褚軍杰，馬進(jìn)川，鄒平*，王強(qiáng)，陳照明，葉靜，馬軍偉*

（1.浙江農(nóng)林大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，杭州 311300；2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境資源與土壤肥料研究所，杭州 310021）

鎘（Cd）是一種不參與植物生命活動(dòng)的非必需元素，被視為毒性最強(qiáng)的重金屬之一，已被歸類為人類慢性致癌物[1]。水稻作為我國(guó)主要糧食作物之一，對(duì)土壤中的Cd 具較強(qiáng)的吸收和積累能力，且Cd 易轉(zhuǎn)移到籽粒中危害人體健康[2]?！度珖?guó)耕地土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》顯示，中國(guó)19%的耕地正面臨重金屬污染，其中Cd 污染點(diǎn)位超標(biāo)率高達(dá)7.0%[3]。在諸多修復(fù)技術(shù)中，科學(xué)水分管理技術(shù)因其操作簡(jiǎn)單、清潔環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注，但不合理的灌溉會(huì)導(dǎo)致水資源浪費(fèi)、灌溉成本增加，還易造成水土資源的流失。因此合理優(yōu)化水分管理時(shí)間、揭示部分降Cd 機(jī)理對(duì)該技術(shù)的推廣應(yīng)用具有重要意義。

水稻不同生育期對(duì)養(yǎng)分和水分的需求不同，植株Cd 吸收和分配也存在差異，對(duì)水稻關(guān)鍵生育期水分管理進(jìn)行研究，滿足水稻自身生長(zhǎng)需要的同時(shí)也提高了水稻降Cd 的效率。易鎮(zhèn)邪等[4]的研究發(fā)現(xiàn)在齊穗至灌漿中期間歇灌溉能有效降低水稻籽粒Cd 含量。另有研究表明，水稻抽穗期和灌漿期前后淹水對(duì)水稻糙米Cd 含量的降低效果顯著[5-6]。水稻糙米Cd 的積累與水稻根系對(duì)Cd 的吸收以及轉(zhuǎn)移分配密切相關(guān)，淹水條件下土壤固相的吸附、S2-與Cd2+共沉淀的增加以及共存離子活性的改變導(dǎo)致土壤Cd活性下降[7]，根系對(duì)Cd 吸收減少，籽粒Cd 積累下降。目前對(duì)不同水分管理下土壤Cd 活性改變對(duì)水稻根系Cd 吸收影響的探討較多，但忽略了水分管理對(duì)水稻內(nèi)部Cd 轉(zhuǎn)運(yùn)分配的影響，糙米Cd 的積累是否與莖Cd 的積累有關(guān)，當(dāng)莖Cd 的積累達(dá)到一定量時(shí)籽粒Cd 含量是否會(huì)超標(biāo)等問(wèn)題。灌漿結(jié)實(shí)期是水稻籽粒形成和Cd積累的關(guān)鍵時(shí)期，對(duì)該時(shí)期進(jìn)行不同水分管理下水稻Cd轉(zhuǎn)移及分配情況的探討有助于更全面了解水分管理對(duì)水稻籽粒Cd積累的影響。

本文以Cd 污染土壤為研究對(duì)象，以水稻灌漿期淹水和濕潤(rùn)灌溉為切入點(diǎn)，以甬優(yōu)538 為試驗(yàn)品種，開展盆栽試驗(yàn)，探究不同水分管理措施下水稻產(chǎn)量、各器官Cd含量、Cd積累量和Cd傷流強(qiáng)度的動(dòng)態(tài)變化情況，分析水稻Cd 吸收轉(zhuǎn)移及籽粒Cd 積累的規(guī)律，為Cd污染農(nóng)田的水稻安全生產(chǎn)提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)于2020 年7 月至11 月在浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境資源與土壤肥料研究所科研網(wǎng)室中進(jìn)行。供試Cd 污染土壤于2020 年6 月采自浙江省紹興市某Cd污染稻田，依據(jù)中國(guó)土壤發(fā)生分類系統(tǒng)和《浙江土種志》，該稻田屬青粉泥田。土壤基本理化性狀為：pH值為6.78，有機(jī)質(zhì)和全氮含量分別為56.14、3.67 g·kg-1，有效磷和速效鉀含量分別為29.49、224.00 mg·kg-1，總Cd 和有效態(tài)Cd 含量分別為1.551、0.852 mg·kg-1。根據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 15618—2018），該試驗(yàn)土壤Cd 含量高于農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值（0.6 mg·kg-1），屬Cd輕度污染土壤。供試水稻品種為浙江省2019—2021年主導(dǎo)雜交晚粳稻“甬優(yōu)538”，水稻種子由寧波市種子有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

盆栽所用塑料盆的長(zhǎng)、寬、高分別為440、230、190 mm，內(nèi)設(shè)2 個(gè)擋板，分3 格。將采集后的土壤樣品于室內(nèi)自然風(fēng)干后研磨，過(guò)2 mm篩備用，每盆填土量為12 kg（每格內(nèi)4 kg），填土高度為16 cm。每小格內(nèi)肥料用量按照N∶P2O5∶K2O=15∶5∶8 稱取，肥料與土壤充分混勻后裝盆，填土后注水至淹沒(méi)土壤并保持3 cm 水層，放置若干天至所有盆液面均無(wú)明顯變化為止。秧苗移栽時(shí)選取長(zhǎng)勢(shì)相似的水稻秧苗3 株（每格內(nèi)1 株），在分蘗初期（三分蘗）移栽，水稻盆栽實(shí)物圖如圖1 所示。本試驗(yàn)共3 個(gè)處理，15 次重復(fù)（破壞性取樣，5 次取樣×3 次重復(fù)），共45 格。在水稻分蘗、拔節(jié)、揚(yáng)花期初期和末期，灌漿期開始后第7、14、21、28、35 天以及曬田期進(jìn)行盆栽土壤樣品采集，測(cè)定土壤含水量，試驗(yàn)過(guò)程中各處理土壤含水量變化情況如圖2所示。

圖1 水稻盆栽實(shí)物圖Figure 1 Rice potted plant physical map

圖2 各處理土壤含水量變化情況Figure 2 Soil water content in different water treatments

1.3 樣品采集與處理

灌漿期淹水后第7、14、21、28、35 天，進(jìn)行水稻植株破壞性取樣，各處理每次取樣1 盆（3 格）。樣品采集后，洗凈水稻根系，將根、莖、葉、籽粒分裝后殺青烘干，稻谷用糙米機(jī)去殼后稱質(zhì)量，計(jì)干質(zhì)量；最后將植株各器官分別粉碎后保存，用于測(cè)定Cd含量。同時(shí)，在各時(shí)期進(jìn)行水稻植株傷流液采集，操作如下：將距植株根部5 cm 處的莖剪斷，把專用脫脂棉花放在莖截面上方并套上綁有橡皮圈的塑料袋進(jìn)行固定（質(zhì)量為m1），收集傷流液后，將棉花和塑料袋取回稱質(zhì)量（質(zhì)量為m2），傷流強(qiáng)度為m2與m1的差值。傷流液提取時(shí)間為18：00至次日8：00。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

土壤全Cd 和植株根、莖、葉、籽粒等器官Cd 含量均采用HNO3-H2O2微波消解-石墨爐原子吸收光譜儀測(cè)定；水稻植株傷流液經(jīng)1.0% HNO3浸提，用石墨爐原子吸收光譜儀測(cè)定Cd含量。

1.5 數(shù)據(jù)分析與處理

水稻各部位（根、莖、葉片、糙米和谷殼）Cd 積累量計(jì)算公式：

式中：Mi為水稻某一部位Cd 的積累量，μg·格-1；Ci為水稻該部位Cd 含量，mg·kg-1；mi為水稻該部位質(zhì)量，g·格-1。

水稻各部位（根、莖、葉、糙米）Cd轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)公式：

式中：TFi-j為轉(zhuǎn)移系數(shù)；Ci為水稻前端部位Cd 含量，mg·kg-1；Cj為水稻后端部位Cd含量，mg·kg-1。

中國(guó)人研究《易經(jīng)》研究了幾千年，《易經(jīng)》64卦還潛涵著多少奧秘仍然需要研究。八卦或64卦是哲學(xué)內(nèi)涵深刻、高度智慧、高度文明的成果，7000年或6000年前，人類處于新石器捕獵時(shí)期，發(fā)明八卦或64卦這樣高度文明成果的可能性極少，八卦或64卦很可能屬于人類史前文明成果或外星球人文明成果！

水稻Cd傷流強(qiáng)度計(jì)算公式：

式中：SLCd為水稻Cd傷流強(qiáng)度，μg·h-1·株-1；PSL為傷流強(qiáng)度，mg·h-1·株-1；CSL為傷流液中Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)，μg·kg-1。

水稻糙米Cd積累貢獻(xiàn)率計(jì)算公式：式中：Hi-j為糙米Cd 積累貢獻(xiàn)率，%；Ri為i時(shí)期糙米Cd 的積累量，μg·格-1；Rj為j時(shí)期糙米Cd 的積累量，μg·格-1；Rz為灌漿期間糙米Cd的積累量，μg·格-1。

所有數(shù)據(jù)均采用Excel 2021 和SPSS Statistics 26.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。采用LSD 法對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)（P<0.05），圖中所標(biāo)誤差線為3次重復(fù)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果與分析

2.1 水分管理對(duì)水稻灌漿期籽粒干物質(zhì)量的影響

水分管理方式是影響水稻產(chǎn)量的關(guān)鍵因子，灌漿期作為決定水稻產(chǎn)量的關(guān)鍵生育期尤為重要。不同水分管理?xiàng)l件下水稻在灌漿期的生長(zhǎng)狀況呈現(xiàn)一定差異（圖3）。水稻籽粒產(chǎn)量隨著灌漿時(shí)間的增加均呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)，至第35 天時(shí)達(dá)到最高水平。T2處理籽粒干物質(zhì)量在灌漿期內(nèi)均高于T1、T3處理，在灌漿第14 天和第35 天時(shí)顯著高于T1、T3 處理，說(shuō)明T2 處理能促進(jìn)水稻的生長(zhǎng)，增強(qiáng)水稻灌漿能力，提高產(chǎn)量。

圖3 不同水分管理?xiàng)l件下水稻灌漿期籽粒的干物質(zhì)量Figure 3 Grain dry matter quality of rice under water management at grain filling stage

2.2 水分管理對(duì)水稻灌漿期植株各器官Cd含量的影響

水稻灌漿期根系Cd 含量變化情況如圖4（a）所示。在第7 天和第14 天時(shí)，處理間水稻根系Cd 含量差異顯著（P<0.05），與T2 相比，T1、T3 處理水稻根系Cd 含量分別降低10.2%~39.9%、40.5%~45.2%；第21、28、35 天時(shí)，T1 與T2、T3 處理差異顯著（P<0.05），T2與T3 處理間無(wú)顯著差異，T1 較T2、T3 處理水稻根系Cd 含量降低7.2%~43.7%、11.6%~44.2%。水稻灌漿期莖、糙米Cd 含量變化情況如圖4（b）和圖4（d）所示。整個(gè)灌漿期間，各處理水稻莖、糙米Cd含量差異顯著（P<0.05），T2、T3 處理水稻莖Cd 含量較T1 處理分別降低51.5%~61.9%、84.2%~90.7%，糙米Cd 含量較T1 處理分別降低31.8%~50.1%、75.2%~80.1%。水稻葉Cd含量變化情況見(jiàn)圖4（c），在整個(gè)灌漿期間，T1與T2、T3 處理水稻葉片Cd 含量差異顯著（P<0.05），T2、T3 處理水稻葉Cd 含量較T1 處理分別下降12.8%~53.7%、33.5%~58.6%；第7 和第14 天時(shí)，T2 與T3 處理間差異顯著（P<0.05），且T2>T3，第21、28、35天時(shí)無(wú)顯著差異。研究表明，不同水分管理下水稻各器官Cd 吸收量存在差異，T2、T3 處理有利于Cd 從土壤界面向根系遷移，促進(jìn)根Cd的吸收，但明顯減少了水稻莖、葉、糙米中Cd的含量。

圖4 不同水分管理?xiàng)l件下水稻灌漿期植株各器官的Cd含量Figure 4 Cd content in various organs of rice plants at grain filling stage under different water management conditions

2.3 水分管理對(duì)水稻灌漿期Cd傷流強(qiáng)度的影響

在整個(gè)灌漿期間，各處理Cd 傷流強(qiáng)度呈現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì)（圖5）。T1、T2 處理Cd 傷流強(qiáng)度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，在第14 天時(shí)達(dá)到最大值，傷流強(qiáng)度分別是第21 天的2.60、3.45 倍。T3 處理Cd 傷流強(qiáng)度呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)，但始終處于較低水平。第7 天和第14 天時(shí)，處理間水稻Cd 傷流強(qiáng)度差異顯著（P<0.05），且Cd傷流強(qiáng)度均為T1>T2>T3，其中T2、T3處理水稻Cd 傷流強(qiáng)度較T1 處理分別下降68.6%~73.0%、89.7%~92.7%；灌漿第21、28、35 天時(shí)，T1 與T2、T3 處理水稻Cd 傷流強(qiáng)度差異顯著（P<0.05），T2與T3 處理無(wú)顯著差異。研究表明，在水稻整個(gè)灌漿期間，水稻Cd由根到地上部轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間的差異顯著，其中灌漿開始至第14 天是水稻Cd 由根向地上部轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵時(shí)期，T2、T3 處理能顯著降低Cd 由根系向地上部的轉(zhuǎn)移。

圖5 不同水分管理?xiàng)l件下水稻灌漿期Cd的傷流強(qiáng)度Figure 5 Cd damage flow intensity in rice grain filling stage under different water management conditions

2.4 水分管理對(duì)水稻灌漿期各器官Cd轉(zhuǎn)移能力的影響

不同水分管理?xiàng)l件下水稻灌漿期各器官Cd轉(zhuǎn)移系數(shù)不同（表1），處理間TF根-莖的轉(zhuǎn)移能力為T1>T2>T3，T1、T2 處理呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)，第28 天時(shí)轉(zhuǎn)移能力最強(qiáng)，T3處理處于較低水平。處理間TF莖-葉的轉(zhuǎn)移能力為T3>T2>T1，T1 處理呈先下降后上升再下降的趨勢(shì)，第28 天時(shí)轉(zhuǎn)移能力最強(qiáng)；T2 處理呈“M”型變化趨勢(shì)；T3處理呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)，第28天時(shí)達(dá)到最大值。TF莖-谷殼的轉(zhuǎn)移能力均呈現(xiàn)先下降后上升的變化趨勢(shì)，在第7 天時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)能力最強(qiáng)。第7 天時(shí)，TF莖-糙米的轉(zhuǎn)移能力為T2>T3>T1；第35 天時(shí)，TF莖-糙米的轉(zhuǎn)移能力為T3>T2>T1。以上說(shuō)明淹水處理（T2、T3）能降低Cd 從根向莖的轉(zhuǎn)移能力，提高Cd 在莖與葉、糙米間的轉(zhuǎn)移。

表1 不同水分管理?xiàng)l件下水稻各器官Cd轉(zhuǎn)移系數(shù)Table 1 Cd transport coefficients in various organs of rice under different water management conditions

2.5 水分管理對(duì)水稻灌漿期各器官Cd積累量的影響

不同水分管理?xiàng)l件下水稻灌漿期各器官Cd 積累情況不同（圖6）。T1 處理各器官Cd 積累量大小為莖>根>糙米>葉>谷殼；T2 為根>莖>糙米>葉>谷殼；T3為根>莖>葉>糙米>谷殼。各處理水稻地上部各器官（莖、葉、糙米、谷殼）Cd 積累量大小均為T1>T2>T3。灌漿第35 天時(shí)，T2 處理水稻地上部各器官（莖、葉、谷殼、糙米）Cd 積累量分別較T1 降低37.4%、28.3%、42.0%和36.2%，T3 處理水稻地上部各器官（莖、葉、谷殼、糙米）Cd 積累量分別較T1 降低88.6%、35.4%、87.4%和76.3%，說(shuō)明淹水處理（T2、T3）降低了水稻莖、葉、糙米、谷殼中Cd的積累。

圖6 不同水分管理?xiàng)l件下水稻灌漿期各器官的Cd積累量Figure 6 Cd accumulation in various organs in rice grain filling stage under different water management conditions

不同水分管理?xiàng)l件下水稻灌漿期糙米Cd積累情況不同（表2）。灌漿開始至第7 天，處理間糙米Cd 變化量大小為T1>T2>T3；7~14 d 期間，處理間糙米Cd變化量大小為T2、T1>T3；14~35 d 期間，處理間糙米Cd 變化量大小均為T1>T2>T3。整個(gè)灌漿期間，T1、T3 處理糙米Cd 積累情況呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)，T2 處理呈現(xiàn)出“M”的趨勢(shì)，且各處理均在7~14 d期間達(dá)到最大值，T1、T2、T3 分別為0.94、0.93、0.30μg·格-1，該時(shí)期糙米Cd 積累貢獻(xiàn)率占整個(gè)灌漿期間的29.19%、45.37%、39.47%。在14~21 d 期間，T2、T3處理糙米Cd 積累量較低，而T1 處理仍處于較高水平，其糙米Cd 貢獻(xiàn)率是T2、T3 的4.2、1.7 倍，說(shuō)明T2、T3 處理有效降低了糙米在該時(shí)期的Cd 積累。灌漿開始至第21天，T1、T2、T3處理糙米Cd積累的貢獻(xiàn)率分別為78.0%、77.2%、72.4%，說(shuō)明該階段是水稻糙米Cd積累的高峰期。

表2 不同水分管理下水稻灌漿期不同階段糙米Cd積累情況Table 2 Cd accumulation in brown rice at different stages of rice grain filling under different water management conditions

2.6 不同水分管理?xiàng)l件下水稻灌漿期莖、葉與糙米Cd含量的相關(guān)性分析

不同水分管理?xiàng)l件下水稻灌漿期莖、葉與籽粒Cd 含量的相關(guān)性見(jiàn)圖7。整個(gè)灌漿期間，水稻莖Cd含量與糙米Cd 含量之間呈現(xiàn)顯著正相關(guān)（P<0.01），相關(guān)系數(shù)（R）為0.965 6，方程為y=0.144 6x+0.024 4，糙米Cd含量為0.2 mg·kg-1時(shí)，莖Cd含量為1.214 mg·kg-1。水稻葉Cd 含量與糙米Cd 含量之間呈顯著正相關(guān)（P<0.01），R為0.804 4，方程為y=1.011 7x-0.041 9。研究表明，灌漿期間糙米Cd 含量與水稻莖、葉Cd 含量密切相關(guān)，Cd從莖向糙米的轉(zhuǎn)運(yùn)更為重要。

圖7 不同水分管理下水稻灌漿期莖、葉與糙米Cd含量的相關(guān)性Figure 7 Linear relationship diagram of correlation between Cd content in stem，leaf and brown rice at grain filling stage of rice under different water management conditions

3 討論

3.1 水分管理與水稻糙米干質(zhì)量的關(guān)系

水稻灌漿期間保持適量土壤水分有利于提高產(chǎn)量，而與連續(xù)淹水條件相比，土壤水分嚴(yán)重缺乏會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量降低[8]。本研究顯示，與濕潤(rùn)灌溉和全生育期淹水相比，灌漿期淹水處理水稻產(chǎn)量顯著增加，其原因可能是：灌漿期淹水處理在孕穗期階段采用濕潤(rùn)灌溉方式，有助于水稻根系與氧氣的接觸，增強(qiáng)了根系活力；同時(shí)土壤養(yǎng)分活性增強(qiáng)，能更好地滿足水稻養(yǎng)分需求。水稻灌漿期淹水有利于養(yǎng)分從根系向糙米的運(yùn)輸，提高灌漿效率；水分供應(yīng)不足，水稻葉片光合速率下降[9]，不利于籽粒干物質(zhì)的積累。與常規(guī)全生育期淹水不同，本研究在水稻分蘗末期進(jìn)行了適度曬田處理，這不僅改善了土壤根系微環(huán)境，促進(jìn)了根系的生長(zhǎng)，也有效減少了無(wú)效分蘗，有利于水稻穩(wěn)產(chǎn)[10]。

3.2 水分管理與水稻Cd傷流強(qiáng)度的關(guān)系

水稻傷流強(qiáng)度作為作物地上部與地下部聯(lián)系的關(guān)鍵指標(biāo)，其強(qiáng)弱能直接反映營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸狀態(tài)[11]，有助于更全面地了解不同階段物質(zhì)運(yùn)輸?shù)那闆r。本研究表明，不同水分管理下水稻Cd 傷流強(qiáng)度存在較大差異，且濕潤(rùn)處理明顯大于淹水處理。這一方面可能是與突發(fā)性淹水條件下水稻根系泌氧能力的改變[12]引起水稻根系有氧呼吸減弱，降低了Cd 的轉(zhuǎn)移效率有關(guān)；另一方面可能是與水稻根系液泡滯留作用有關(guān)[13]。本研究發(fā)現(xiàn)，整個(gè)灌漿階段，水稻Cd 傷流強(qiáng)度存在明顯的變化且灌漿開始前兩周Cd 含量較高，說(shuō)明該階段是Cd 轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵期。俄勝哲等[14]對(duì)水稻灌漿過(guò)程籽粒中Fe、Mn、Cu、Zn、Ca、Mg等元素的動(dòng)態(tài)研究表明，在開花后礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素快速降低，開花20 d 后基本保持穩(wěn)定，這與本研究結(jié)果相一致。另外，灌漿末期水稻Cd 傷流強(qiáng)度明顯降低，但水稻葉片Cd含量仍處于較高水平，這可能與后期植株內(nèi)部存在Cd的再分配有關(guān)，其中濕潤(rùn)灌溉下較為明顯。

3.3 水分管理與水稻各器官Cd轉(zhuǎn)移和積累的關(guān)系

Cd 被水稻根系吸收后，經(jīng)過(guò)水稻根、莖、葉維管組織轉(zhuǎn)運(yùn)到籽粒。研究表明[15]，淹水條件可以降低水稻根系Cd 向上運(yùn)輸，地上部各器官（莖、葉、糙米）Cd含量均低于根系。本研究也顯示，濕潤(rùn)灌溉處理水稻莖、葉Cd 含量高于淹水處理，成熟期葉片Cd 含量呈明顯下降趨勢(shì)而莖Cd 含量明顯上升，但葉片Cd 在淹水條件下再分配情況較不明顯。推斷原因可能與水稻成熟期葉片逐漸枯黃，葉綠體減少而使葉片蒸騰作用減弱[16]，Cd 移動(dòng)性減小有關(guān)；土壤淹水條件有利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的供給，葉片衰老減慢。另外，Wan 等[17]認(rèn)為水稻Cd 主要通過(guò)兩種途徑從土壤轉(zhuǎn)移至籽粒：一個(gè)是從根部吸附，通過(guò)木質(zhì)部轉(zhuǎn)移到芽，運(yùn)輸?shù)饺~片，最后通過(guò)韌皮部重新分配到籽粒的復(fù)雜過(guò)程；另一個(gè)是大多數(shù)籽粒Cd 的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑，即在水稻灌漿期通過(guò)木質(zhì)部和維管由根部直接轉(zhuǎn)移到發(fā)育中的籽粒。

水稻營(yíng)養(yǎng)器官（根、莖、葉）對(duì)Cd的轉(zhuǎn)移與積累是決定糙米中Cd 含量的關(guān)鍵[18]。本研究表明，在整個(gè)灌漿期，淹水處理水稻莖、葉、糙米Cd 含量均低于濕潤(rùn)處理，并且Cd 從根系向地上部的轉(zhuǎn)移和糙米Cd 積累能力明顯下降，灌漿期淹水處理能有效降低水稻籽粒Cd 的積累，這與已有報(bào)道相一致[19-20]。淹水條件下，Cd 以在根系積累為主，水稻莖Cd 積累量明顯下降。吳佳等[21]和張雨婷等[22]也有類似發(fā)現(xiàn)。其原因可能是淹水條件有利于根表皮細(xì)胞層質(zhì)外體的形成[23]，葉片氣孔部分關(guān)閉，葉片光合速率減弱[24]，進(jìn)而影響Cd 向地上部的轉(zhuǎn)移。另有研究表明，淹水條件下水稻籽粒Cd 含量的減少與莖葉間Cd 流動(dòng)性的改變有關(guān)[25]。水稻灌漿期淹水處理對(duì)籽粒Cd 積累的減少具有良好的效果，使糙米Cd 含量低于0.2 mg·kg-1，符合《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》（GB 2762—2017），實(shí)現(xiàn)了Cd 輕度污染稻田的安全利用。本研究發(fā)現(xiàn)，水稻籽粒Cd 含量與水稻莖Cd 含量呈顯著正相關(guān)，當(dāng)莖Cd 含量≥1.214 mg·kg-1時(shí)，籽粒Cd 含量存在超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)，說(shuō)明水稻莖Cd 的含量是決定水稻籽粒Cd 積累量的關(guān)鍵，這與前人研究相一致[26]。淹水處理水稻莖和糙米Cd 含量顯著降低，說(shuō)明水稻莖Cd 含量的減少是籽粒Cd 積累量下降的主要原因之一。

4 結(jié)論

（1）分蘗末期濕潤(rùn)灌溉-灌漿期至成熟期淹水的水分管理方式能夠提高水稻籽粒產(chǎn)量，降低籽粒Cd含量，在水資源高效利用方面具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，更符合稻田農(nóng)事習(xí)慣。

（2）灌漿開始至第21 天是Cd 由根向地上部運(yùn)輸和水稻籽粒Cd 積累的高峰期，水稻籽粒Cd 的積累與水稻莖Cd 含量密切相關(guān)，淹水處理水稻莖Cd 含量的減少是水稻籽粒Cd積累量下降的主要原因之一。