硅、钙和硼对水稻吸收、积累锑的影响及其缓解机制研究

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1、分类号密级UDC单位代码10733甘肃农业大学硕士学位论文硅、钙和硼对水稻吸收、积累锑的影响及其缓解机制研究EffectsofSiliconandBoronandCalciumonAntimonyuptakebyRicePlants(Oryzasatival.)andPossibleMechanisms向猛指导教师姓名蔡立群副教授（甘肃农业大学兰州730070）学科专业名称土壤学研究方向土壤养分论文答辩日期2015年6月2日学位授予日期2015年6月10日答辩委员会主席牛世全教授评阅人李小刚教授梁东丽教授2015年6月摘

2、要锑是一种致癌的微量元素，并广泛存在于环境中，摄入过量的锑会对人体健康产生严重的危害。近年来由于环境中锑污染问题日益严重，以及经食物链给人身体健康带来的风险日益加重，使得人们越来越关注食品中的锑污染问题。水稻是中国乃至整个亚洲的主要粮食作物之一，同时也是欧美等国除海产品以外锑暴露的主要途径之一。因此，研究一种行之有效的方法用以降低锑经食物链给人体健康所带来的风险是迫在眉睫的。硅、硼和钙是水稻良好生长的必需元素，增施硅、硼和钙肥不仅能增加产量，而且能显著地提高作物在各种胁迫条件下的抗逆能力。本文着重研究硅、硼和钙对水稻吸收

3、Sb(V)和Sb(III)的影响、作用程度及其中可能存在的机理。目前国内外有关的研究还很少，这也正是本论文主要研究的问题。本研究采用水培体系研究了硅、硼和钙对水稻吸收锑的影响及其可能存在的作用机理，结论如下：-1(1)添加10和30μmol·L的Sb(III)或Sb(Ⅴ)均对水稻生长有抑制作用，影响水稻的生-1物量，Sb(III)较Sb(Ⅴ)处理对水稻生长毒害更明显，添加1.0和2.0mmol·L的Si对水稻生物量影响没有达到显著水平，增加B用量可缓解Sb对水稻的毒害，尤其对Sb(III)处理的-1水稻毒害缓解作用更明显

4、，添加低浓度(5mmol·L)的Ca对水稻生物量影响没有达到显著-1水平，但添加高浓度Ca(20mmol·L)可显著地提高水稻茎叶和根系的干重，分别比对照提高了26.5%和42.9%；(2)三价Sb和五价Sb的添加可显著地影响水稻根系和茎叶对Si、B和Ca的吸收积累。-1当Sb(III)和Sb(Ⅴ)浓度均为30μmol·L时，可导致水稻茎叶Si含量分别比对照处理降低52.2%和23.5%，水稻根系Si含量分别降低46.0%和36.0%（Si1.0处理下），水稻茎叶Ca含量比对照处理降低49.4%，而Sb(Ⅴ)处理却显著提

5、高水稻茎叶和根系Ca含量26.2%和50.4%（Ca5.0处理下），水稻茎叶和根系B含量分别比不施Sb的对照处理降低57.6%和-175.6%（Sb(III)30μmol·L）；(3)添加Si、B和Ca可以显著地降低水稻根系和茎叶对Sb的吸收积累。添加1.0和-12.0mmol·L的Si可导致水稻根系和茎叶Sb浓度分别比对照降低52.0-88.4%和-1-124.6-45.4%(10μmol·L三价Sb处理)；29.3-67.2%和19.4-24.0%(30μmol·L三价Sb处理)；-1-153.8-75.5%和34.

6、8-49.6%(10μmol·L五价Sb处理)；75.1-85.1%和25.3-58.8%(30μmol·L五价Sb处理)；水稻根系的Sb含量均随着B浓度的增加而显著地降低，但是水稻茎叶Sb含-1量随B浓度的增加变化不一样；添加5.0和20mmol·L的Ca可导致水稻根系和茎叶Sb-1浓度分别比对照降低37.8-73.8%和38.0%-49.6%(10μmol·L三价Sb处理)；19.0%-79.4%-1和42.6%-71.8%(30μmol·L三价Sb处理)；对茎叶Sb浓度不显著（Ca5.0处理），72.3%-1-1和

7、54.8%-92.5%(10μmol·L五价Sb处理)；34.3%-70.6%和74.1%-84.6%(30μmol·L五价Sb处理)。总之，我们的试验结果表明硅、硼和钙可以显著减少水稻植株对Sb(V)和Sb(III)的吸收，初步的研究表明硅、硼和钙抑制水稻锑吸收的机理可能是由于在向地上部转运阶段Sb(III)与Si、B和Ca之间发生竞争转运，从而减少了水稻植株对锑的吸收和累积。关键词：硅；硼；钙；锑；水稻；交互作用；毒害；富集系数SummaryAntimony(Sb)isawidespreadenvironmental

8、contaminant.Sb-contaminatedsoils,sedimentsandwaterbodiesaremajorsourcesofSbcontaminationinfoodchains.Arecentriskanalysissuggeststhatconsumptionofricewithelevat