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镉(Cadmium,Cd)是一种有毒的重金属元素,而且Cd很容易通过食物链在人体内积累并危害人体健康。水稻作为亚洲地区主要粮食作物,在农业生产中占有重要地位,目前稻米的Cd污染问题已经引起广泛关注。硒(Selenium,Se)是人体中必需的营养元素之一,一定程度上Se影响作物对重金属元素的吸收及积累。本试验以宜香99E-4水稻品种为实验材料,采用水培试验,研究外源Se(纳米硒、亚硒酸钠)施用对水稻苗期Cd吸收动力学特征的影响,采用土培试验,研究土壤和叶面施用纳米硒和亚硒酸钠,对水稻成熟期植株Cd、Se积累和分布的影响。探讨Cd污染农田水稻富Se降Cd安全生产技术措施,为解决当前水稻Cd污染问题提供理论基础和技术支撑。主要研究结果如下:1、采用土培试验,设置在Cd污染土,土壤施用(0.5 mg/kg和2.5 mg/kg)和叶面施用(0.5 mmol/L、1 mmol/L)亚硒酸钠和纳米硒对水稻生长、Cd吸收积累及分布的影响。结果表明,外源Se可以促进Cd胁迫下的水稻生长和提高产量,土壤施用0.5 mg/kg亚硒酸钠、叶面喷施1 mmol/L纳米硒和0.5 mmol/L亚硒酸钠试验组,达到显著性差异,相比对照组水稻产量分别增长23.89%、26.30%和24.24%,其中叶面喷施1 mmol/L纳米硒对水稻产量的增加效果最好;水稻各器官中Cd含量顺序为根>茎>叶>糙米>精米,叶面喷施和土壤施用不同浓度的亚硒酸钠和纳米硒增加了根系Cd的分配比例、显著抑制了 Cd从水稻根向茎叶转运,降低了茎叶Cd累积。Cd污染水平下,叶面喷施和土壤施用不同浓度的亚硒酸钠和纳米硒均可显著降低糙米和精米的Cd含量(p<0.05),且两种外源Se采用叶面喷施降低籽粒Cd含量优于土壤施用,并以叶面喷施1 mmol/L纳米硒处理Cd含量降低效果最佳。在Cd污染土壤中,与对照相比,叶面喷施1mmol/L纳米硒处理水稻精米Cd含量下降了 65.59%。分析原因与土壤施用Se可降低土壤中可溶态Cd含量与比例,增加了残渣态Cd含量和比例有关;另外,土壤和叶面Se均显著提高Cd污染土壤中Cd在根系中的分配率,降低了 Cd从根系向地上部的迁移。这也是Cd污染土中外源Se对水稻地上部Cd具有抑制作用的原因。根据试验结果,推荐在Cd污染土壤中采用叶面喷施1 mmol/L纳米硒处理,降低水稻籽粒Cd含量,保障水稻安全。2、本研究中与土培结果一致,Se主要通过抑制Cd从根系向地上部转运,从而降低了植株地上部Cd的含量。但是值得注意的是水培试验中纳米硒和亚硒酸钠在3 h内提高了 Cd离子的吸收速率,在不同时间相同Cd浓度条件下纳米硒和亚硒酸钠也提高了根部Cd含量。因此,土壤和水培系统下,Se-Cd互作在水稻根部吸收上可能存在不同的机制。