[发明专利]一种鉴定水稻品种籽粒镉积累环境稳定性的方法

说明书

技术领域

本发明属于农业食品安全技术领域，具体涉及一种鉴定水稻品种籽粒镉积累环境稳定性的方法。

背景技术

镉(Cd)是农业环境中最危险的重金属元素之一，其居联合国环境规划署提出的12种具有全球性意义的危险化学物质之首。镉是人体非必需元素，在人体中的半衰期达20～40年之久，可引发“骨痛病”、肾损害等。长期以来受工业“三废”超标排放等因素影响，农产品产地污染相当严重，特别是近年来有色金属的开发利用加快，加之土壤重金属背景值偏高，土壤环境酸化等，局部的土壤重金属污染呈加重趋势。据农业部统计，我国有10％的耕地面积存在镉污染超标问题，镉等重金属污染的粮食每年在100万吨以上，大量研究证明水稻是吸镉能力最强的大宗谷类作物，甚至出现“镉米”，其污染面之大、污染物含量之高，已严重影响了农产品质量安全和市场竞争力，威胁到人类身体健康。

在土壤—植物—人的特殊传递途径中，土壤间接起到了“污染源”的作用，而土壤一旦遭受重金属污染，将难以彻底清除，具有长期性和不可逆性。目前的治理途径主要有三种：一种是污染土壤的治理，通过土壤重金属活性调节，降低土壤重金属的有效态含量，从而减少植物吸收量；第二种是利用对重金属低富集的品种，在不影响经济产量的同时减少农产品重金属含量；第三种是通过生物技术手段，在不影响产量的条件下调节植物对重金属的吸收与向经济器官转运。方法一的污染土壤治理通常有生物修复、化学修复及工程措施等，工程治理措施往往因工程量大、费用高，并且有可能对土壤生态功能造成破坏而受到限制；方法三的生物修复在短期内难以达到修复效果，且后续的富镉产品尚无妥善处理技术。方法二的重金属低积累品种具有应用、实施简单有效，无二次污染等优点，以水稻为例，根据不同基因型水稻对重金属镉的吸收、转运和籽粒积累存在显著差异的原理，目前已应用的技术是在镉污染土壤进行种植，比较同水平条件下籽粒的镉含量，筛选出籽粒镉低积累的品种推广应用，可有效降低镉污染地区稻米镉含量。发明人在从事水稻镉研究过程中发现，水稻对土壤镉的吸收积累是个极其复杂的过程，不仅与土壤污染水平、不同品种的富集特性有关，而且多数水稻品种在相同污染土壤水平下，同一个品种在不同生长环境条件下的籽粒镉含量存在5‐100倍的差异，变异幅度因品种不同而不同。分析环境对水稻镉吸收和向籽粒运转影响的主要原因是：水稻生长发育经历营养生长、生殖生长数个阶段，其中影响籽粒镉含量的三个关键生育期分别为分蘖盛期、抽穗期、灌浆期，水稻分蘖盛期是营养生长最旺盛的阶段，水稻根系对必须矿质元素吸收积累的同时，也将重金属镉离子大量吸收积累存储在根、茎、叶组织；水稻抽穗期的生长中心由营养器官转向生殖器官，根系镉吸收的存在直接向生殖器官输送的特性；水稻灌浆期的生长中心为生殖器官，即籽粒的营养物质积累最旺盛时期，也是重金属元素积累的关键时期。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种鉴定水稻品种籽粒镉积累环境稳定性的方法，克服现有大田自然环境筛选低隔水稻品种年度之间重复性差的不足，鉴定出镉吸收、运转关键生育期不受降水量减少和气温剧升两个因素影响的低镉水稻品种，为农业粮食安全和保护人们身体健康作出贡献。

本发明采用的技术方案是：

一种鉴定水稻品种籽粒镉积累环境稳定性的方法，将水稻品种用镉含量超标的土壤盆栽种植，在水稻品种的分蘖盛期、抽穗期、灌浆期分别进行一次土壤含水量处理和一次空气温度处理，水稻成熟后，检测精米镉含量，精米镉含量低于国家标准0.2mg/kg，则表明该品种在同等镉污染水平下属于环境稳定低镉品种。

上述技术方案中，所述的用镉含量超标的土壤盆栽种植，是指镉含量为0.6—1.5mg/kg的土壤盆栽种植。

上述技术方案中，所述的一次土壤含水量处理是指：在水稻品种进入分蘖盛期、抽穗期、灌浆期后分别进行缺水处理，应用便携式水分测定仪每天监测土壤体积含水量，在土壤体积含水量为40％后继续缺水处理3天，随后复水至稻谷成熟。

上述技术方案中，所述的一次空气温度处理是指：在水稻品种进入分蘖盛期、抽穗期、灌浆期后分别移入人工气候室控制空气温度，设置白天12小时35℃，晚上12小时25℃条件处理5天，随后转移到自然温度和常规土壤水分条件下培养至稻谷成熟。

上述技术方案中，所述的鉴定水稻品种籽粒镉积累环境稳定性的方法，具体步骤如下：