張?jiān)苹郏?杜 平， 秦曉鵬， 何 贏， 徐 剛， 吳明紅

1.上海大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院， 上海 200444 2.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院， 北京 100012

Cd是一種有毒元素，會(huì)通過(guò)食物攝入進(jìn)入人體，可能引起骨質(zhì)疏松、慢性腎病等多種病癥. 水稻作為世界主要糧食作物之一，源于稻米的飲食Cd攝入會(huì)對(duì)人體健康造成威脅[1]. 研究表明，土壤中多種營(yíng)養(yǎng)元素的含量均會(huì)影響水稻對(duì)Cd的吸收和累積. 缺Fe條件下水稻中w(Cd)較高[2]，而當(dāng)Fe供應(yīng)充足時(shí)，水稻中w(Cd)較低[3]. 與Fe類(lèi)似，隨著S、Se等元素含量的增加，水稻中w(Cd)逐漸降低[4-5].

Zn和Cd屬于同一族元素，具有相同的核外電子結(jié)構(gòu)和相似的化學(xué)性質(zhì)，在水稻細(xì)胞中共用轉(zhuǎn)運(yùn)通道[6]，Zn的存在及含量對(duì)水稻中Cd累積的影響與其他元素有所不同. 添加Zn后，普通、野生型和Cd敏感型水稻幼苗根中w(Cd)均有不同程度的降低[7-8]. 但是，一些學(xué)者也有不同的報(bào)道：如在添加較高濃度(3.2～31.2 μmolL)的Zn后，隨著c(Zn)的增加，水稻幼苗地上部w(Cd)逐漸升高[9]；WANG等[10]發(fā)現(xiàn)，水稻中w(Cd)與土壤中w(Zn)呈顯著正相關(guān)(R=0.276，P<0.05，n=64)，表明Zn的存在會(huì)促進(jìn)農(nóng)作物對(duì)Cd的吸收. 另外，不同品種水稻對(duì)Cd的累積也存在較大差異，相同試驗(yàn)條件下不同品種水稻籽粒中w(Cd)最大相差4.8倍[11]. 因此，目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于Zn(尤其是在不同Zn含量的條件下)對(duì)水稻吸收Cd的影響尚無(wú)明確結(jié)論. 研究Zn對(duì)水稻吸收Cd的影響機(jī)制及主控因素，可用于指導(dǎo)Zn肥的施用以控制Cd在水稻中的累積風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于保證稻米質(zhì)量安全具有重要意義.

該研究選擇兩種常見(jiàn)的水稻品種(分別為低累積和高累積品種)作為研究對(duì)象，采用溫室水培試驗(yàn)，研究不同濃度Zn處理下水稻幼苗對(duì)Cd的累積效應(yīng)，闡明Zn和Cd共同作用下根表鐵膜對(duì)該過(guò)程的影響，以期為施Zn控制水稻Cd積累和鋅鎘復(fù)合污染土壤的管理提供參考.

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試品種為中9優(yōu)547(簡(jiǎn)稱(chēng)“Z547”)和金優(yōu)402(簡(jiǎn)稱(chēng)“J402”)，分別為Cd的高累積和低累積品種，購(gòu)自湖北省大冶市. 水培試驗(yàn)所用培養(yǎng)液參照文獻(xiàn)[12]配制，主要成分包括：0.5 μmolL Na2MoO4·2H2O，10 μmolL H3BO3，5 μmolL MnSO4·H2O，1.0 μmolL CuSO4·5H2O，1.0 μmolL ZnSO4·7H2O，0.2 μmolL CoSO4·7H2O，1.3 mmolL KH2PO4，2 mmolL K2SO4，4 mmolL CaCl2，1.5 mmolL MgSO4，5 mmolL NH4NO3和50 μmolL EDTA-Fe. 培養(yǎng)液配置所用藥品均為優(yōu)級(jí)純，其中，ZnSO4·7H2O試劑中w(Cd)不高于 0.000 5%.

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

水稻種子在30%雙氧水中浸泡15 min后用去離子水沖洗干凈，移栽到潮濕的珍珠巖中孵育，3周后選擇生長(zhǎng)正常、長(zhǎng)勢(shì)均一的水稻幼苗轉(zhuǎn)移到含有800 mL培養(yǎng)液的PVC盆中進(jìn)行培養(yǎng). 設(shè)置兩組試驗(yàn)，分別研究Zn和根表鐵膜含量對(duì)水稻吸收Cd的影響：①第1組試驗(yàn)設(shè)置6個(gè)處理，分別將培養(yǎng)液中c(Zn)調(diào)整為0、2、5、10、15和20 μmolL(依次記為Zn0、Zn2、Zn5、Zn10、Zn15和Zn20)，每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)平行；Cd以CdSO4的形式添加，各處理中c(Cd)均為0.1 μmolL；用0.1 molL KOH或HCl溶液調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的pH至5.5，每4 d更換一次培養(yǎng)液. ②第2組試驗(yàn)設(shè)置高鐵膜和低鐵膜兩種處理. 為使水稻幼苗根系表面形成高、低兩種含量的鐵膜，先分別在50和3 μmolL EDTA-Fe的無(wú)Cd培養(yǎng)液中培養(yǎng)水稻幼苗1 d，然后均在含有0.1 μmolL Cd和50 μmolL EDTA-Fe的培養(yǎng)液中培養(yǎng)3 d；由于在含Cd培養(yǎng)液培養(yǎng)過(guò)程中，水稻幼苗有新的根系生成，為使新根生成的鐵膜含量不同，再分別在50和3 μmolL EDTA-Fe 的無(wú)Cd培養(yǎng)液中進(jìn)行培養(yǎng)；重復(fù)上述步驟，直到試驗(yàn)結(jié)束. 第2組試驗(yàn)的培養(yǎng)液同樣用0.1 molL KOH或HCl溶液調(diào)節(jié)pH至5.5.

兩組試驗(yàn)均在可控溫室中進(jìn)行，每天14 h光照，晝夜溫度分別維持在28和20 ℃，相對(duì)濕度為70%，共培育20 d.

1.3 根表鐵膜的提取與測(cè)定

水稻幼苗收割后，在24 h內(nèi)用連二亞硫酸鈉-檸檬酸鈉-碳酸氫鈉法(DCB)提取水稻幼苗根表面上的鐵膜[12]. 在室溫(20～25 ℃)下，將水稻幼苗的整個(gè)根系浸泡在30 mL含有0.03 molL檸檬酸鈉(Na3C6H5O7·2H2O，優(yōu)級(jí)純)、0.125 molL碳酸氫鈉(NaHCO3，優(yōu)級(jí)純)和0.6 g連二亞硫酸鈉(Na2S2O4，分析純)的溶液中60 min，用去離子水將根清洗3次，將清洗液并入DCB提取液中. 用去離子水將所得溶液定容到50 mL. DCB提取液先用0.45 μm濾膜過(guò)濾，再用ICP-MS(Agilent-7500，安捷倫，美國(guó))測(cè)定ρ(Mn)和ρ(Fe). 鐵膜生成量以w(Fe+Mn)表示.

1.4 植物樣品的測(cè)定

根表鐵膜提取后，將根和地上部置入烘箱，70 ℃下烘干72 h,稱(chēng)取根和地上部的質(zhì)量. 水稻幼苗生物量等于根和地上部的質(zhì)量之和. 水稻樣品采用濃硝酸和高氯酸(優(yōu)級(jí)純)聯(lián)合消解法消解[13]，將消解液冷卻后定容至25 mL. 定容后的消解液用0.45 μm濾膜過(guò)濾，用ICP-MS測(cè)定ρ(Cd)和ρ(Zn).

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

所有數(shù)據(jù)使用Excel 2016和SPSS 19.0進(jìn)行分析、處理，使用Origin 2018繪圖.

2 結(jié)果與討論

2.1 不同濃度Zn處理對(duì)水稻幼苗生物量的影響

不同濃度Zn處理下，Z547和J402兩種水稻幼苗的生物量(以干質(zhì)量計(jì))如圖1所示. 由圖1可見(jiàn)，隨著培養(yǎng)液中c(Zn)的增加，Z547和J402水稻生物量呈現(xiàn)相似的先增后減的變化趨勢(shì)，二者分別在c(Zn)為2和10 μmolL時(shí)達(dá)到最大值(分別為0.54和0.31g株)，該現(xiàn)象與其他學(xué)者[9,14]的結(jié)果類(lèi)似. 這是因?yàn)閆n作為一種常見(jiàn)的營(yíng)養(yǎng)元素，其含量較低時(shí)會(huì)促進(jìn)植物生長(zhǎng)，而含量較高時(shí)會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生毒害作用[15].

不同濃度Zn處理下，隨著水培液中c(Zn)的增加，Z547和J402水稻根和地上部w(Zn)也隨之增加(見(jiàn)表1). 根據(jù)世界衛(wèi)生組織的報(bào)道，植物生長(zhǎng)受到抑制的葉片中臨界w(Zn)一般為200～300 mgkg[16]，但對(duì)于同一物種，不同品種葉片中臨界w(Zn)以及水培條件下Zn對(duì)植物產(chǎn)生抑制作用的臨界c(Zn)差別較大，如蘿卜產(chǎn)量減少50%的葉片中臨界w(Zn)為36～1 013 mgkg[17]；徐建明等[14]觀察到，培養(yǎng)液中Zn對(duì)水稻(淮稻9號(hào))幼苗生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用的臨界c(Zn)為15.4 μmolL；陳光才等[18]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)c(Zn)達(dá)到40 μmolL時(shí)，Zn對(duì)水稻(IR8192和IR26)的生長(zhǎng)仍無(wú)抑制作用. 該研究中，Zn對(duì)不同品種水稻生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用的葉片中臨界w(Zn)或培養(yǎng)液中臨界c(Zn)存在較大差異，Zn對(duì)Z547和J402兩種水稻幼苗生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用的臨界c(Zn)分別為2和10 μmolL，此時(shí)兩種水稻幼苗地上部的w(Zn)分別達(dá)到65.42和185.66 mgkg. 因此，Z547和J402兩種水稻對(duì)于Zn的耐性不同，其中J402的耐性更強(qiáng).

注： 柱上字母不同表示在0.05水平上具有顯著性差異，字母相同表示不具有顯著性差異. 下同. 圖1 不同濃度Zn處理下水稻幼苗的生物量Fig.1 The biomasses of rice seedlings under different concentrations of Zn

表1 不同濃度Zn處理下水稻幼苗中w(Zn)

Table 1 The concentrations of Zn in rice seedlings under different concentrations of Zn mgkg

表1 不同濃度Zn處理下水稻幼苗中w(Zn)

處理組Z547J402根地上部根地上部Zn08.65±1.31d21.76±4.66e1.14±0.18e27.90±6.65fZn235.23±6.57c65.42±1.91d7.72±0.49e61.51±8.98eZn558.43±7.31b72.03±10.65d54.80±4.98d116.77±3.74dZn10164.43±17.39a163.50±17.23c68.10±7.88c185.66±17.13cZn15168.27±10.28a283.79±25.97b82.52±4.49b281.68±27.90bZn20181.02±13.85a369.59±43.32a148.79±18.90a326.10±23.02a

注： 上標(biāo)字母不同表示在0.05水平上具有顯著性差異，字母相同表示不具有顯著性差異. 下同.

2.2 不同濃度Zn處理對(duì)水稻幼苗根表鐵膜中w(Mn)和w(Fe)的影響

不同濃度Zn處理下水稻幼苗根表鐵膜中w(Mn)和w(Fe)如表2所示. 鐵膜的主要成分是鐵氧化物，w(Fe)遠(yuǎn)高于w(Mn)，占鐵膜生成量的89.3%以上，w(Mn)占比僅為3.1%～10.7%. 由表2可見(jiàn)，Z547和J402兩種水稻幼苗鐵膜中w(Mn)和w(Fe)呈先減后增的趨勢(shì). 當(dāng)培養(yǎng)液中c(Zn)為5 μmol/L時(shí)，Z547水稻幼苗鐵膜中w(Mn)、w(Fe)和w(Fe+Mn)均達(dá)到最小值，分別為49.87、724.96和774.83 mg/kg；而當(dāng)培養(yǎng)液中c(Zn)為2 μmol/L時(shí)，J402水稻幼苗鐵膜中w(Fe)和w(Fe+Mn)達(dá)到最小值，分別為1 021.58和1 073.95 mg/kg，而w(Mn)在c(Zn)為5 μmol/L時(shí)達(dá)到最小值(48.94 mg/kg). 綜上，Zn對(duì)于水稻幼苗根表鐵膜的生成起著至關(guān)重要的作用. 李虹呈等[19]研究顯示，隨著土壤中w(有效態(tài)Zn)的升高〔w(有效態(tài)Zn)換算成0.01 mol/L CaCl2提取液中c(Zn)為5.9～66.6 μmol/L〕，兩種水稻(湘晚秈12和威優(yōu)46)成熟期根表鐵膜中w(Fe)逐漸增加，這與筆者研究中高濃度Zn(5～20 μmol/L)條件下水稻幼苗根表鐵膜中w(Fe)的變化趨勢(shì)一致.

表2 不同濃度Zn處理下水稻幼苗根表鐵膜中w(Mn)和w(Fe)

Table 2 The concentrations of Mn and Fe in iron plaque under different concentrations of Zn mgkg

表2 不同濃度Zn處理下水稻幼苗根表鐵膜中w(Mn)和w(Fe)

處理組Z547J402w(Mn)w(Fe)w(Mn)w(Fe)Zn0204.01±9.97a1 699.68±46.81a104.83±10.27a2 208.44±280.25aZn297.20±7.46b1 315.86±29.54c52.37±4.08c1 021.58±116.52cZn549.87±5.62e724.96±19.63d48.94±0.98c1 527.66±207.83bZn1061.83±0.73d1 437.67±51.98b59.20±5.30c1 331.35±42.66bZn1575.20±3.81c1 440.07±33.76b54.26±0.49c1 400.45±111.26bZn2080.51±6.49c1 492.74±70.15b80.36±6.54b2 129.94±71.86a

目前，關(guān)于Zn對(duì)根表鐵膜生成的影響及其機(jī)制的研究較少，而對(duì)于鐵膜形成的主控因素方面的研究較多. 環(huán)境中的Fe2+、植物根系的徑向氧損失與鐵膜的生成密切相關(guān). 其中，c(Fe2+)的增加能夠促進(jìn)鐵膜生成[20]，而徑向氧損失較高的水稻根系也可以形成更多的鐵膜[21]. 在水稻根細(xì)胞質(zhì)膜上，轉(zhuǎn)運(yùn)子OsIRT1介導(dǎo)二價(jià)金屬離子(如Fe2+、Zn2+和Cd2+)的運(yùn)輸[22]. 缺Zn處理會(huì)引起轉(zhuǎn)運(yùn)子OsIRT1的過(guò)量表達(dá)，從而促進(jìn)水稻對(duì)Fe2+的吸收[23]. 該研究中，在無(wú)Zn處理(Zn0)下，水稻幼苗對(duì)Fe2+的吸收量增加，使得培養(yǎng)液中c(Fe2+)相對(duì)較低，而高Zn處理可阻礙水稻幼苗對(duì)其他元素(如Fe和Mn)的吸收[24]，使培養(yǎng)液中c(Fe2+)處于較高水平. 低Zn處理下水生植物根系徑向氧損失較高，而高Zn供應(yīng)下徑向氧損失顯著降低[25-26]. 在低Zn和高Zn兩種水平下，培養(yǎng)液中的Fe2+和根系的徑向氧損失對(duì)鐵膜生成的作用相反. 因此，Zn對(duì)鐵膜生成的影響，可能是培養(yǎng)液中Fe2+和根系徑向氧損失綜合作用的結(jié)果.

2.3 不同濃度Zn處理對(duì)水稻幼苗累積Cd的影響

不同濃度Zn處理對(duì)水稻幼苗地上部和根中w(Cd)的影響如圖2所示. 由圖2可見(jiàn)，Z547根和地上部中的w(Cd)分別為31.65～122.58和11.47～23.58 mg/kg；J402根和地上部中w(Cd)分別為22.58～41.67和14.36～23.99 mg/kg. 兩個(gè)品種水稻幼苗地上部中w(Cd)呈現(xiàn)一致的變化趨勢(shì)，即均隨培養(yǎng)液中c(Zn)的增加而降低，分別在5和2 μmol/L時(shí)達(dá)到最小值，之后迅速增加并趨于穩(wěn)定. 兩種水稻根中w(Cd)的變化趨勢(shì)與地上部類(lèi)似，但是在達(dá)到最小值后呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì). 由表2和圖2可以看出，不同濃度Zn處理下根表鐵膜生成量與水稻幼苗w(Cd)的變化趨勢(shì)相同. 相關(guān)性分析結(jié)果顯示，水稻幼苗各部位中w(Cd)與w(Mn)、w(Fe)、w(Fe+Mn)均呈顯著正相關(guān)(見(jiàn)表3)，表明根表鐵膜能夠促進(jìn)水稻對(duì)Cd的吸收，這與ZHOU等[27]的研究結(jié)果一致.

低鐵膜和高鐵膜兩種處理后，水稻幼苗根表鐵膜中w(Mn)和w(Fe)如圖3所示. 由圖3可見(jiàn)，低鐵膜和高鐵膜處理后，Z547鐵膜中w(Mn)分別為30.98和80.51 mg/kg，w(Fe)分別為857.10和 1 437.67 mg/kg；J402鐵膜中w(Mn)分別為66.19和61.86 mg/kg，w(Fe)分別為1 432.27和2 129.94 mg/kg. 可以看出，高鐵膜處理下兩種水稻幼苗鐵膜中w(Fe)顯著高于低鐵膜處理. 高鐵膜處理下Z547鐵膜中w(Mn)顯著高于低鐵膜處理，而對(duì)于J402，兩個(gè)處理間鐵膜中w(Mn)無(wú)顯著性差異. 高鐵膜處理下兩個(gè)品種水稻幼苗根和地上部中w(Cd)均高于低鐵膜處理(見(jiàn)圖4)，進(jìn)一步表明鐵膜生成的增多會(huì)促進(jìn)水稻幼苗對(duì)Cd的吸收. 因此，Zn能夠通過(guò)控制根表鐵膜的生成來(lái)影響水稻幼苗對(duì)Cd的累積.

目前，根表鐵膜在重金屬的吸收和累積中發(fā)揮的作用并沒(méi)有一致的結(jié)論. 有研究認(rèn)為，鐵膜可以固定環(huán)境中Cd和As等重金屬并減少植物對(duì)它們的吸收[12,20]，但也有文獻(xiàn)[28-29]報(bào)道了相反的結(jié)果. 鐵膜的生成量是造成結(jié)論不一致的主要原因，一般而言，生成量較少時(shí)，鐵膜能夠促進(jìn)植物對(duì)重金屬的吸收，生成量較多時(shí)則會(huì)起到阻礙作用，如ZHANG等[28]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鐵膜生成量達(dá)到12.9 g/kg時(shí)，鐵膜會(huì)顯著增加水稻對(duì)Zn的吸收，而當(dāng)鐵膜生成量達(dá)到24.9 g/kg時(shí)，水稻中w(Zn)顯著降低. XU等[29]發(fā)現(xiàn)，鐵膜對(duì)Cr的累積也存在相似的作用. 一些學(xué)者[5,20,30]認(rèn)為鐵膜會(huì)抑制水稻對(duì)Cd的吸收，而劉敏超等[31]認(rèn)為鐵膜在一定含量范圍內(nèi)會(huì)促進(jìn)水稻對(duì)Cd的累積. 筆者和劉敏超等[31]的研究中，鐵膜中w(Fe)遠(yuǎn)低于其他研究結(jié)果(見(jiàn)表4)，表明鐵膜促進(jìn)水稻幼苗Cd累積的原因是鐵膜生成量較少. 在鐵膜生成量較少的條件下，鐵膜對(duì)根系吸收重金屬的阻礙作用較小，同時(shí)水稻根系有機(jī)酸的分泌會(huì)活化鐵膜所富集的元素[32]，使其被植物吸收，在這一過(guò)程中Cd被同時(shí)釋放出來(lái)，而鐵膜含量越高，鐵膜固定的Cd越多[27]，活化后會(huì)釋放更多的Cd，從而增加水稻對(duì)Cd的吸收. 另外. 低Zn處理會(huì)使水稻處于缺Zn狀態(tài)，當(dāng)Zn含量過(guò)高時(shí)，不利于水稻對(duì)其他營(yíng)養(yǎng)元素的攝取，水稻也會(huì)處于相對(duì)營(yíng)養(yǎng)缺乏狀態(tài). 缺Zn和缺Fe能夠促進(jìn)根系有機(jī)酸的分泌[28,33]，增加鐵膜中Cd的活化，進(jìn)一步提高水稻對(duì)Cd的累積.

圖2 不同濃度Zn處理下水稻幼苗各部位中w(Cd)Fig.2 The concentrations of Cd in rice seedling tissues under different concentrations of Zn

項(xiàng)目Z547J402w(Mn)w(Fe)w(Fe+Mn)w(Mn)w(Fe)w(Fe+Mn)根w(Cd) 0.877?? 0.839?? 0.844?? 0.524? 0.730?? 0.725??地上部w(Cd)-0.1480.486?0.497?0.0360.3480.336

注：**表示在0.01水平上顯著相關(guān)；*表示在0.05水平上顯著相關(guān).

表4 水稻根表鐵膜中w(Fe)及其對(duì)Cd累積影響的比較

在相同試驗(yàn)條件下，Z547和J402兩種水稻幼苗根中w(Cd)均高于地上部，而根中w(Zn)一般低于地上部(見(jiàn)表1和圖2). Cd為水稻生長(zhǎng)的非必需元素，水稻會(huì)通過(guò)植物螯合肽螯合、液泡阻隔等方式將其固定在根部[34-35]，阻礙其向地上部轉(zhuǎn)移，而Zn為必需元素，各品種的不同組織對(duì)Zn的生理需求和耐受性不同，對(duì)Zn的吸收和累積差別較大[15-16]，如碧玉早糯、26715和浙農(nóng)921等品種水稻分蘗期地上部w(Zn)高于根[36]，與筆者研究結(jié)果類(lèi)似，而KDML105、PSL2和RD53等水稻品種[37]則與筆者研究結(jié)果相反. Z547和J402分別是Cd的高累積和低累積品種，除Zn5處理外，Z547根中w(Cd)明顯高于J402，但兩種水稻地上部w(Cd)差異較小. Cd的高累積和低累積品種的篩選主要依據(jù)籽粒中w(Cd)是否超過(guò)Cd的限量標(biāo)準(zhǔn)確定[38]. 籽粒中的Cd主要來(lái)自于韌皮部汁液中Cd的沉積，而水稻幼苗根和地上部的Cd分別來(lái)源于對(duì)環(huán)境中Cd的吸收和木質(zhì)部介導(dǎo)的Cd由根向地上部的轉(zhuǎn)移[39]. 盡管Cd的高累積和低累積品種間籽粒中w(Cd)會(huì)表現(xiàn)出明顯差異，但水稻幼苗根、地上部的Cd與籽粒中的Cd來(lái)源不一，且Zn對(duì)不同品種水稻幼苗Cd累積的影響(抑制或促進(jìn))及其作用強(qiáng)度不同，因此根和地上部w(Cd)在高低累積品種間不一定存在較大差別.

3 結(jié)論

a) 水稻對(duì)Cd的吸收和累積與培養(yǎng)液中的c(Zn)密切相關(guān). 隨著c(Zn)的增加，Z547和J402水稻幼苗中的w(Cd)先顯著降低，分別在c(Zn)為5和2 μmolL時(shí)達(dá)到最小值，隨后逐漸升高. Z547根和地上部的w(Cd)最小值分別為31.65和11.47 mgkg，J402根和地上部的w(Cd)最小值分別為22.58和14.36 mgkg.

b) 不同濃度Zn處理下水稻幼苗根表鐵膜的生成量具有明顯差異，Z547和J402水稻根表鐵膜中的w(Fe+Mn)分別為774.83～1 903.69 和 1 073.95～2 313.27 mgkg. Zn對(duì)根表鐵膜的形成表現(xiàn)為先抑制后促進(jìn)的作用.

c) 高鐵膜處理下Z547和J402兩個(gè)品種水稻幼苗根和地上部w(Cd)均高于低鐵膜處理，不同濃度Zn處理下水稻各部位的w(Cd)均與鐵膜中的w(Mn)、w(Fe)、w(Fe+Mn)呈顯著正相關(guān)，表明根表鐵膜生成的增多能夠促進(jìn)水稻幼苗對(duì)Cd的吸收，Zn能夠通過(guò)控制根表鐵膜的生成而間接影響水稻幼苗對(duì)Cd的累積.

參考文獻(xiàn)(References)：

[1] CHEN Hongping,YANG Xinping,WANG Peng,etal.Dietary cadmium intake from rice and vegetables and potential health risk:a case study in Xiangtan,southern China[J].Science of the Total Environment,2018,639:271-277.

[2] RODDA M S,REID R J.Examination of the role of iron deficiency response in the accumulation of Cd by rice grown in paddy soil with variable irrigation regimes[J].Plant and Soil,2013,371(1):219-236.

[3] SHAO Guosheng,CHEN Mingxue,WANG Weixia,etal.Iron nutrition affects cadmium accumulation and toxicity in rice plants[J].Plant Growth Regulation,2007,53(1):33-42.

[4] HUANG Qingqing,LIU Yiyun,XU Qin,etal.Selenite mitigates cadmium-induced oxidative stress and affects Cd uptake in rice seedlings under different water management systems[J].Ecotoxicology and Environmental Safety,2019,168:486-494.

[5] CAO Zhenzhen,QIN Meiling,LIN Xiaoyan,etal.Sulfur supply reduces cadmium uptake and translocation in rice grains (OryzasativaL.) by enhancing iron plaque formation,cadmium chelation and vacuolar sequestration[J].Environmental Pollution,2018,238:76-84.

[6] YONEYAMA T,ISHIKAWA S,FUJIMAKI S.Route and regulation of zinc,cadmium,and iron transport in rice plants (OryzasativaL.) during vegetative growth and grain filling:metal transporters,metal speciation,grain Cd reduction and Zn and Fe biofortification[J].International Journal of Molecular Sciences,2015,16(8):19111-19129.

[7] HE J Y,REN Y F,WANG F J,etal.Characterization of cadmium uptake and translocation in a cadmium-sensitive mutant of rice (OryzasativaL.ssp.japonica)[J].Archives of Environmental Contamination and Toxicology,2009,57(2):299-306.

[8] 曲榮輝,張曦,李合蓮,等.不同鋅水平對(duì)低劑量鎘在水稻中遷移能力的影響[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2016,24(4):517-523.

QU Ronghui,ZHANG Xi,LI Helian,etal.Effects of zinc level on low dose cadmium transport in rice plant[J].Chinese Journal of Eco-Agriculture,2016,24(4):517-523.

[9] GREEN C E,CHANEY R L,BOUWKAMP J.Increased zinc supply does not inhibit cadmium accumulation by rice (OryzasativaL.)[J].Journal of Plant Nutrition,2016,40(6):869-877.

[10] WANG Meie,YANG Yang,CHEN Weiping.Manganese,zinc,and pH affect cadmium accumulation in rice grain under field conditions in southern China[J].Journal of Environmental Quality,2018,47(2):306-311.

[11] 唐非,雷鳴,唐貞,等.不同水稻品種對(duì)鎘的積累及其動(dòng)態(tài)分布[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2013,32(6):1092-1098.

TANG Fei,LEI Ming,TANG Zhen,etal.Accumulation characteristic and dynamic distribution of Cd in different genotypes of rice (OryzasativaL.)[J].Journal of Agro-Environment Science,2013,32(6):1092-1098.

[12] LIU W J,ZHU Y G,SMITH F A,etal.Do phosphorus nutrition and iron plaque alter arsenate (As) uptake by rice seedlings in hydroponic culture?[J].New Phytologist,2004,162(2):481-488.

SUN Yuebing,WANG Yongxin,LI Ye,etal.Effectiveness of immobilization remediation of Cd and Pb combined contaminated soil and biomarker identification[J].Research of Environmental Sciences,2015,28(6):951-958.

[14] 徐建明,李才生,毛善國(guó),等.鋅對(duì)水稻幼苗生長(zhǎng)及體內(nèi)SOD、POD活性的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008(3):877-878.

XU Jianming,LI Caisheng,MAO Shanguo,etal.Effect of zinc on rice seedlings growth and activity of sod and pod[J].Journal of Anhui Agricultural Sciences,2008(3):877-878.

[15] BROADLEY M,WHITE P,HAMMOND J P,etal.Zinc in plants[J].New Phytologist,2007,173(4):677-702.

[16] SIMON-HETTICH B,FRAUNHOFER A W,WAGNER D,etal.Environmental Health Criteria 221[R].Geneva:World Health Organization,2001.

[17] DAVIES B E.Radish as an indicator plant for derelict land:uptake of zinc at toxic concentrations[J].Communications in Soil Science and Plant Analysis,1993,24(1516):1883-1895.

[18] 陳光才,李迎春,王人民,等.Zn2+活度對(duì)不同耐低鋅水稻基因型生長(zhǎng)及鋅吸收的影響[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2006,14(2):56-58.

本月的一件行業(yè)大事，就是中國(guó)農(nóng)資傳媒在“全國(guó)農(nóng)資百佳優(yōu)秀經(jīng)銷(xiāo)商”頒獎(jiǎng)中，對(duì)“懂農(nóng)業(yè)，愛(ài)農(nóng)村，愛(ài)農(nóng)民”這樣農(nóng)資精英的表彰?；顒?dòng)前期先在全國(guó)范圍“尋找懂愛(ài)的農(nóng)資人”。為什么要尋找“懂愛(ài)”的人？為什么要表彰懂愛(ài)的人？只因?yàn)閷?duì)“三農(nóng)”工作，不愛(ài)，干不好！對(duì)農(nóng)資工作，不懂，愛(ài)不好！

CHEN Guangcai,LI Yingcun,WANG Renmin,etal.Effects of Zn2+activity on seedling growth and Zn uptake of rice differing in resistance to Zn deficit[J].Chinese Journal of Eco-Agriculture,2006,14(2):56-58.

[19] 李虹呈,王倩倩,賈潤(rùn)語(yǔ),等.外源鋅對(duì)水稻各部位鎘吸收與累積的拮抗效應(yīng)[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2018,38(12):4854-4863.

LI Hongcheng,WANG Qianqian,JIA Runyu,etal.Antagonistic effects of exogenous zinc on uptake and accumulation of cadmium in various rice organs[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2018,38(12):4854-4863.

[20] LIU Houjun,ZHANG Junling,CHRISTIE P,etal.Influence of iron plaque on uptake and accumulation of Cd by rice (OryzasativaL.) seedlings grown in soil[J].Science of the Total Environment,2008,394(23):361-368.

[21] WANG Xun,YAO Haixin,WONG Ming Hung,etal.Dynamic changes in radial oxygen loss and iron plaque formation and their effects on Cd and As accumulation in rice (OryzasativaL.)[J].Environmental Geochemistry and Health,2013,35(6):779-788.

[22] URAGUCHI S,FUJIWARA T.Cadmium transport and tolerance in rice:perspectives for reducing grain cadmium accumulation[J].Rice,2012,5(1):5.

[23] SICHUL L,AN G.Over-expression of OsIRT1 leads to increased iron and zinc accumulations in rice[J].Plant Cell & Environment,2010,32(4):408-416.

[24] ABBAS G,KHAN M Q,JAMIL M,etal.Nutrient uptake,growth and yield of wheat (Triticumaestivum) as affected by zinc application rates[J].Pakistan Journal of Botany,2009,43(1):607-616.

[25] YANG Junxing,TAM F Y,YE Zhihong.Root porosity,radial oxygen loss and iron plaque on roots of wetland plants in relation to zinc tolerance and accumulation[J].Plant and Soil,2014,374(1):815-828.

[26] CHENG H,LIU Y,TAM N F Y,etal.The role of radial oxygen loss and root anatomy on zinc uptake and tolerance in mangrove seedlings[J].Environmental Pollution,2010,158(5):1189-1196.

[27] ZHOU Hang,ZHU Wei,YANG Wentao,etal.Cadmium uptake,accumulation,and remobilization in iron plaque and rice tissues at different growth stages[J].Ecotoxicology and Environmental Safety,2018,152:91-97.

[28] ZHANG Xike,ZHANG Fusuo,MAO Daru.Effect of iron plaque outside roots on nutrient uptake by rice (OryzasativaL.).zinc uptake by Fe-deficient rice[J].Plant and Soil,1998,202(1):33-39.

[29] XU Bo,WANG Fang,ZHANG Qiuhong,etal.Influence of iron plaque on the uptake and accumulation of chromium by rice (OryzasativaL.) seedlings:insights from hydroponic and soil cultivation[J].Ecotoxicology and Environmental Safety,2018,162:51-58.

[30] 胡瑩,黃益宗,黃艷超,等.不同生育期水稻根表鐵膜的形成及其對(duì)水稻吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)Cd的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2013,32(3):432-437.

HU Ying,HUANG Yizong,HUANG Yanchao,etal.Formation of iron plaque on root surface and its effect on Cd uptake and translocation by rice (OryzasativaL.) at different growth stages[J].Journal of Agro-Environment Science,2013,32(3):432-437.

[31] 劉敏超,李花粉,夏立江,等.不同基因型水稻吸鎘差異及其與根表鐵氧化物膠膜的關(guān)系[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2000,20(5):592-596.

LIU Minchao,LI Huafen,XIA Lijian,etal.Differences of cadmium uptake by rice genotypes and relationship between the iron oxide plaque and cadmium uptake[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2000,20(5):592-596.

[32] SEBASTIAN A,PRASAD M N V.Iron plaque decreases cadmium accumulation inOryzasativaL. and serves as a source of iron[J].Plant Biology,2016,18(6):1008-1015.

[33] ZHAO Kuan,WU Yanyou.Effect of Zn deficiency and excessive bicarbonate on the allocation and exudation of organic acids in two Moraceae plants[J].Acta Geochimica,2018,37(1):125-133.

[34] MIYADATE H,ADACHI S,HIRAIZUMI A,etal.OsHMA3,a P1B-type of ATPase affects root-to-shoot cadmium translocation in rice by mediating efflux into vacuoles[J].New Phytologist,2011,189(1):190-199.

[35] GREEN I,TIBBETT M.Differential uptake,partitioning and transfer of Cd and Zn in the soil-pea plant-aphid system[J].Environmental Science & Technology,2008,42(2):450-455.

[36] 李志剛,葉正錢(qián),方云英,等.供鋅水平對(duì)水稻生長(zhǎng)和鋅積累和分配的影響[J].中國(guó)水稻科學(xué),2003,17(1):62-67.

LI Zhigang,YE Zhengqian,FANG Yunying,etal.Effect of zinc on plant growth and zinc partitioning in rice plant[J].Chinese Journal of Rice Science,2003,17(1):62-67.

[37] SAENGWILAI P,MEEINKUIRT W,PICHTEL J,etal.Influence of amendments on Cd and Zn uptake and accumulation in rice (OryzasativaL.) in contaminated soil[J].Environmental Science and Pollution Research,2017,24(18):1-12.

[38] 唐皓,李廷軒,張錫洲,等.水稻鎘高積累材料的篩選及其鎘積累特征研究[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2015,24(11):1910-1916.

TANG Hao,LI Tingxuan,ZHANG Xizhou.Screening of rice cultivars with high cadmium accumulation and its cadmium accumulation characteristics[J].Ecology and Environment,2015,24(11):1910-1916.

[39] FUJIMAKI S,SUZUI N,ISHIOKA N,etal.Tracing cadmium from culture to spikelet:noninvasive imaging and quantitative characterization of absorption,transport,and accumulation of cadmium in an intact rice plant[J].Plant Physiology,2010,152(4):1796-1806.