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环境镉污染问题越来越严重,特别是由于化肥农药的使用、污水排放等原因,使得土壤中镉污染形势越来越受关注。水稻是我国的主要粮食产物且是易吸收积累镉的大宗农作物之一。由于受土壤及水体中镉污染的影响,使得稻米中镉污染问题仍然严峻。纳米技术在农业生产中的应用越来越广泛,纳米颗粒、纳米粉末等均用于治理有毒重金属。纳米氧化锌对镉的修复也日益受到学者们的关注与研究。本文以水稻两优8106为试验材料,通过营养液培养和土壤盆栽试验两种方式,在镉污染营养液及土壤中加入不同浓度的纳米氧化锌,研究水稻生长生理状况、重金属含量变化以及土壤中的镉形态变化及其作用机理,为镉污染地区治理水稻镉污染问题提供参考和科学依据。主要研究内容及结果如下:1.采用营养液培养的方式,研究了纳米氧化锌对缓解水稻幼苗早期生长受镉胁迫的作用。在镉污染条件下(5mg/L)下,不同浓度的纳米氧化锌(10mg/L、20mg/L、50mg/L、100mg/L和200mg/L)加入后处理水稻幼苗7d。结果表明,5mg/L镉对水稻产生毒害,其生物量及抗氧化酶活性均证明了这一点,添加50mg/L纳米氧化锌增加水稻幼苗地上部干重,添加100mg/L和200mg/L纳米氧化锌增加水稻幼苗地上部和根部干重。与单独镉处理相比,添加纳米氧化锌可以提高水稻叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性(50mg/L、100mg/L和200mg/L纳米氧化锌处理)及过氧化氢酶(CAT)活性(20mg/L、50mg/L、100mg/L和200mg/L纳米氧化锌处理),分别提高了21.21%-37.69%和13.79%-66.09%,同时降低叶片丙二醛(MDA)含量。此外,添加10-200mg/L纳米氧化锌降低水稻幼苗根部镉含量(10.12%-34.82%),纳米氧化锌(50mg/L、100mg/L和200mg/L纳米氧化锌处理)对地上部镉含量也有降低(26.97%-60.86%),水稻幼苗中锌的浓度随纳米氧化锌浓度增加而增加。总体而言,纳米氧化锌浓度为100mg/L和200mg/L时缓解水稻镉胁迫的效果较好。2.通过营养液培养试验结果表明纳米氧化锌对水稻镉毒害具有缓解作用,所以根据对营养液培养试验结果分析,进行土壤盆栽试验,研究不同浓度纳米氧化锌对水稻吸收镉及土壤中镉形态变化的影响。结果表明,纳米氧化锌对幼苗期水稻吸收镉影响较成熟期大,添加10-100mg/kg纳米氧化锌可增加幼苗期水稻生物量及叶绿素含量,降低水稻中的镉含量。随着培养时间的积累,水稻成熟期时,与对照组(CK)相比,纳米氧化锌对秸秆部干重无显著影响(P>0.05),50mg/kg纳米氧化锌增加根部干重,10mg/kg和20mg/kg纳米氧化锌增加籽粒干重。与CK相比,纳米氧化锌的加入对秸秆及根部中镉含量无显著性影响(P>0.05),而籽粒中的镉含量显著降低(P<0.05),降低了20.39%-31.91%。通过土壤镉形态分析,土壤中交换态镉为主,其次及残渣态、铁锰氧化态、碳酸盐结合态,有机结合态所占比例最小,纳米氧化锌对土壤Eh值影响较大,纳米氧化锌的加入降低土壤的Eh值,使活性态镉转向残渣态。该部分实验结果有利于我们进一步了解纳米氧化锌对农业土壤中镉环境行为的影响。