蔡亮亮，趙龍，陳衛(wèi)玉，姚娜，張乃明，侯紅*

1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650000 2.環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院，北京 100012 3.大同市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，山西 大同 037002 4.江西省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，江西 南昌 330039

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Cd脅迫下復(fù)合葉面肥對(duì)水稻幼苗生長(zhǎng)及Cd積累特征的影響

蔡亮亮1,2，趙龍2，陳衛(wèi)玉3，姚娜4，張乃明1*，侯紅2*

1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650000 2.環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院，北京 100012 3.大同市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，山西 大同 037002 4.江西省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，江西 南昌 330039

為探究葉面噴施肥料是否可有效緩解重金屬對(duì)水稻的毒害作用，以湘晚秈17和五優(yōu)369基因型水稻品種為材料，通過(guò)盆栽試驗(yàn)法測(cè)定復(fù)合葉面肥對(duì)土壤不同濃度Cd脅迫下水稻幼苗的生長(zhǎng)情況和地上、地下部Cd積累效應(yīng)。結(jié)果表明：噴施自制復(fù)合葉面肥不僅能促進(jìn)2種水稻幼苗株高和干重的增長(zhǎng)，且能有效地抑制水稻地上部Cd積累，對(duì)湘晚秈17的抑制效果優(yōu)于五優(yōu)369。這說(shuō)明多養(yǎng)分復(fù)合葉面肥對(duì)水稻Cd積累的調(diào)控效果可能與水稻自身品種差異和土壤Cd的濃度有關(guān)。

復(fù)合葉面肥；水稻；鎘(Cd)；鎘積累

Cd是一種廣泛存在于環(huán)境中的重金屬元素，具有很強(qiáng)的生物毒性[1]。與其他重金屬元素相比，Cd更易被植物吸收積累[2]。近年來(lái)，由于工業(yè)廢物排放、污水灌溉、大氣沉降和長(zhǎng)期施用磷肥，使自然界中的Cd污染越來(lái)越嚴(yán)重[3]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)Cd污染農(nóng)田面積已超過(guò)28萬(wàn)hm2，已有11個(gè)省25個(gè)地區(qū)的農(nóng)田受到不同程度的Cd污染[4]，每年生產(chǎn)Cd濃度超標(biāo)的農(nóng)產(chǎn)品14.6億kg，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們的身體健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅[5]。目前，有關(guān)農(nóng)田Cd污染的研究大多集中在較高濃度或已對(duì)植物產(chǎn)生明顯毒害作用的條件下進(jìn)行[6-8]。雖然我國(guó)稻田Cd污染面積大，但總體以中輕度污染水平為主，而重度污染多集中在采礦區(qū)和冶煉區(qū)。因此，單純對(duì)重度Cd污染土壤進(jìn)行相關(guān)研究存在一定的局限性。

水稻作為世界第二大糧食作物及我國(guó)的第一大糧食作物，被認(rèn)為是對(duì)Cd具有較強(qiáng)耐受性，且易于吸收Cd的大宗類谷物之一[9]，即使中輕度Cd污染水平下不會(huì)對(duì)水稻生長(zhǎng)產(chǎn)生明顯的毒害作用，但由于不同水稻品種間對(duì)Cd的吸收、積累情況存在明顯差異，其潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)也不容忽視。目前，針對(duì)中輕度Cd污染稻田土壤，常見的修復(fù)方法有植物萃取、休耕輪作、低積累水稻品種篩選、重金屬鈍化以及葉面肥阻控等。由于我國(guó)人多地少，不可能對(duì)現(xiàn)有的耕地大面積進(jìn)行長(zhǎng)期休耕和植物修復(fù)；選育Cd低積累品種，向土壤中施加生石灰、有機(jī)肥、硅肥、海泡石、堿性煤渣等鈍化劑，在一定程度上可以提高植物對(duì)重金屬毒害的耐受力[10-15]，但存在一定的技術(shù)局限性；葉面肥是一種快速提高作物營(yíng)養(yǎng)的施肥方式，具有養(yǎng)分吸收快、利用率高、施用簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)性高等特點(diǎn)[16]。因此，施葉面肥是否可降低水稻對(duì)土壤重金屬的吸收，特別是對(duì)Cd的吸收將成為研究熱點(diǎn)。

近年來(lái)，隨著葉面肥行業(yè)的發(fā)展，越來(lái)越多的研究開始注重稀土元素在葉面肥中的運(yùn)用[17-19]。然而，目前有關(guān)葉面肥的研究主要以單一營(yíng)養(yǎng)的肥料為主，采用多養(yǎng)分復(fù)合葉面肥綜合研究水稻生長(zhǎng)狀況及Cd積累量的報(bào)道較少，且大多集中在以水培試驗(yàn)探究作物生長(zhǎng)狀況或重金屬積累量[20-22]。多養(yǎng)分復(fù)合葉面肥最大的特點(diǎn)是營(yíng)養(yǎng)齊全、功能多、針對(duì)性強(qiáng)，既有調(diào)節(jié)Cd積累的物質(zhì)，又有促進(jìn)水稻生長(zhǎng)的各種營(yíng)養(yǎng)成分，是一種混合型的葉面肥，所加入的螯合劑、表面活性劑等助劑，可使其更好地黏附、展鋪在葉面上，有利于葉片的吸收和利用。研究表明[23-26]，葉面噴施肥料可有效緩解重金屬對(duì)水稻的毒害作用，并可改變其生長(zhǎng)狀況。蔡秋玲等[27]對(duì)84個(gè)水稻品種在Cd中輕度污染農(nóng)田上進(jìn)行原位小區(qū)試驗(yàn)，結(jié)果表明，不同基因型水稻對(duì)Cd的積累具有重要作用。基于此，本文重點(diǎn)探討在土培試驗(yàn)條件下，通過(guò)噴施自制的多養(yǎng)分復(fù)合葉面肥，湘晚秈17和五優(yōu)369基因型水稻幼苗在中輕度Cd污染條件下的生長(zhǎng)狀況以及Cd積累特性，以期為利用葉面肥調(diào)控技術(shù)降低稻米中有害重金屬元素濃度提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時(shí)為葉面肥調(diào)控技術(shù)的環(huán)境安全評(píng)估及大規(guī)模應(yīng)用推廣提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試土壤采用經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)標(biāo)準(zhǔn)人工土，其組成為70%石英砂、20%高嶺土和10%草炭，用CaCO3將其pH調(diào)節(jié)至7.0±0.3[28]。

供試作物為水稻，選取湘晚秈17號(hào)(簡(jiǎn)稱湘晚秈)和五優(yōu)369(簡(jiǎn)稱369)水稻品種。湘晚秈親本來(lái)源為湘晚秈10號(hào)和三合占，選育單位為湖南省水稻研究所，屬中熟常規(guī)晚稻；369親本來(lái)源為五豐A和R369，選育單位為湖南泰邦農(nóng)業(yè)科技股份有限公司和廣東省農(nóng)科院水稻研究所，屬三系雜交中熟晚稻。

試驗(yàn)所用自制復(fù)合葉面肥集有機(jī)質(zhì)、微肥、稀土為一體，既有足夠的腐殖酸、氨基酸和N、P、K等營(yíng)養(yǎng)元素，也有適量的對(duì)抑制Cd有益的Si、Se、La等元素。其中氨基酸和大、中量元素化合物占30%，微量元素和La化合物占8%，其余為螯合劑、助溶劑、表面活性劑和水。配制時(shí)先溶解中、微量元素和稀土元素；再加入螯合劑在70 ℃條件下螯合30 min；最后加入大量元素、氨基酸、助溶劑和表面活性劑。噴施時(shí)用水將其稀釋200倍。

1.2 培養(yǎng)方法

試驗(yàn)在中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院玻璃溫室內(nèi)進(jìn)行，供試人工土共設(shè)0、0.2、0.5、1.0、1.5和2.0 mg/kg 6個(gè)Cd濃度梯度，2種水稻品種(湘晚秈和369)分別采用噴施復(fù)合葉面肥和去離子水處理，各處理均重復(fù)3次。在高9.5 cm、直徑7.5 cm的紙杯進(jìn)行試驗(yàn)，每盆裝OECD人工土100 g。用萬(wàn)分之一天平稱取試驗(yàn)所需氯化鎘放入量筒中，加去離子水定溶到50 mL，并使其充分溶解；以氯化鎘水溶液的形式加入供試土壤，同時(shí)每盆加入0.2 g史丹利磷銨鉀復(fù)合肥，使其在過(guò)飽和狀態(tài)下混合均勻；采取稱重法每隔2 d補(bǔ)充土壤所需水分，使其在最大含水量的70%狀態(tài)下老化30 d，待用。用氯化鈉水溶液挑選飽滿均一的水稻種子，用去離子水洗凈后，在5%次氯酸鈉溶液中浸泡30 min，洗凈，浸種24 h后轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)皿中，在人工氣候箱中30 ℃下暗光催芽；待芽長(zhǎng)為2 mm左右時(shí)播種于苗床上，在幼苗長(zhǎng)出1片真葉時(shí)，挑選長(zhǎng)勢(shì)均一的幼苗移入事先老化的土壤中，每盆移栽3棵。以清晨水稻葉尖有無(wú)正常吐水為標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行定時(shí)定量噴水，用以保持水稻苗期生長(zhǎng)所需水分；于幼苗三葉期和四葉期對(duì)其中1組噴施自制復(fù)合葉面肥，取復(fù)合葉面肥母液稀釋200倍，稀釋后每盆噴施10 mL，噴施時(shí)用塑料板覆蓋于表層土壤之上，防止噴施時(shí)肥液進(jìn)入土壤影響試驗(yàn)準(zhǔn)確性，另1組用相同方式噴施等量的去離子水。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1 植物生長(zhǎng)狀況測(cè)定

待幼苗五葉期(移栽后25 d)，將其地上與地下部分離，用去離子水反復(fù)沖洗，再將根浸泡于20 mmol/L Na2-EDTA溶液中15 min，最后用去離子水洗凈，無(wú)灰濾紙吸干。

用直尺量取每株幼苗地上部的最高高度和地下部主根長(zhǎng)度，測(cè)定重復(fù)3次，取平均值。

用吸水紙將洗凈的植株表面水分吸干后，在烘箱105 ℃下烘干30 min，在75 ℃下烘48 h至恒重，采用萬(wàn)分之一天平稱重。

1.3.2 重金屬濃度測(cè)定

將烘干的樣品用不銹鋼粉碎機(jī)粉碎，過(guò)20目篩后，取0.02 g在HNO3/H2O2(體積比為5∶1)消解體系下用電熱板150 ℃消解6 h，趕酸，將冷卻后的消解液移至10 mL容量瓶中，用1%的硝酸定容。消解液過(guò)0.45 μm濾膜后，用安捷倫ICP-MS7500(美國(guó))檢測(cè)濾液中Cd濃度，其Cd檢測(cè)限為0.7×10-4μg/L。同時(shí)進(jìn)行空白和標(biāo)準(zhǔn)樣品〔中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院生物成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)芹菜GBW10048，Cd濃度為(0.092±0.006)mg/kg〕測(cè)試，用于質(zhì)保質(zhì)控，實(shí)測(cè)GBW10048的Cd濃度為(0.089±0.005)mg/kg。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Microsoft Excel 2010和SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，并用Origin Pro 8.5軟件制圖，所有數(shù)值均為3次重復(fù)的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同Cd濃度水平下復(fù)合葉面肥對(duì)水稻幼苗生長(zhǎng)狀況的影響

2.1.1 對(duì)株高的影響

不同Cd濃度水平下復(fù)合葉面肥對(duì)水稻幼苗株高的影響見圖1。

注：*表示在P<0.05水平下差異顯著。圖1 不同Cd濃度水平下復(fù)合葉面肥對(duì)水稻幼苗株高的影響Fig.1 Effects of foliar fertilizer on plant height of rice seeding at different Cd levels

由圖1可知，2種水稻幼苗株高隨著土壤Cd濃度的增加呈遞減趨勢(shì)，在土壤Cd濃度為0.2和0.5 mgkg時(shí)有輕微的低濃度刺激效應(yīng)；復(fù)合葉面肥對(duì)不同濃度Cd處理?xiàng)l件下2種水稻幼苗株高的生長(zhǎng)均產(chǎn)生了促進(jìn)作用，當(dāng)土壤Cd濃度為1.0 mgkg時(shí)，噴施復(fù)合葉面肥后2種水稻幼苗株高與對(duì)照組相比都有明顯增長(zhǎng)(P<0.05)，369和湘晚秈分別增長(zhǎng)37.2%和39.6%；2種水稻的株高并無(wú)明顯差異。

2.1.2 對(duì)根長(zhǎng)的影響

不同Cd濃度水平下復(fù)合葉面肥對(duì)水稻幼苗根長(zhǎng)的影響見圖2。

圖2 不同Cd濃度水平下復(fù)合葉面肥對(duì)水稻幼苗根長(zhǎng)的影響Fig.2 Effects of foliar fertilizer on root length of rice seeding at different Cd levels

從圖2可以看出，噴施復(fù)合葉面肥對(duì)2種水稻地下部的生長(zhǎng)并沒有明顯的促進(jìn)作用；369的主根要稍長(zhǎng)于湘晚秈，可能是不同基因型水稻之間的差異；而在整個(gè)土壤Cd濃度區(qū)間，2種水稻根長(zhǎng)與Cd濃度均表現(xiàn)出較明顯的劑量效應(yīng)關(guān)系，湘晚秈水稻較為緩和，369水稻較為明顯。

2.1.3 對(duì)干重的影響

不同Cd濃度水平下復(fù)合葉面肥對(duì)水稻幼苗干重的影響見圖3。

圖3 不同Cd濃度水平下復(fù)合葉面肥對(duì)水稻幼苗干重的影響Fig.3 Effects of foliar fertilizer on dry weight of rice seeding at different Cd levels

從圖3可以看出，噴施復(fù)合葉面肥處理與對(duì)照組相比，不同Cd濃度脅迫下2種水稻幼苗地上和地下部干重均出現(xiàn)不同程度的增長(zhǎng)。在土壤未添加Cd時(shí)，2種水稻幼苗各部位均有所生長(zhǎng)，平均增長(zhǎng)率約為10%；Cd濃度為0.2 mg/kg時(shí)，2種水稻幼苗干重增長(zhǎng)率均有所放緩；Cd濃度為0.2～1.0 mg/kg時(shí)，隨著土壤Cd濃度的升高，水稻幼苗干重整體表現(xiàn)出快速增長(zhǎng)趨勢(shì)；當(dāng)土壤Cd濃度達(dá)1.0 mg/kg時(shí)，2種水稻地上部和地下部增長(zhǎng)率達(dá)到最大，尤以湘晚秈更為明顯；隨著土壤Cd濃度的繼續(xù)升高，2種水稻干重增長(zhǎng)率均開始下降。2種水稻相比，在土壤Cd濃度為1.0 mg/kg時(shí)，其地上部增長(zhǎng)率均為最高，湘晚秈為40.5%，369為39.1%。

綜上，噴施復(fù)合葉面肥后2種水稻幼苗的株高、干重等生理指標(biāo)與對(duì)照組相比都有不同程度的增長(zhǎng)，其原因可能是該復(fù)合葉面肥既為水稻幼苗生長(zhǎng)提供充足的養(yǎng)分，有利于植株的生長(zhǎng)，又緩解了Cd對(duì)水稻幼苗的毒害作用。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，當(dāng)土壤Cd濃度為1.0 mg/kg時(shí)，2種水稻幼苗的株高和干重增長(zhǎng)率均為最大，原因可能是低濃度Cd可以刺激植物生長(zhǎng)，當(dāng)Cd濃度超過(guò)某閾值時(shí)，將抑制植株生長(zhǎng)甚至產(chǎn)生毒害作用，但具體閾值尚不確定，還需做進(jìn)一步研究。

2.2 不同Cd濃度水平下復(fù)合葉面肥對(duì)水稻幼苗Cd積累特性的影響

不同Cd濃度水平下復(fù)合葉面肥對(duì)水稻幼苗Cd積累量的影響見圖4。

圖4 不同Cd濃度水平下復(fù)合葉面肥對(duì)水稻地上部和地下部Cd積累量的影響Fig.4 Influence of foliar fertilizer on Cd accumulation in rice shoots and roots at different Cd concentrations

由圖4可知，對(duì)照組中，2種水稻幼苗植株Cd濃度隨著土壤Cd濃度的增加而增加；其地上部Cd積累量明顯小于地下部；湘晚秈地上部Cd積累量明顯高于369；湘晚秈地下部Cd積累量比369略高。原因可能是不同基因型水稻對(duì)Cd的富集特征不同，與項(xiàng)目組前期在案例區(qū)采集的稻米Cd濃度一致，均為湘晚秈Cd濃度明顯高于369。

噴施復(fù)合葉面肥對(duì)2種水稻幼苗地上部Cd積累量的抑制效果比較明顯。噴施復(fù)合葉面肥后369地上部Cd積累量在整個(gè)土壤Cd濃度區(qū)間都有所降低，但趨勢(shì)較為緩和，在土壤Cd濃度為0.2和2.0 mg/kg時(shí)降幅相對(duì)較大，與對(duì)照組比分別降低了51%和32%；土壤Cd濃度為0～0.5 mg/kg時(shí)，噴施復(fù)合葉面肥后湘晚秈地上部Cd積累量略微降低，而當(dāng)土壤Cd濃度升至1.0～2.0 mg/kg時(shí)，其地上部Cd積累量顯著降低，與對(duì)照組相比分別降低了32%、47%和41%；2種水稻地下部Cd積累量在土壤Cd濃度為0～1.0 mg/kg時(shí)沒有明顯變化，隨著Cd濃度的繼續(xù)增加，其地下部Cd積累量反而開始升高，其原因可能是復(fù)合葉面肥中的P與Cd離子形成的磷酸鹽在植株根部細(xì)胞壁與液泡的沉淀作用下使有效態(tài)的Cd離子固定在植物的根系中[29]，也可能是高濃度的Cd抑制了水稻地下部的生長(zhǎng)及對(duì)養(yǎng)分的吸收，此時(shí)復(fù)合葉面肥調(diào)節(jié)了水稻的生長(zhǎng)，反而間接刺激了水稻地下部對(duì)各元素的吸收。

3 討論

3.1 復(fù)合葉面肥對(duì)水稻幼苗生長(zhǎng)狀況的影響

噴施復(fù)合葉面肥后，2種水稻幼苗株高和干重都有不同程度的增長(zhǎng)，其原因是復(fù)合葉面肥中所含的腐殖酸、氨基酸和營(yíng)養(yǎng)元素等促進(jìn)植株的生長(zhǎng)。水稻、小麥等禾本科植物都是喜硅植物，復(fù)合葉面肥中的Si元素也會(huì)促進(jìn)植株的生長(zhǎng)，其原因可能是Si進(jìn)入水稻葉片后，主要沉積在葉表皮層細(xì)胞內(nèi)，使葉片挺立，葉片與莖稈夾角減小，植株緊湊，從而改善水稻群體冠層對(duì)光的接受姿態(tài)，增大最適葉面積，增加群體光能截獲率，從而提高葉片光合能力[30]，因此能促進(jìn)水稻幼苗的生長(zhǎng)；也有可能是復(fù)合葉面肥中的腐殖酸和Se等元素促進(jìn)了水稻的生長(zhǎng)，這與魏丹等[31-32]的觀點(diǎn)相吻合。對(duì)比株高和干重增長(zhǎng)率發(fā)現(xiàn)，2種水稻幼苗在土壤Cd濃度為1.0 mg/kg時(shí)，均達(dá)到最大值。原因可能是此時(shí)Cd毒性和復(fù)合葉面肥促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)的有效性達(dá)臨界值，當(dāng)土壤Cd濃度小于該值時(shí)，Cd對(duì)水稻幼苗起低劑量刺激作用，幼苗本身會(huì)最大程度地提高生命活動(dòng)來(lái)抵制逆境，此時(shí)復(fù)合葉面肥的施用對(duì)其也起到了一定的促進(jìn)作用；而當(dāng)土壤Cd濃度超過(guò)1.0 mg/kg時(shí)，Cd對(duì)幼苗的毒性要超過(guò)復(fù)合葉面肥的促進(jìn)作用，從而使株高和干重增長(zhǎng)率出現(xiàn)遞減的趨勢(shì)。

3.2 不同基因型水稻Cd積累的差異性

2種基因型水稻Cd積累量與土壤Cd濃度呈明顯的劑量效應(yīng)關(guān)系，且常規(guī)稻湘晚秈植株Cd積累量均明顯高于雜交稻369。關(guān)于不同類型水稻Cd積累的差異研究較多：王英等[33-34]認(rèn)為，水稻對(duì)Cd的積累有明顯的基因型特征，雜交稻積累Cd濃度高于常規(guī)稻，與本試驗(yàn)結(jié)果相反；也有研究認(rèn)為，水稻類型間Cd積累沒有顯著差異，應(yīng)針對(duì)品種來(lái)篩選[35]。影響水稻中Cd積累的原因可能與不同水稻品種自身對(duì)Cd的抗性機(jī)制、回避機(jī)制以及脯氨酸濃度有關(guān)[36]，也可能與水稻種植環(huán)境有關(guān)。

3.3 復(fù)合葉面肥對(duì)水稻地上部Cd積累量的影響

噴施復(fù)合葉面肥后2種基因型水稻幼苗地上部Cd積累量都明顯降低，原因是該復(fù)合葉面肥中含有對(duì)抑制Cd有益的Si、Se、La等元素。復(fù)合葉面肥導(dǎo)致水稻幼苗Cd濃度降低的原因可能有：1)復(fù)合葉面肥中的Si通過(guò)葉面噴施進(jìn)入水稻體內(nèi)后，在植物體內(nèi)養(yǎng)分循環(huán)系統(tǒng)的作用下部分運(yùn)移到根部，與根系中的Cd發(fā)生共沉淀作用，降低了Cd離子活性而減少了根系中Cd向地上部的遷移；此外，由于Si對(duì)水稻植株蒸騰作用的抑制作用，也減少了土壤Cd隨蒸騰流進(jìn)入水稻地上部的相對(duì)數(shù)量[37]。2)復(fù)合葉面肥中的Se元素也能抑制Cd對(duì)水稻的毒害和積累。Se抑制了水稻對(duì)Cd的吸收并抑制了Cd誘導(dǎo)自由基對(duì)水稻的傷害，而且參與調(diào)控植物螯合肽酶的活性，螯合肽酶與重金屬離子可能形成螯合蛋白，從而緩解Cd對(duì)水稻的毒害。李正文等[38]對(duì)57個(gè)品種水稻籽粒中所含Cd與Se濃度的研究表明，Se與Cd濃度呈負(fù)相關(guān)性；劉春梅等[39]也指出，土壤Cd濃度為0～8 mg/kg時(shí)，噴施硒肥后水稻各部位Cd濃度均明顯下降。上述研究表明，低濃度的Se不僅可以降低大米中Pb、Cd、Cr等重金屬的濃度，還可減輕對(duì)水稻幼苗的毒害[40]，與本試驗(yàn)結(jié)果基本一致。3)水稻植株Cd濃度的降低還可能與復(fù)合葉面肥中的La有關(guān)。近年來(lái)，學(xué)者們開始重視稀土元素在重金屬防治方面的研究，如黃曉華等[41]研究表明，La對(duì)菜豆和玉米幼苗Cd脅迫具有明顯的緩解作用；張參俊等[42]利用外源添加LaCl3水溶液緩解水稻幼苗Cd毒害的試驗(yàn)表明，當(dāng)根系中的Cd濃度低于70 mg/kg時(shí)，NSCCs對(duì)地上部Cd積累量的貢獻(xiàn)率達(dá)80%以上，低濃度La能促進(jìn)水稻幼苗的生長(zhǎng)，并緩解Cd對(duì)水稻幼苗的脅迫作用，原因可能是La抑制了Cd在NSCCs中的轉(zhuǎn)運(yùn)，也可能是La與Cd發(fā)生拮抗作用。

4 結(jié)論

(1)自制復(fù)合葉面肥既能促進(jìn)水稻幼苗的生長(zhǎng)，又抑制了水稻對(duì)Cd的吸收。這與復(fù)合葉面肥含有Si、Se、La和腐殖酸等營(yíng)養(yǎng)元素有關(guān)；同時(shí)，自制復(fù)合葉面肥中的P與Cd離子形成的磷酸鹽沉淀，使有效態(tài)的Cd離子固定在植物的根系中，噴施復(fù)合葉面肥后在土壤Cd濃度較高時(shí)水稻地下部Cd積累量與對(duì)照組相比有所增長(zhǎng)。

(2)噴施復(fù)合葉面肥后常規(guī)稻湘晚秈Cd積累量明顯高于雜交稻369，這與品種自身的抗性機(jī)制和回避機(jī)制有關(guān)，也可能與水稻種植環(huán)境和土壤污染狀況有關(guān)。

(3)復(fù)合葉面肥在不同Cd濃度土壤中的施用效果存在明顯的差異，因此復(fù)合葉面肥的施用效果不僅與水稻自身品種有關(guān)，還與土壤Cd濃度有關(guān)。

(4)在后續(xù)的研究工作中，需對(duì)盆栽試驗(yàn)中水稻全生育期各部位的Cd積累狀況進(jìn)行深入探討和研究；并將該技術(shù)應(yīng)用于大田實(shí)證案例研究，以驗(yàn)證其田間處理效果。

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Effects of foliage fertilizer on growth and cadmium accumulation characteristics of rice seedlings in Cd pollution

CAI Liangliang1,2, ZHAO Long2, CHEN Weiyu3, YAO Na4, ZHANG Naiming1, HOU Hong2

1.College of Resources and Environment, Yunnan Agriculture University, Kunming 650000, China 2.State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment, China Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China 3.Datong Environmental Monitoring Station, Datong 037002, China 4.Jiangxi Academy of Environmental Sciences, Nanchang 330039, China

In order to investigate whether spraying foliar fertilizer can relieve the toxic effect of heavy metals on rice, and using the rice varieties of Xiangwanxian 17 and Wuyou 369 as materials, the effects of multi-foliar fertilizers on seedling growth and the accumulation of Cd in shoots and roots parts of rice under different soil Cd concentrations were determined by pot experiments. The results show that spraying multi-foliar fertilizers can not only promote the growth of plant height and dry weight of the two rice seedlings, but also effectively inhibit the accumulation of Cd in the shoots of rice. The inhibitory effect on Xiangwanxian 17 is better than that of Wuyou 369. It is indicated that the regulation effect of multi-nutrients foliar fertilizers on rice Cd accumulation may be related to the difference of rice varieties and soil Cd concentrations.

foliage fertilizer; rice; cadmium; cadmium accumulation

2016-12-13

國(guó)家環(huán)境保護(hù)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201509032)

蔡亮亮(1991—)，男，碩士研究生，主要從事土壤重金屬污染修復(fù)研究，809200994@qq.com

*通信作者：張乃明(1963—)，男，教授，博士，主要從事重金屬污染修復(fù)及農(nóng)業(yè)面源污染等研究，zhangnaiming@sina.com 侯紅(1963—)，女，研究員，博士，主要從事重金屬污染、遷移等研究，houhong@craes.com

X503.231

1674-991X(2017)04-0509-08

10.3969/j.issn.1674-991X.2017.04.070