不同水稻品种对镉、砷的吸收累积特征

采用田间试验方法,对污染稻田内15个水稻品种的镉、砷吸收累积特征进行了研究。结果表明:15个供试品种的稻米镉含量范围为0.04～0.06 mg/kg,均未超过食品安全国家标准;砷含量范围为0.15～0.28 mg/kg,其中C两优386、晶两优1212、泰优390和深两优475的稻米砷含量超过食品安全国家标准。镉的转运效率以深两优475最高,五优308最低,砷的转运效率以深优9595最高,Y两优9918最低。15个品种稻米镉、砷富集系数均低于1.0,说明该土壤上稻米对镉、砷的富集能力较弱。     

镉砷低积累水稻品种筛选

通过田间试验方法,对镉砷复合污染稻田内15个水稻品种的镉砷累积特性进行研究。结果表明:15个水稻品种的平均产量为7 962.20±352.45 kg/hm~2,其中野香优丝苗、天龙一号、深优9595这3个品种产量较低,存在减产风险;15个供试品种的稻米镉含量范围为0.41～0.81 mg/kg,均超过食品安全国家标准;稻米砷含量范围为0.14～0.21 mg/kg;其中深优9595、桃优香占、C两优87和天龙一号4个品种超过食品安全国家标准;15个品种中仅Y两优9918和野香优莉丝这2个品种的稻米镉、砷含量皆低于平均值,可优先在轻度镉砷复合污染地方进行试种;根据稻米镉、砷含量进行聚类分析可知,15个品种可分为3类,第一类为镉高砷低类型,有隆两优华占、晶两优1212、隆两优1988、C两优386这4个品种;第二类为镉砷同步低积累类型,仅Y两优9918这1个品种;第三类为砷高镉低类型,有深两优5814、和两优1号、C两优87等10个品种。     

水稻品种对镉砷累积的差异研究

【目的】研究在镉(Cd)、砷(As)复合污染农田下不同水稻品种对Cd、As吸收与累积的差异,以期为云南重金属污染农田中水稻安全生产与利用提供理论依据。【方法】试验点位于云南省昆明市东川区,采用大田试验,设置10个处理：种植杂交籼稻(中浙优8、中浙优10、中浙优1、清优676、闽红两优177)、常规籼稻(云航籼3、云航红1)、常规粳稻(云航粳2、云航粳3、云航粳7)等10个水稻品种,于水稻成熟期测定水稻农艺性状及分析植株Cd、As累积特征。【结果】不同品种水稻农艺性状及植株Cd、As累积特征均存在显著差异,其中水稻产量、株高、千粒重和结实率最大值分别为最小值的2.91、1.17、1.40、1.24倍,地上部分和地下部分生物量最大值分别为最小值的2.12、2.47倍,根、茎叶、谷壳和糙米的Cd与As含量最大值分别为最小值的2.33、3.50、1.40、4.00倍与2.03、1.93、1.48、1.36倍,Cd与As累积量最大值分别为最小值的4.45、3.27、3.53、12.06倍与2.51、1.81、3.02、3.70倍。水稻Cd转运系数总体表现为TF_{糙米/茎叶}&g...     

几种改良剂对砷镉铅复合污染水稻土的修复

通过水稻盆栽试验研究了3种改良剂(自制有机肥、泥炭、钢渣)2个用量(1000.00mg/kg和3000.00mg/kg)对修复砷镉铅复合污染水稻土的效果,以常规施肥为对照.结果表明:①高用量有机肥和高用量泥炭处理水稻的经济产量显著(P＜0.05)高于对照;仅高用量有机肥、高用量钢渣及低用量泥炭处理的土壤有效态砷含量显著(P＜0.05)低于对照.②两种用量的钢渣、低用最有机肥和低用量泥炭处理后精米中砷镉铅含量均低于中国无公害大米标准.③相关分析表明土壤pH和有机质的提高分别是收获后水稻精米中Pb、Cd含量较低的原因之一.     

淹水条件下叶面喷施硒与海泡石联合降低水稻吸收砷镉的风险

硒（Se）能抑制水稻对镉（Cd）和砷（As）的吸收,但针对Se应用风险的研究还较为缺乏。为探究Se在降低重（类）金属吸收实际应用过程中尤其是南方多雨条件下的适用性,本研究采用全生育期淹水的农艺措施,利用根施海泡石30 mg·kg^-1(SP30）和50mg·kg^-1(SP50）,并配合叶面喷施Se肥（Na₂SeO₃） 1 mg·L^-1(Se1）和5 mg·L^-1(Se5）,测定根际土壤pH和Eh,水稻籽粒Cd、As、Se、氨基酸的含量以及Se形态等指标,探究Se对水稻生长和重（类）金属吸收的影响。结果表明：与CK处理相比,单独叶面喷施Se和单独根施海泡石处理均在一定程度上对水稻产生了不利影响,同时还一定程度上促进了籽粒中Cd或As的富集。与SP30处理相比,额外添加Se显著增加了株高（Se5SP30处理）、200粒质量（Se5SP30处理）、结实率、籽粒中Cd的含量和部分氨基酸含量,但降低了籽粒中Mg（Se5SP30处理）、Ca、Mn （Se5SP30处理）和Fe的含量。与SP50处理相比,额外添加Se显著降低了茎鲜质量、产量（Se5SP50处理）、籽粒中Mg （Se5SP50处理）、Ca （Se5SP50处理）、Fe、Zn和缬氨酸（VAL）（Se1SP50处理）的含量;增加了结实率（Se5SP50处理）和籽粒中精氨酸、色氨酸的含量,未显著影响籽粒中As和Cd含量。研究表明,全生育期淹水条件,施用Se和海泡石会增加As和Cd在水稻籽粒中富集的风险。因此,在利用Se和海泡石降低水稻籽粒中的As、Cd含量时,需要注意土壤水分的管理。     

镉污染下镉低累积水稻筛选及其吸收积累特征

试验选取当地种植的3种水稻(甬优17、黄华占、湘早籼),通过盆栽实验,在不同程度(0.51、0.81、1.87 mg·kg^-1)的镉污染处理下,比较不同品种水稻籽粒对Cd元素累积的差异及其转运特征,筛选出适合当地种植的Cd低积累水稻品种。结果表明,甬优17的产量高于其他两个品种水稻,在低Cd含量土壤中,产量为10 345.5 kg·hm^-2,分别是黄华占和湘早籼产量的1.08和1.14倍。甬优17品种籽粒中Cd含量为0.51 mg·kg^-1,分别比黄华占和湘早籼籽粒中Cd含量低53.98%、42.22%,并且其秸秆向稻米的转运系数较低。综合分析,甬优17对重金属Cd的吸收转运能力较弱,且具有良好的生长状况,为适宜浙江省义乌市受污染耕地种植的品种。     

硅钙钾肥对复合污染农田土壤上玉米吸收镉、砷的影响

为探究硅钙钾肥对复合污染农田土壤上玉米吸收镉、砷的影响,采用盆栽实验方法,以玉米品种迪卡008为实验材料,设置施用硅钙钾肥与不施2个处理,测定抽雄期、开花期玉米茎叶生物量、茎叶中镉砷含量、土壤中的镉砷形态等指标.研究结果表明,施用硅钙钾肥对玉米地上部分生物量没有影响,可显著提高土壤pH值,抽雄期和开花期施用硅钙钾肥处理的土壤比对照组高0.8个pH单位;施用硅钙钾肥可显著降低土壤可交换态镉含量,抽雄期和开花期土壤中镉可交换态含量分别比对照减少了21.6％和24.3％.同时施用硅钙钾肥也能显著降低镉、砷在抽雄期和开花期玉米茎叶中的累积.研究结果将为硅钙钾肥的推广应用及在保证农产品安全方面提供依据,为受到镉砷复合污染的农田土壤的修复提供材料支持.     

外源亚精胺对水稻吸收积累镉砷的影响

通过水培试验和大田试验,研究外源亚精胺(Spd)对水稻吸收积累Cd、As的影响.结果表明:水培试验中,在10μmol·L-1的Cd胁迫下,外源添加250μmol·L-1的Spd能显著降低水稻茎叶Cd含量58.0％,在50μmol·L-1的As胁迫下,添加同样浓度的Spd可以显著降低水稻茎叶As含量20.1％,阻止了水稻...     

水稻镉砷累积的基因型和环境互作效应分析

筛选稳定的低镉低砷水稻品种是促进稻米安全生产的有效手段。通过研究不同环境对9个主推水稻品种稻米镉和砷含量的影响,以期获得稳定的镉、砷低积累水稻品种,并提供筛选鉴定方法。结果表明,水稻对镉、砷的吸收富集受到基因型和环境的双重影响,且环境异质性对稻米镉、砷吸收累积的影响均大于水稻自身基因型的作用。环境基因互作分别解析了稻米镉含量99.91%和稻米砷含量 79.70%的贡献,其中环境异质性对稻米镉、砷含量的贡献率分别达 83.46%和 56.56%。GGE双标图分析结合产量分数评价能有效筛选出高产且较稳定的低重金属累积水稻品种,其中 V1（隆两优华占）,V4（隆两优 1988）,V9（Y 两优9918）为产能较高的低砷累积品种,V7（C两优87）为产能较高的低镉累积品种;同时还筛选出2个镉低积累水稻品种筛选试验点（S1、S2）、4个砷低积累水稻品种筛选试验点（S1、S2、S3、S6）。GGE双标图与产量质量分数结合为镉、砷低积累水稻品种筛选试验点的选择、可推广的镉、砷低积累水稻品种筛选提供了一种经济可行的新方法。     

赤铁矿与巯基坡缕石复配对砷镉复合污染土壤修复效应研究

为探讨巯基坡缕石（MPAL）和赤铁矿（Fe₂O₃）对土壤重金属污染钝化阻控效应,以江西某农田Cd-As复合污染水稻土为供试土壤,采用盆栽试验研究了巯基坡缕石、赤铁矿单一以及复配处理下土壤pH值、Cd-As有效态与形态分布及水稻生物量和Cd、As、Fe含量。结果表明：施加不同材料后水稻籽粒生物量较对照显著增加了2.37~2.45倍,土壤中DTPA-Cd含量显著降低16.94%~22.57%（P<0.05）。土壤连续浸提形态分析显示,MPAL和Fe₂O₃复配处理提高了土壤中无定形态铁氧化物结合态Cd、As含量。MPAL和Fe₂O₃复配处理下水稻根系Cd和As含量降幅分别达7.14%、25.13%,不同处理下稻米Cd含量降幅为40.00%~60.00%,但籽粒As含量处理间差异不显著。研究表明,巯基坡缕石和赤铁矿复配材料可以有效降低土壤中Cd和As含量,减少水稻对Cd和As的吸收,具备Cd-As复合污染农田修复和安全利用的潜在应用价值。     

土壤-水稻系统Cd-As同步钝化与吸收阻控研究进展

我国稻田土壤镉-砷(Cd-As)复合污染形势严峻,是实现农田安全利用的难点。相较于其他粮食作物,水稻积累Cd/As的能力更强,对人类健康危害更大,因此,修复Cd-As复合污染稻田土壤,降低稻米Cd/As含量,对保障我国食品安全意义重大。原位钝化技术是目前应用最广泛且治理效率较高的重金属污染土壤修复技术,本文重点阐述了针对稻田土壤Cd-As复合污染的典型钝化剂及其钝化机理,主要包括铁(Fe)+碱性无机材料复合钝化剂、Fe+有机材料复合钝化剂、Fe+有机+碱性无机材料复合钝化剂、有机+碱性无机材料复合钝化剂等;在此基础上,从根际稳定固持和体内运移阻控两方面,探讨原位钝化技术同步降低水稻Cd-As吸收的作用机制。最后,提出未来Cd-As复合钝化剂的研发方向,强调了土壤友好型Fe-Si复合钝化剂可有效从土壤钝化和生理阻隔两方面同步降低Cd/As生物毒害,应用前景广阔。     

改性纳米零价铁修复砷镉复合污染研究进展

砷、镉复合污染已成为主要环境问题而受到广泛关注。改性纳米零价铁（nZVI）在砷镉复合污染修复中具有巨大的潜力。本文综述了nZVI的主要改性方式,阐述了改性nZVI材料修复砷镉复合污染的研究进展及其相关吸附机制,并针对今后改性nZVI修复砷镉复合污染研究进行了展望。     

不同水稻品种镉积累特性差异研究

以水稻品种昌丰B、中9B、协青早B和地谷B为材料,采用火焰原子吸收法和电感耦合等离子体发射光谱法,在不同镉胁迫浓度下对各水稻品种中镉的积累差异进行了研究。结果表明,在低、中等的镉处理浓度下,籽粒中镉含量表现为中9B昌丰B协青早B地谷B,中9B籽粒中镉含量随镉胁迫浓度的增加急剧降低;营养器官中镉含量表现为中9B地谷B昌丰B协青早B,品种间各营养器官的镉含量变化趋势存在差异。     

旱稻吸收砷镉的基因型差异研究

通过盆栽试验,比较了29种不同基因型旱稻对As、Cd的吸收与转运。研究结果表明:不同基因型旱稻在生物量和As、Cd吸收上均表现出显著差异,单株平均生物量和变异系数分别为23.57 g和15.8%。茎叶、颖壳和糙米As含量分别为1.022、0.177、0.050 mg·kg~(-1),变异系数分别为25.1%、54.3%和39.7%;Cd含量分别为0.811、0.230、0.116 mg·kg~(-1),变异系数分别为58.2%、38.9%和58.0%。旱稻不同器官对As、Cd累积的大小顺序均为糙米颖壳茎叶,Cd、As在三器官间的比值分别为1∶1.9∶6.7和1∶3.5∶20.4,说明不同器官间Cd转移系数高于As。相关性分析表明,茎叶与颖壳、茎叶与糙米、颖壳与糙米之间的相关系数:Cd分别为0.466(P0.05)、0.658(P0.01)和0.758(P0.01),As分别为0.437(P0.05)、0.290和0.611(P0.01)。旱稻对Cd的吸收与转运能力以及其基因型差异均较As大。29份不同基因型旱稻糙米As含量均达标(NY 5115—2002,0.5 mg·kg~(-1)),82.8%的旱稻Cd达标(GB 2762—2012,0.2 mg·kg~(-1)),糙米As、Cd含量均低于二分之一标准的基因型占37.9%,包括V2、V3、V6、V11、V12、V13、V15、V16、V19、V20和V25,表明通过筛选Cd、As低吸收的旱稻进行非淹水种植可保障稻米安全生产。     

硫肥对水稻幼苗生长及砷、镉和铬累积的影响

为探究江汉平原不缺硫的重金属污染土壤上施用硫肥对水稻生长是否有促进作用以及硫肥对植株重金属吸收累积的影响,以湖北省洪湖市砷轻度污染的稻田土作为研究对象,采用盆栽的方法,研究了硫酸钾肥（施硫处理）替代氯化钾肥（CK处理）对水稻幼苗生长、抗氧化系统及不同部位砷、镉和铬吸收累积的影响。结果表明：施硫处理提高了水稻幼苗光合作用,促进了水稻幼苗生长,其净光合速率和地上部鲜质量较CK分别提高了67.8%（P＜0.05）和25.6%（P＜0.05）。施硫处理还减轻了重金属对水稻幼苗的氧化胁迫作用并增强了其螯合重金属能力,其叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性及丙二醛（MDA）含量较CK处理分别降低了54.8%（P＜0.05）、30.5%（P＜0.05）、37.3%（P＜0.01）和36.30%（P＜0.05）;叶片还原型谷胱甘肽（GSH）含量、抗坏血酸（AsA）含量、非蛋白质态巯基总量（NPT）和植物螯合肽（PCs）含量较CK分别增加了7.2%（P＜0.05）、38.5%（P＜0.01）、7.5%（P＜0.05）和 7.7%（P＜0.01）。与 CK 处理对比,施硫处理土壤有效态砷和有效态镉的含量分别降低了 71.4% 和46.0%。硫肥促进了水稻根表铁膜的形成,提高了水稻各部位 S含量,并且使地上部砷、镉和铬的含量较 CK 分别降低 13.5%（P＜0.05）、10.6%（P＜0.05）和 45.2%（P＜0.01）,地下部分别降低 10.0%（P＜0.05）、15.1%（P＜0.05）和 31.7%（P＜0.01）。综上所述,在江汉平原不缺硫的土壤上施用硫肥对水稻生长有促进作用,并且可以降低土壤砷和镉的有效性,抑制水稻对砷、镉和铬的吸收累积。     

水稻镉、铅、砷低含量基因型的筛选

筛选低重金属含量水稻品种或减少水稻对种植土壤中重金属的吸收是控制稻米重金属含量的最直接有效的办法.本研究采用ICP-MS法测定了78份水稻品种的糙米中镉(Cd)、铅(Pb)、砷(As)含量.同时比较其中的20份品种在3个试验点的糙米Cd,Pb,As含量.结果表明:水稻籽粒中Cd,Pb,As的积累存在着明显的品种差异,其中Cd和Pb积累的基因型明显较As积累的基因型丰富;相关性分析表明,糙米中Cd和Pb含量存在极显著相关性(P＜0.01);筛选得到Cd,Pb含量低的基因型5个,Cd,As含量低的基因型1个,As,Pb含量低的基因型2个,Cd,Pb,As含量均低的基因型1个;土壤Cd,Pb,As含量对糙米Cd,Pb,As含量有较明显的影响;且糙米Cd,Pb和As含量对土壤环境的反应也各不相同.     

苏丹草对镉-芘复合污染土壤的修复作用

采用室内盆栽试验,研究了苏丹草对不同浓度镉-芘复合污染土壤的修复作用。结果表明:在试验浓度范围内(芘0~305.47mg·kg-1,镉0~18.11 mg·kg-1)苏丹草未见死亡。苏丹草可以从镉-芘复合污染土壤中吸收镉,土壤中镉的植物去除率介于4.23%~17.88%之间,相同镉浓度条件下,镉植物去除率随着芘添加浓度的增大而显著减小;种植苏丹草可以显著提高土壤中芘的去除率,种植苏丹草的处理中芘的去除率为59.18%~88.46%,而无苏丹草对照组芘去除率仅为12.92%~40.73%;复合污染土壤中镉的添加显著抑制了土壤中芘的去除,且抑制程度随着镉添加浓度的增大而增加。因此,苏丹草对镉-芘复合污染土壤的修复效果受到污染物浓度水平及相互作用的显著影响。     

基施钢渣及生物炭结合水分管理阻控水稻镉砷吸收研究

采用土柱实验和田间实验,研究了不同水分管理、基施钢渣及生物炭对稻田-水稻系统中镉砷污染同时阻控的效果。土柱实验结果表明,持续性淹水(CF)降低了Cd的生物有效性,但显著提高了As在土壤中的溶出,钢渣显著提高了土壤p H,降低了土壤Eh,并同时降低了Fe和Cd的溶解,增加了土壤溶液中Mn和As的含量。田间实验结果表明,糙米中Cd和As的含量呈显著负相关(R=-0.838,P0.05)。好氧环境下,基施钢渣及生物炭(A+SS、A+SS+BC)无法抑制Cd在稻米中的积累,而持续性淹水环境下基施钢渣和生物炭(CF+SS+BC)对水稻Cd和As具有同时阻控的效果,这或可成为水稻镉砷同时阻控的配套技术。