农业环境科学学报

作者：刘雅萍,王常荣,任兴华,刘月敏,黄永春,刘仲齐,张长波

单位：天津城建大学环境与市政工程学院, 天津 300384,农业农村部环境保护科研监测所, 农业农村部产地环境污染防控重点实验室, 天津 300191,农业农村部环境保护科研监测所, 农业农村部产地环境污染防控重点实验室, 天津 300191,湖南省湘潭市农业科学研究所, 湖南 湘潭 411134,天津城建大学环境与市政工程学院, 天津 300384,农业农村部环境保护科研监测所, 农业农村部产地环境污染防控重点实验室, 天津 300191,农业农村部环境保护科研监测所, 农业农村部产地环境污染防控重点实验室, 天津 300191,农业农村部环境保护科研监测所, 农业农村部产地环境污染防控重点实验室, 天津 300191

关键词：谷胱甘肽,水稻,镉,矿质元素,叶面喷施,

基金：国家自然科学基金项目（41501249，42077153，U20A20108）；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项

为评估还原型谷胱甘肽（GSH）作为水稻降Cd叶面调理剂的可行性，本研究通过田间试验，检测开花期叶面喷施一次GSH对水稻各器官Cd和矿质元素含量的影响，并结合各元素在水稻不同器官中的分布情况，探究GSH抑制水稻体内Cd转运的作用机制。结果表明：开花期叶面喷施GSH可显著降低水稻籽粒中Cd含量，最高降幅可达76.5%，使稻米Cd含量由0.449 mg·kg-1降至我国食品安全标准（0.2 mg·kg-1）以内，并提高了稻米中K、Mg、Ca和Mn的含量。喷施GSH后水稻各营养器官的Cd含量均显著降低，降幅为68.8%~86.7%；同时，不同器官中K、Mg、Ca、Fe、Mn和Zn的含量也有不同程度的升高或降低。不同相邻器官之间的元素转移系数显示，叶面喷施GSH分别提高了Cd和Zn从第二节间到穗下节的转移系数，增幅可达46.2%和134.4%，降低了Cd和Zn从穗下节到旗叶的转移系数，降幅分别为44.5%和32.2%，并降低了Cd从穗下节继续向上到穗颈的转运系数，降幅可达31.4%。相关性分析发现，不同处理组水稻第二节及以上营养器官中，Zn含量与Cd含量相关系数最高，为0.809，为极强正相关（P<0.001）。由此可见，喷施GSH不但降低了水稻各器官中Cd含量，而且能够通过调控穗下节与其相连营养器官——穗颈、第二节间和旗叶之间的Cd转运，提高水稻自身主要Cd阻控器官——穗下节对Cd的拦截能力，进而抑制Cd向籽粒的转运和积累。同时，喷施GSH也提高了水稻穗下节对Zn的固定能力，改变了水稻不同营养器官中6种矿质元素的含量和分布，其中Zn与Cd的相关性最高，并最终提高了稻米中K、Mg、Ca和Mn的含量。

来源：2022年第9期

《农业环境科学学报》期刊编辑部

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