镉低积累作物筛选及其与超富集植物间套作应用进展

我国农业用地镉污染严重,对农作物安全生产带来巨大隐患,被政府部门和诸多科研人员所重视。在确保农作物安全生产和改善农业生态环境的前提下,筛选并推广具有低积累镉功能的农作物品种,以及开展镉超标农田植物修复技术等研究,是我国农业高效、安全和可持续发展的迫切需要。介绍了目前我国耕地镉污染情况,探讨了镉低积累农作物的研究意义及筛选进展,报道了镉超富集植物筛选工作,阐述了利用镉低积累作物与超富集植物间套作应用于镉污染耕地研究状况。针对存在问题提出了建立基于有效性的土壤镉浸提态评价指标、加强镉低积累农作物筛选力度及完善镉低积累农作物与超富集植物间套作相关技术研究等对策建议。

镉低积累作物分子生物学研究进展

[目的]了解基因型在植物吸收、运输、拒镉过程中的作用,有助于开展镉低积累作物研究工作。[方法]通过大量文献阅读,分类、统计出与镉吸收、运输、积累有关的基因。[结果]近几年,已鉴定出多个与Cd2+吸收和转运有关的基因或数量性状基因座(Quantitative trait locus, QTLs)。其中,多个基因家族的成员参与了植物中Cd2+的吸收、转运和积累过程,包括HMA、ABC、NRAMP、IRT、CAX、CET、MTP、MATE、LCT等基因家族。研究作物耐镉、拒镉机理及相关基因在该过程中的作用,对镉低积累作物的遗传育种有导向意义。

重金属低积累作物在农田修复中的研究与应用

随着农田重金属污染的日益严重,土壤重金属污染修复技术受到广泛关注。作物吸收积累重金属不仅在种间差异显著,在种内差异也十分显著,这为重金属低积累品种的培育和筛选提供了可能。本文综述了重金属低积累作物品种筛选的原则和要求、作物积累重金属的种间和种内差异、作物低积累重金属的机制以及低积累品种在农田重金属污染修复中的应用等研究进展,并提出今后相关研究重点。

研究不同程度的Cd胁迫下多种效态Si对低积累品种水稻生长的影响效果

通过试验,研究了在中度Cd污染偏酸性土壤中分不同实验处理下的修复效果以及水稻对Cd的富集效应。结果表明:五种不同的修复措施都对土壤的理化性质产生了一定的影响,其中pH值均升高,且最高可以达到2个以上的单位;且P4+Si的修复措施最佳,大大降低了Cd在土壤中的活性。相较对照组的作物稻米中Cd含量降低最大达到21.39%。

河南省洛阳市不同农作物中镉富集规律及镉轻度污染区农业种植建议

【研究目的】本文主要是为了筛选镉低积累农作物,研究农作物中镉的影响因素,指导农田土壤镉轻度污染区的安全利用。【研究方法】通过对洛阳市大田种植的23种农作物可食部分以及根系土中镉及其他元素的测试,应用数理统计与相关性分析,结合地质矿产特征,研究了洛阳市土壤中镉超标原因,不同农作物中镉的富集规律和影响因素,筛选出镉低积累农作物。【研究结果】农作物土壤中镉超标点位占总点位数的6.98%,农作物超标点位占总点位的0.84%,农作物超标点占土壤轻微轻度超标点的12%,镉轻微轻度超标土壤中农作物超标率低。各种农作物可食部分中镉平均含量从大到小排列为:花生>秋葵>豇豆>绿豆>大豆>黑豆>芝麻>油菜籽>辣椒>小麦>大蒜>红小豆>谷子>毛豆>豆角>玉米>红薯>樱桃>石榴>梨>银条>苹果>葡萄。土壤中镉全量与镉不同形态均呈显著正相关。进行相关性分析的16种农作物中,农作物中镉与土壤中镉8种呈正相关,4种呈负相关,4种无相关。2种农作物中镉与pH呈正相关,11种农作物中镉与pH呈负相关,3种农作物中镉与pH无相关。13种镉BCF与pH呈负相关,3种镉BCF与pH呈正相关。15种镉BCF与农作物中镉呈正相关,1种镉BCF与农作物中镉呈负相关。影响农作物中镉含量的因素主要是土壤pH值,其次是土壤中镉。各种农作物中镉与土壤和农作物中硒、钼、锌以及其BCF呈现不同的相关性。镉轻微轻度污染区,种植苹果、石榴、银条、梨、红薯、玉米、大蒜、葡萄、豆角、樱桃可以安全利用。芝麻、油菜籽、谷子、小麦、花生种植在碱性土壤中也可以安全利用。豆类作物也是镉轻微轻度污染区适合种植的农作物。小麦中镉超标区种植芝麻、油菜籽、谷子、红薯、玉米等粮油作物和苹果、梨、葡萄、樱桃等水果均可以安全利用,提高土壤pH值也可以降低小麦对镉的吸附。【结论】不同农作物镉富集规律与影响因素的研究,为研究区土壤镉轻微轻度污染区的安全利用提供了科学依据。

重金属污染土壤植物修复与利用研究进展

土壤重金属污染使可用耕地面积减少,影响作物的生长发育,甚至导致粮食作物中重金属含量超标,严重威胁人类健康,因此,揭示蛋白质水平、基因水平上植物对重金属的响应,可为重金属污染下农作物的基因工程育种提供分子依据;筛选出重金属低积累农作物,有助于对重金属低污染农田的充分利用;研究各类改良剂对植物修复的影响,既能增加农作物的生物量,又能提高土壤重金属污染的修复效率。从植物耐重金属的分子机理、重金属低积累农作物的筛选、改良剂在降低农作物重金属含量中的使用和植物—微生物、植物—化学联合修复措施的采用等方面对重金属污染土壤植物修复与利用的研究进行了综述,并对今后的研究重点进行了展望。