殖酸水溶肥600～900 kg·hm-2可确保水稻显著增产的同时,同步降低稻米Cd、As、Pb含量。
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长粒优质香稻玉针香的基因型分析(英文)
《Agricultural Science & Technology 》 2021
摘要：玉针香是一个具有细长粒形、优良稻米品质及独特香味的优质水稻品种,在水稻育种工作中极具利用价值。为解析其遗传背景,研究以日本晴、9311、华占、中恢8015和中恢9308为对照,通过12个特异性功能基因标记对与粒形、稻米品质和香味相关的10个基因（GS3、GW5、GS6、GW6a、GL7/GW7、GLW7、GW8、GS9、Wx、BADH2）进行检测,结果表明:玉针香的细长粒型可能主要受GS3、GL7/GW7影响,同时兼具多个粒形基因的正向调控共同促成;其优良稻米品质可能是受GLW7、GW8和Wx基因型的共同作用所致;其独特香味可能主要受BADH2第7个外显子缺失的影响。
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