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随着采矿、冶炼、电镀等工业的快速发展,含镉农用化学品的大量施用,城市污泥的农业利用,城市污水和水泥粉尘的排放以及工业废品和生活垃圾的焚烧处理,农田镉污染日趋严重。这不仅影响农作物的产量与品质,更为严重的是通过食物链传播,引起对人体骨骼、肾、肝、免疫系统和生殖系统的毒害作用,以及致畸、致癌、致突变作用,严重威胁着人类健康和生命安全。但由于镉在土壤-植物体系内迁移、转化、积累和毒害机制的复杂性,人们对有关问题的认识尚存在很大的欠缺。本文以重金属离子Cd<2+>为材料,以水稻两个品种(IR1552和Azucena)为研究对象,采用土培试验,对镉胁迫条件下,水稻对镉吸收分配规律及其生理生化特性,以及根系铁氧化胶膜对水稻镉吸收的影响情况进行研究。结果表明:
1.在Cd胁迫条件下,Cd对水稻的生长发育有一定的影响,呈现出株高矮化、根长变短和鲜重下降的趋势,影响程度随测定指标及品种的不同而有很大差异。加Cd处理时,IR1552以地上部鲜重下降幅度最大,而.Azucena则以根部鲜重变化幅度为最大,说明水稻不同品种的生长发育对土壤Cd污染的耐性存在显著差异。
2.不同水平Cd处理后,对叶片的Ch1a、Ch1b、Ch1(a+b)含量均无明显影响。两个品种叶片的光合速率均呈下降趋势,但下降幅度存在品种间差异。水稻根部鲜重、地上部鲜重和总鲜重与叶片光合速率降低间均呈显著正相关,由此表明镉处理下水稻叶片光合速率降低,导致水稻生长不良,生物量下降。
3.随Cd<2+>浓度的增加,水稻IR1552叶片的SOD活性呈现先上升后下降的趋势,而水稻Azucena叶片随Cd<2+>浓度的增加其SOD活性持续下降。CAT活性均呈现先上升后下降趋势,两种水稻叶片POD活性变化均不明显,IR1552植株MDA含量均随着镉处理水平的升高呈先降低后增加的趋势,Azucena植株MDA含量随镉处理水平升高而显著增加。表明Cd<2+>可在低浓度范围内激活水稻叶片酶活性,催化猝灭自由基从而保护膜系统,而高浓度的Cd<2+>则对其损伤较大,破坏了叶片酶防御体系,植株遭受到的氧化胁迫随镉水平的提高而加重。
4.水稻地上部和根部Cd含量随Cd处理水平提高而增加,且吸收的Cd主要积累在根部。水稻根系铁氧化膜的含铁量和含镉量均随镉处理水平的升高而增加,且两品种间存在明显差异。说明两品种间的根系氧化还原特性存在显著差异。