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本研究围绕土壤中Cd对不同水稻品种毒性的剂量-效应关系和主要影响因素为重点,利用最新的环境中有害物质生态风险评价方法(Log-Logistic剂量-效应关系模型、物种敏感度分布曲线的构建及生态风险阈值的测定等),研究不同性质土壤中外源Cd对不同品种水稻毒性的剂量-效应关系(ECxx=10,50)、主控因子及其与土壤性质(pH、CEC、OC)间的相关性分析,为测定不同性质土壤中Cd的水稻毒性临界值提供数据支撑,进而为Cd污染土壤的生态风险评价和土壤环境质量标准的修订提供科学依据。1.本实验采用水培实验研究了我国常见的17种不同水稻品种对Cd毒性的剂量-效应关系,结合Burr-III物种敏感性分布模型对不同水稻品种Cd毒性的物种敏感性分布(species sensitivitydistributions,SSD)频次和基于保护95%水稻品种的Cd毒性阈值HC5进行了测定。研究结果表明:水培条件下,不同水稻品种随着Cd处理浓度(0.3~6.0mg·L-1)的增加。水稻对Cd富集系数(BCF)明显下降,而转运系数(TF)呈现出增加的趋势,总体而言,杂交品种水稻对Cd的转运系数总体高于常规品种水稻。不同水稻品种对Cd胁迫的半抑制浓度阈值(EC50)变化范围为0.552~24.01mg.L-1,不同水稻品种EC50间相差1.18~43.49倍,10%抑制浓度(EC10)变化范围为0.033~1.624mg·L-1,不同水稻品种EC10间相差1.758~49.21倍。不同水稻对Cd的毒性呈现出明显的敏感性差异特征,基于Burr-III分布模型测定结果表明,基于保护95%的不同水稻品种Cd的10%抑制浓度值(HC510%)为0.045mg·L-1,50%抑制浓度值(HC550%)为0.594mg·L-1。2.在2种不同性质土壤中,利用盆栽实验对不同水稻品种Cd毒害的敏感性进行筛选实验,研究了18种不同水稻品种对Cd毒性的剂量-效应关系和物种敏感性分布规律,研究结果表明,在酸性祁阳红壤中,不同品种水稻随着Cd处理浓度的增加,生物量明显下降,但在低浓度1.2mg·kg-1和4.8mg·kg-1条件下,Cd对部分水稻生长有一定的低剂量刺激效应。在中碱性广州水稻土中,不同品种水稻随着Cd处理浓度的增加,生物量没有显著性差异。在2种土壤中,生物富集系数BCF随着Cd处理浓度的增加而降低,但是对于相同Cd浓度处理下,红壤中水稻的BCF大于水稻土。Cd对以上18种水稻的毒性阈值浓度(EC50, mg·kg-1)变化范围为4.30~61.61mg·kg-1,最高的为水稻X-45,最低的是水稻X-42,不同水稻品种EC50之间差别为1.0~14.32倍。水稻X-42毒性阈值最小,对Cd胁迫最为敏感,水稻X-45则相反,表现出较强耐性。经过Burr-III模型的计算得到基于保护95%水稻品种的土壤中Cd50%抑制浓度值(HC550%)为4.93mg·kg-1。3.选取了4种不同性质土壤和2种不同Cd敏感性水稻品种,添加6个浓度水平的Cd,研究了4个老化时间(14d、30d、60d和90d)对土壤中外源性Cd有效形态及水稻毒性阈值(EC50)的影响,并对Cd老化过程的主要因子进行分析。结果表明:4种土壤中有效态镉含量随着土壤中加入镉浓度的增加而增大。不同添加浓度的外源镉的有效态含量均在培养开始的30d内迅速下降,随后变化减缓;当土壤中外源添加量相同时,有效态含量随着土壤pH的增加而降低。随着老化时间的增加,土壤中Cd对2种水稻生长毒性阈值EC50均有显著提高。同一老化时间内,X-45和T-167的毒性阈值EC50均随着土壤pH的降低而减小,二者呈正相关关系。不同老化时间下,土壤pH、CEC和Org-C与外源有效态Cd的平衡浓度C∞呈负相关关系,与平衡常数k2呈正相关关系。pH和CEC是影响土壤老化的主要因素,与水稻品种无关。