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作物杂志,2018, 第1期: 107–112 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2018.01.017

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

土壤镉含量影响水稻产量与稻穗镉累积分配的品种间差异

袁珍贵,陈平平,郭莉莉,屠乃美,易镇邪   

  1. 湖南农业大学农学院/南方粮油作物协同创新中心,410128,湖南长沙
  • 收稿日期:2017-08-25 修回日期:2017-10-13 出版日期:2018-02-20 发布日期:2018-08-24
  • 作者简介:袁珍贵,硕士,主要从事水稻高产优质栽培研究;陈平平为共同第一作者,讲师,主要从事作物高产高效栽培研究
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(31171494,31401340);国家重点研发计划“粮食丰产增效科技创新”重点专项(2017YFD0301500);省重金属污染耕地修复及农作物种植结构调整试点项目(2015年,2016年);农业部行业计划项目(201503123-05);湖南省重大科技专项(2013FJ1008-4);湖南省教育厅科研项目(17C0771)

Varietal Difference in Yield and Cd Accumulation and Distribution in Panicle of Rice Affected by Soil Cd Content

Yuan Zhengui,Chen Pingping,Guo Lili,Tu Naimei,Yi Zhenxie   

  1. College of Agronomy, Hunan Agricultural University/South Regional Collaborative Innovation Center for Grain and Oil Crops in China, Changsha 410128, Hunan, China
  • Received:2017-08-25 Revised:2017-10-13 Online:2018-02-20 Published:2018-08-24

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摘要：

以谷粒镉（Cd）积累能力不同的3个晚稻品种（天优华占、星2号和湘晚籼13号）为材料,在人为设置的3个土壤Cd含量条件下,研究土壤镉含量提高对水稻产量与稻穗镉累积分配特性的影响及其品种间差异。结果表明：（1）土壤Cd含量提高使水稻产量下降,在添加1.0mg/kg Cd时各品种均显著减产,以天优华占降幅最大;土壤Cd含量提高对水稻产量构成因素的影响具有品种间差异,但其使各品种产量下降的主要原因基本一致,即主要由有效颖花数、结实率与收获指数下降导致。（2）稻穗与谷粒各部分Cd含量均随土壤Cd含量提高而显著提高,但并不呈直线增长趋势,3个品种的提高幅度表现天优华占>星2号>湘晚籼13号趋势。（3）稻穗Cd累积量随土壤Cd含量提高而显著提高,品种间稻穗Cd累积量呈天优华占>星2号>湘晚籼13号趋势。（4）稻穗Cd主要累积在实粒中,但实粒Cd所占比例随土壤Cd含量提高呈下降趋势,3个品种实粒Cd所占比例呈星2号>天优华占>湘晚籼13号趋势。可见,土壤Cd含量提高对水稻产量与稻穗Cd累积分配的影响具有明显的品种间差异,Cd污染程度不同的稻田应因地制宜选择水稻品种。

关键词: 水稻, 土壤镉含量, 产量, 镉积累分配, 品种间差异

Abstract:

Three late rice varieties with different grain Cd accumulation ability, Tianyouhuazhan, Xing No.2 and Xiangwanxian No.13, were used as materials to study the effect of increasing soil Cd content on rice yield and Cd accumulation and distribution in rice panicle and its varietal difference under different soil Cd content conditions. The results showed that: (1) Increasing soil Cd induced yield decrease, and yield of all varieties decreased significantly by adding 1.0mg/kg Cd, and the decreasing extent of Tianyouhuazhan was the biggest. Effects of increasing soil Cd on rice yield components had varietal difference, while the main reasons for yield decreasing was almost the same, that was mainly by decreasing effective kernels, seed setting rate and harvest index. (2) Cd content in rice panicle and grain was significantly increased with the increment of soil Cd content, while it existed no linear correlation, and the increasing extent showed the trend of Tianyouhuazhan>Xing No.2>Xiangwanxian No.13. (3) Cd accumulation in rice panicle was significantly increased with the increment of soil Cd content, showing the trend of Tianyouhuazhan>Xing No.2>Xiangwanxian No.13. (4) Cd in rice panicle was mainly accumulated in filled grains, while the proportion of Cd in filled grains to Cd in whole panicle was decreased with the increment of soil Cd content, and the proportion of Cd in filled grains to Cd in whole panicle showed the trend of Xing No.2>Tianyouhuazhan>Xiangwanxian No.13. The results showed that the effects of increasing soil Cd content on yield and accumulation and distribution of Cd in rice panicle existed clear varietal difference, and the different rice variety should be selected in paddy filed with difference Cd content.

Key words: Rice, Soil Cd content, Yield, Cd accumulation and distribution, Varietal difference

表1

土壤Cd含量对水稻产量及其构成的影响"

品种
Variety		 Cd浓度
Cd concentration		 单穴有效穗数
Effective panicles
per hill		 每穗实粒数
Filled grains
per panicle		 结实率
Seed setting rate		 千粒重(g)
1000-grain weight		 单穴产量
Yield per hill		 收获指数
Harvest index
天优华占 Cd1 11.25ab 78.64a 0.68a 22.95b 20.31a 0.53a
Tianyouhuazhan Cd2 11.75a 73.83b 0.59b 23.16a 20.09a 0.50b
Cd3 10.58b 68.21c 0.60b 23.30a 16.82b 0.50b
星2号Xing No.2 Cd1 11.25a 69.73b 0.76a 25.71a 20.17a 0.48a
Cd2 9.50b 79.22a 0.73ab 25.90a 19.50a 0.45a
Cd3 9.00b 78.03a 0.69b 25.98a 18.25b 0.46a
湘晚籼13号 Cd1 10.00a 69.34a 0.59a 25.11b 17.41a 0.41a
Xiangwanxian No.13 Cd2 9.50b 69.28a 0.59a 25.87a 17.03a 0.39b
Cd3 9.90a 65.42b 0.59a 24.76b 16.04b 0.40ab

表2

土壤Cd含量对稻穗和谷粒各部分Cd含量的影响"

品种
Variety		 Cd浓度
Cd concentration		 穗各部分Cd含量
Cd content in parts of panicle		 谷粒各部分Cd含量
Cd content in parts of grain
实粒
Filled grain		 空粒
Empty grain		 枝梗
Branch		 谷壳
Hull		 糙米
Brown rice		 精米
Milled rice
天优华占Tianyouhuazhan Cd1 0.3311c 0.4254c 0.4660c 0.1687c 0.3342c 0.3240c
Cd2 1.8104b 2.5177b 3.1910b 0.9226b 1.8274b 1.7717b
Cd3 2.5754a 4.9516a 6.6490a 1.3124a 2.5995a 2.5203a
星2号Xing No.2 Cd1 0.2075c 0.3346c 0.3081c 0.1112c 0.2162c 0.1952c
Cd2 1.5778b 2.0053b 2.2895b 0.8451b 1.6433b 1.4839b
Cd3 2.2946a 4.2543a 5.1146a 1.2290a 2.3898a 2.1581a
湘晚籼13号Xiangwanxian No.13 Cd1 0.0983c 0.1219c 0.2029c 0.0599c 0.1033c 0.0904c
Cd2 0.5169b 0.7114b 1.2193b 0.3150b 0.5433b 0.4755b
Cd3 0.9509a 1.3159a 2.1325a 0.5794a 0.9995a 0.8748a

表3

土壤Cd含量对稻穗各部分Cd累积量的影响"

品种Variety Cd浓度Cd concentration 实粒 Filled grain 空粒Empty grain 枝梗Branch 总量Total
天优华占 Cd1 6.72c 0.92c 0.43c 8.07c
Tianyouhuazhan Cd2 36.37b 6.27b 3.28b 45.92b
Cd3 43.31a 9.27a 6.10a 58.68a
星2号 Cd1 4.19c 0.44c 0.34c 4.97c
Xing No.2 Cd2 30.76b 3.26b 2.43b 36.44b
Cd3 41.86a 7.92a 5.24a 55.03a
湘晚籼13号 Cd1 1.71c 0.32c 0.20c 2.23c
Xiangwanxian No.13 Cd2 8.80b 1.92b 1.23b 11.96b
Cd3 15.25a 3.16a 2.18a 20.58a

表4

土壤Cd含量对稻穗各部分Cd分配比例的影响"

品种
Variety		 Cd浓度
Cd concentration		 占穗部Cd总量比例(%)
Proportion to total Cd in panicle
实粒
Filled grain		 空粒
Empty grain		 枝梗
Branch
天优华占 Cd1 83.32 11.35 5.33
Tianyouhuazhan Cd2 79.21 13.65 7.14
Cd3 73.80 15.80 10.40
星2号 Cd1 84.28 8.88 6.84
Xing No.2 Cd2 84.40 8.94 6.66
Cd3 76.07 14.40 9.53
湘晚籼13号 Cd1 76.58 14.38 9.04
Xiangwanxian No.13 Cd2 73.62 16.08 10.30
Cd3 74.10 15.33 10.57
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