不同物料富锰基质育秧对分蘖期水稻的降镉潜能与机制

我国稻米镉(Cd)超标问题较为严峻,培育富锰(Mn)秧苗具有降低水稻吸收Cd的潜力,但目前缺乏成熟的富Mn育秧基质。以泥炭(N)、蛭石(Z)、椰糠(Y)、黄泥(H)、有机肥(F)和稻壳炭(D)为基质原料,按照不同原料配比制备8种富Mn基质,以常规基质(60%泥炭+20%椰糠+20%蛭石,60N20Y20Z)为对照,比较研究各基质理化特征、秧苗生长及Mn浓度、移栽后水稻镉吸收转运规律,探讨富Mn基质对水稻的降镉潜能及相关影响因素。结果表明:各基质富Mn后全Mn含量比对照(369 mg·kg^(-1))提升了1.07~2.38倍,为764~1247 mg·kg^(-1),且基质全Mn含量与容重呈显著负相关,与其他理化参数关系不明显;不含黄泥的富Mn基质明显抑制秧苗生长,植株根系和茎叶干重较对照分别下降23.8%~50.1%和15.8%~39.2%,而含黄泥的富Mn基质则不影响水稻生长,甚至有促生作用;含黄泥富Mn基质的秧苗Mn吸收效率比对照高0.15~3.74倍,且黄泥占比越高,秧苗对Mn的吸收效率越高;反之,不含黄泥的富Mn基质则不利于秧苗对Mn的吸收;因此,40%泥炭+20%椰糠+20%蛭石+20%黄泥(40N20Y20Z20H)富Mn基质处理中秧苗根系和茎叶Mn浓度最高;秧苗移栽后,富Mn基质40N20Y20Z20H育秧处理使分蘖期水稻根部和地上部Cd浓度分别下降16.0%和39.6%,且根部Cd向地上部的转运系数降低27.5%。富Mn基质40N20Y20Z20H育秧配合基施石灰可使水稻地上部Cd浓度进一步下降65.8%;结构方程模型(SEM)结果显示,水稻根部Mn浓度对根系Cd吸收和转运均有抑制作用,从而影响了水稻地上部Cd浓度。40%泥炭+20%椰糠+20%蛭石+20%黄泥富Mn基质对促进水稻生长和降低Cd吸收的效果较好,具有较好的田间应用前景。