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硫(S)素是植物必需营养元素之一。人类活动极大地扰动了陆地生态系统S循环，导致土壤-植物系统S呈明显时空变异性。已有研究结果表明，我国水稻土中S过量、不足并存。近年来，在矿区和经济发达地区，水稻土受重金属砷(As)污染较普遍，对稻米食品安全形成威胁。因此，研究和调控水稻对As的吸收过程，控制As通过食物链传递对人类健康的危害具有重要的现实意义。本文在完善水稻根胶膜元素浸提与测定方法的基础上，通过土-砂培养、土壤培养试验系统研究了高低土壤硫背景条件下，两种S形态(元素硫、硫酸盐)、不同硫水平(0、30、60、120mg S kg-1)对水稻根胶膜元素含量、水稻植株体谷胱甘肽(GSH)含量以及水稻植株体砷吸收和分配的影响。揭示了S对水稻吸收As的影响过程和剂量效应关系以及S-稻根胶膜-植株体GSH-植株体As之间的交互作用机理。试验结果如下：
研发了抗坏血酸-柠檬酸钠-乙酸钠根表胶膜元素浸提剂(ACA)，该浸提剂对胶膜元素的浸提率高于传统浸提剂DCB(连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-碳酸氢钠)，能测定包含S、铁、锰、磷以及其它多种重金属元素，且浸提过程中根细胞离子渗出率远低于DCB。利用ACA浸提的最佳条件为：鲜根用量为1.0 g；优化ACA浸提剂：抗坏血酸3.0g，0.3 mol L-1柠檬酸钠40 mL，10％乙酸钠(pH5)5 mL；振荡时间2 h。该方法的建立为进一步开展S对水稻根胶膜形成及其生态环境效应研究奠定了方法学基础。
盆栽试验结果表明，硫对成熟期水稻根胶膜厚度有显著影响，其影响程度和性质与水稻生育期、土壤S状况、施S形态、施S水平及砷胁迫程度有关。施S能提高成熟期水稻根表胶膜锰浓度，S施用过量(>60 mg S kg-1)将导致胶膜铁、锰浓度下降。
低S土壤中施S对水稻吸收As有显著影响，影响性质与程度与S水平、S形态及水稻植株体部位有关。随着S施用量的增加(<60 mg S kg-1)，成熟期水稻秸秆中As浓度逐渐降低，稻米、根和稻壳中 As含量略有增加；但S施用量大于60mg kg-1时，稻米、根和稻壳中As含量下降。元素S或SO42--s的施用均可以提高As在根表胶膜中的比例，使水稻地上部分As比例下降，减少地上各器官对As的吸收累积。
高S胁迫条件下S同样能提高水稻根表铁膜和根内的As含量，促进铁膜对As的固定，有利于As在水稻地下部的累积。中度S胁迫显著减少糙米中As的含量。S、As胁迫同时存在时，S可以调控水稻植株体内As的分配，减少As在稻米中累积，从而降低As通过食物链对人体的危害。S对水稻As吸收的作用机理与S引起的土壤As活性大小、水稻根表胶膜形成和水稻植株体GSH形成有关，并且还涉及与S有关的氧化还原过程。因此S素对As污染地区水稻As的吸收和富集有重要的调控作用。
施用S肥是改善缺S土壤中S亏缺的重要手段，提供养分的同时也可以减少水稻As吸收，因此具有一定的可操作性和重要的现实意义。过量的大气S沉降、含S污水灌溉和S肥施用可导致水稻土中S过量胁迫，对水稻As吸收的影响也值得关注。