品种差异及肥料的施用对辽宁地区玉米重金属积累能力的影响

Due to long-term irrigation with industry wastewater, concentrations of heavy matels, especially for Cadmium is very high in these sewage irrigation regions.Compared to hysical and chemical remediation, which is with high costs and environmentally unfriendly, and phytoremediation which need long remediation period, and biological and nano-repair technology which are not yet mature, selection and application of low-accumulation crop varieties is currently one of the main methods to deal with food safety issues. This study aims to compare cadmium concentration in different maize varieties which are planted in soil of different cadmium concentrations (> 1mg / kg and 0.6 ~ 1 mg / kg groups). with Zhangshi sewage irrigation regions soil of two different cadmium concentrations, pot experiment study is introduced to study two difference of cadmium accumulation in approximately 50 different maize varieties. Then with a preliminary screening of low accumulation 5-10 corn varieties as research object, modifier (Silicon, peat pot experiment, chicken manure) as reinforcing measures was imply to reduce the concentration of cadmium in corn in pot.Field experiments are employed to verify the stability of the resulting varieties and modifier. Finally low-Cadmium maize varieties on cadmium, and reinforcing measures are proposed.

早年的污水灌溉造成大面积污灌区土壤重金属（尤其是镉）的污染严重，物理化学修复技术成本较高、环境不友好，植物修复周期较长，生物和纳米修复技术尚不成熟，因而低积累农作物品种的筛选和应用成为目前解决食品安全问题的主要方法之一。本研究拟研究不同镉浓度（>1mg/kg、0.6~1 mg/kg两组）下不同玉米品种镉积累量的区别，以张士灌区不同镉浓度区域土壤为镉污染土壤，通过盆栽实验研究两种土壤中约50种不同玉米品种镉积累量的区别，继而以初步筛选出的5-10种玉米低积累品种为研究对象，通过盆栽实验研究改良剂（高、低浓度硅肥、草炭、鸡粪）作为强化措施，对玉米中镉浓度的降低能力，并通过室外田间实验验证所得品种和强化方法的稳定性。最终得到不同玉米品种对镉的积累能力，及肥料对低积累品种镉积累能力的影响。

玉米是我国目前播种面积最大、产量最高的作物。本研究比较分析不同玉米品种重金属Cd积累差异并筛选低积累品种，探究肥料对玉米重金属积累的影响，为中轻度污染土壤中种植玉米提供理论基础。.研究主要内容包括：不同品种玉米对Cd的积累差异研究；肥料和间种对不同浓度Cd污染土壤上玉米重金属积累的影响研究；肥料强化对不同品种玉米籽粒的重金属的影响田间实验研究；品种差异对辽宁地区玉米Cd积累能力的机理研究。.得出重要结果如下：不同品种玉米幼苗地上部分和根系重金属含量和转运系数都具有一定显著差异；根中的Cd 与Cr、As、Pb和Cu含量之间存在着强显著性相关关系；根中的Cd含量与玉米生物量呈显著的正相关关系。玉米幼苗中的Cd含量与其光合特征无显著相关关系。Cd污染增加会降低玉米幼苗中As、Ni和Cr等重金属的含量，有机肥的施用可降低玉米根系中As、Ni和Cr的含量和地上部分As和Ni的含量，但会使地上部分中Cd和Cr的含量上升；硅肥喷施对玉米中Cu、Cr、Ni、Cd和As等重金属含量的影响不显著也不普遍；而喷施硒肥可稳定有效地降低各品种玉米籽粒对Cu、Cr、Ni、Cd和As等重金属的积累，硅硒混施并未表现出明显的协同或拮抗作用。.得出关键数据如下：玉米生长28天后，40个品种玉米地上部分Cd含量最大相差3.7倍，而根系Cd含量最大相差13.6倍，Cd的转运系数在0.30~16.34之间变化；有机肥、硅肥的土壤施用不会降低玉米幼苗中的重金属含量；叶面施用硒肥可将综合污染指数降低29%~47%，使丹糯6号中重金属的含量除Cd元素外符合国家标准。.科学意义：研究比较了不同品种玉米重金属积累能力差异；探究了多种重金属在玉米中积累的作用规律；分析了光合特征和生物量对玉米重金属积累的影响；讨论了肥料作为低积累强化措施的可行性；后续正开展中的研究将揭示不同品种玉米Cd积累能力差异的生物化学和分子生物学机理。.