【摘要】：硒是人體必需的微量營養(yǎng)元素之一,適量的硒攝入對于維持人體健康的免疫體系和預(yù)防癌癥風(fēng)險具有非常重要的意義。水稻作為中國和世界人口的主食,通過土壤-水稻系統(tǒng)進(jìn)行硒營養(yǎng)生物強化,提高水稻籽粒硒含量,是從源頭上改善人體硒營養(yǎng)均衡和健康的根本途徑。為此,本論文研究土壤-水稻系統(tǒng)硒營養(yǎng)生物強化調(diào)控效應(yīng)以及農(nóng)藝生物強化策略的成本效益分析,該項研究對于改善人體硒營養(yǎng)均衡和健康,特別是對于廣大農(nóng)村地區(qū)居民具有非常重要的理論和實踐意義。本論文所取得的主要結(jié)果如下:(1)為了明確不同生育期水稻各部位對硒的吸收累積及根表鐵膜對水稻吸收積累硒的影響機制,為后續(xù)硒營養(yǎng)調(diào)控奠定基礎(chǔ)。采用土壤盆栽試驗的方法,設(shè)置加硒和不加硒處理,在水稻各個不同生育期取樣分析不同部位對硒的吸收累積效應(yīng)。結(jié)果表明:水稻各組織中約50%的硒是在拔節(jié)期和孕穗期吸收的,小穗吸收總硒的47.22%是在孕穗期完成的。鐵膜中硒占總硒的比例在幼苗期高達(dá)73.63%,是水稻苗地上部的近5倍。隨著水稻生長發(fā)育,鐵膜中硒分配比例逐步遞減。水稻收獲時,鐵膜中硒所占比例已降低到20.02%,此時莖中硒占總硒的比例為65.42%,是前者的3倍。因此,拔節(jié)期和孕穗期是水稻吸收累積硒的關(guān)鍵時期,根表鐵膜在整個生育期中水稻吸收累積硒的過程中所扮演的“緩沖器”角色。(2)為了明確決定水稻籽粒硒累積水平的關(guān)鍵生理過程以及不同生育期供應(yīng)硒對水稻籽粒硒累積的貢獻(xiàn),為實際生產(chǎn)實踐中的施硒時期提供借鑒。采用沙培試驗的方法,在富硒水稻秀水48和非富硒水稻丙9652不同生育期供硒7天,水稻成熟后測定分析各部位對硒的吸收累積效應(yīng)。結(jié)果表明:秀水48根的硒濃度顯著低于丙9652,但地上部硒濃度顯著高于后者,莖和籽粒的差異最為顯著,硒累積量規(guī)律與之基本一致。秀水48地上部各器官轉(zhuǎn)移系數(shù)均顯著高于丙9652,其中籽粒更是高達(dá)4倍;同樣,秀水48地上部分配的硒也大于丙9652。水稻幼穗分化期之前供硒處理的地上部硒累積量均顯著地高于幼穗分化期之后供硒處理,地上部的硒轉(zhuǎn)移系數(shù)和分配系數(shù)也符合以上規(guī)律。因此,水稻在拔節(jié)期到幼穗分化期這一段時期的硒轉(zhuǎn)運效率最高效,富硒水稻秀水48籽粒硒積累的關(guān)鍵在于硒從根向籽粒轉(zhuǎn)運的過程更加高效,其中葉硒再分配過程更為重要。(3)為了研究不同的硒吸收轉(zhuǎn)運途徑之間硒生物強化和籽粒營養(yǎng)品質(zhì)的差異,為生產(chǎn)過程中的施硒方式提供借鑒依據(jù)。本研究采用盆栽土培實驗,設(shè)置土壤施硒和葉面噴硒兩種不同施硒方式,控制水稻品種、土壤類型、硒用量等條件嚴(yán)格一致,水稻成熟后測定分析不同施硒方式對水稻硒轉(zhuǎn)運積累機制及籽粒營養(yǎng)品質(zhì)的影響效應(yīng)。結(jié)果顯示,兩種施硒方式均能提高水稻各部位硒含量,但土壤施硒地上部和籽粒硒含量分別是葉面施硒的8.9和5.3倍,而葉面噴硒處理籽粒硒的分配系數(shù)是土壤施硒處理的2倍。土壤施硒能顯著提高籽粒微量營養(yǎng)元素含量。相比不施硒處理,土壤施硒和葉面噴硒能夠分別提高籽粒粗蛋白含量8%和4.5%。同時,施硒處理下籽粒絲氨酸(Ser)和酪氨酸(Tyr)含量均顯著高于不施硒處理,土壤施硒處理下籽粒Tyr含量顯著高于葉面噴硒,前者是后者的1.15倍。因此,相比葉面噴硒,土壤施硒能夠更加高效地提高水稻籽粒硒含量和營養(yǎng)品質(zhì),但前者的硒在轉(zhuǎn)運過程中損失較少。(4)為了使農(nóng)藝生物強化措施能夠在中國貧困農(nóng)村地區(qū)人口中推廣,降低該項策略的成本是必要的。為此,本研究采用傷殘折損壽命年(DALY)框架模型計算鐵鋅缺乏導(dǎo)致的健康負(fù)擔(dān),量化農(nóng)藝生物強化的健康影響和成本效益分析。研究對象為中國四個水稻種植區(qū)域,采用的農(nóng)藝生物強化措施為計算鐵或鋅葉面肥單獨施用、鐵鋅葉面肥聯(lián)合施用和鐵鋅葉面肥加入殺蟲劑聯(lián)合施用。結(jié)果顯示,目前中國鐵和鋅缺乏所造成的健康負(fù)擔(dān)在四個地區(qū)(用DALYs表示)分別為45-145和14-84萬年。與非生物強化水稻飲食相比,通過食用鐵和鋅生物強化大米,提高鐵和鋅的日均攝入量,四個地區(qū)的鐵和鋅的健康負(fù)擔(dān)分別降低了32.1和57.7%。不同的農(nóng)藝生物強化措施達(dá)到該效果所需的成本差異很大。這四個地區(qū)鐵或鋅葉面肥單獨噴施的成本范圍在276-3696美元;鐵鋅葉面肥聯(lián)合噴施由于減少了人工成本,所需的成本范圍在162-1538美元之間;在進(jìn)一步減少人工成本的情況下,鐵鋅葉面肥加入殺蟲劑聯(lián)合噴施的成本被控制在31.6-298.9美元之間。因此,針對緩解以水稻為主食的人群營養(yǎng)缺乏的現(xiàn)狀,微量元素葉面肥加入殺蟲劑聯(lián)合噴施為基礎(chǔ)的農(nóng)藝生物強化策略將會是一種快速有效、成本效益高的途徑。綜上所述,本研究立足于土壤-水稻體系,從時間和空間兩個方面,聯(lián)系實際生產(chǎn)進(jìn)行研究。首先從時間上探明了水稻整個生育期中鐵膜的吸附-解吸附效應(yīng),明確了水稻施硒關(guān)鍵生育期;再從空間上闡明了水稻硒的吸收轉(zhuǎn)運過程,明確了水稻硒生物強化的關(guān)鍵生理過程。在生產(chǎn)實踐中,推薦土施硒酸鹽作為硒生物強化策略,有效提高籽粒硒含量和營養(yǎng)品質(zhì)。此外,微量元素葉面肥加入殺蟲劑聯(lián)合噴施降低生產(chǎn)成本的策略也可以為硒生物強化的推廣起到一定借鑒意義。
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S511;S154.4
【圖文】：

圖 1.1 中國土壤硒分布圖（摘自 Wang and Gao，2001）Fig. 1.1 Geographic distribution of the Chinese Low-Se soil (From Wang and Gao, 2001)如之前提到的，除了成土母質(zhì)土壤特性之外，氣候參數(shù)在控制土壤硒的全球分重要作用（Jones 等, 2017），因此未來的氣候變化可能會改變土壤硒的全球分例如全球土壤有機碳儲量的增加（Gottschalk 等, 2012）表明土壤硒累積量也存勢。此外，陸地表面降水變化顯得沒有無法預(yù)測，有些地區(qū)變得越來越干旱，地區(qū)則變得更加潮濕（Greve 等, 2014）。這些分析表明，在氣候條件變化的情壤中硒含量也會發(fā)生變化，可能對作物硒積累量產(chǎn)生重要影響。另外，由于人例如農(nóng)墾，城市建設(shè)等）的原因，土壤硒的空間分布情況也會受到巨大影響，球化的今天，人為因素對土壤情況的作用也應(yīng)該被考慮。因此，面對復(fù)雜多變境和人為環(huán)境影響力，為了更加精確地預(yù)測和探明土壤硒含量的分布情況，還多種潛在影響因素，建立更加精確的模型進(jìn)行統(tǒng)籌計算，以期得到更加精準(zhǔn)的結(jié)果，對于人類硒營養(yǎng)及緩解硒帶來的環(huán)境風(fēng)險具有極其重要的作用。壤中硒的微觀遷移變化

西南大學(xué)碩士學(xué)位論文別增加了 10.3 倍、3.4 倍和 6.0 倍；拔節(jié)期后，根、莖和葉生物量且在灌漿期達(dá)到峰值；灌漿期之后，根、莖和葉的生物量均有所水稻孕穗期之后迅速增加，籽粒在成熟期的生物量為 8.9 g pot-1。養(yǎng)器官生物量積累速度最快的時期，為水稻下一個時期（孕穗期夠的營養(yǎng)物質(zhì)。

分蘗期之后降低趨勢有所減緩，在成熟期達(dá)到最小值 2.2 μg L-1（圖3.2）。非根際土壤溶液中硒含量在水稻整個生育期均大于根際土壤溶液硒含量，拔節(jié)期之前這種差異極其顯著，拔節(jié)期之后差異縮小，在水稻揚花期之后無顯著差異。

【參考文獻(xiàn)】

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1 文琴;張春義;;滿足健康需求的營養(yǎng)型農(nóng)業(yè)與營養(yǎng)分子育種[J];科學(xué)通報;2015年36期

2 劉一心;蔣雪明;李海飛;鄧文嬌;陳杰生;;深圳6~36月齡兒童營養(yǎng)狀況與微營養(yǎng)素攝入情況分析[J];中國婦幼保健;2015年10期

3 鄭蕓蕓;李忠意;李九玉;徐仁扣;;鐵膜對水稻根表面電化學(xué)性質(zhì)和氮磷鉀短期吸收的影響[J];土壤學(xué)報;2015年03期

4 遲鳳琴;匡恩俊;張久明;宿慶瑞;魏丹;;Se肥施用方式和施用時期對水稻含Se量及產(chǎn)量的影響[J];農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報;2014年06期

5 楊媛媛;劉黎明;楊文方;張水平;王懿;;陜西農(nóng)村0~18月齡嬰幼兒血清維生素A、鐵、鋅含量及其與貧血關(guān)系的研究[J];中國兒童保健雜志;2014年07期

6 周鑫斌;于淑惠;賴凡;;水稻品種間吸收和轉(zhuǎn)運硒特性差異機制研究[J];土壤學(xué)報;2014年03期

7 周鑫斌;于淑慧;王文華;常紅;周永祥;;土壤施硒對水稻根表鐵膜形成和汞吸收的影響[J];西南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年01期

8 黃麗芬;全曉艷;張蓉;袁毅;趙偉;姜玲玲;施金琦;莊恒揚;;光、氮及其互作對水稻主要生長性狀指標(biāo)的影響[J];核農(nóng)學(xué)報;2013年12期

9 趙萍;劉笑笑;王雅;張軼;郭濤;;富硒小麥提取物中硒含量及其抗氧化特性[J];食品科學(xué);2014年15期

10 李木英;王竹青;曾蕾;石慶華;潘曉華;譚雪明;;后期水分虧缺與增施氮肥對不同雜交稻組合葉片抗衰老生理特性的影響(英文)[J];Agricultural Science & Technology;2012年11期

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本文編號：2802808