叶施谷胱甘肽对水稻镉和矿质元素含量的影响

• 作者: 刘雅萍 王常荣 任兴华 刘月敏 黄永春 刘仲齐 张长波
• 来源期刊: 农业环境科学学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 谷胱甘肽 水稻 镉 矿质元素 叶面喷施
• 年，卷（期）: 2023,（9）
• 所属期刊栏目: 环境健康与农产品安全（农业农村部产地环境污染防控重点实验室协办）
• 页码范围: 1864-1874
• 页数: 10页
• 分类号: X173
• 语种: 中文
• DOI: 10.11654/jaes.2022-0118

摘要

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。