调理剂及农艺措施对污染稻田中水稻吸收镉的影响

【目的】探究水分管理、调理剂措施和组合措施对污染稻田稻米降Cd效果,旨在探索出不显著降低水稻产量前提下,能更高效降低土壤Cd生物有效性和稻米中Cd含量的方法。【方法】在湖南省株洲市选择中度Cd污染稻田开展田间小区水稻试验。试验中水稻种植两季,早稻品种为中嘉早17,晚稻为泰优390。试验分为6组,分别为水分管理（T2）处理、施用硅肥（T3）处理、施用竹炭处理（T4）、施用硅肥结合水分管理（T5）处理、施用竹炭结合水分管理（T6）处理和1个试验对照（T1）,重复3次。【结果】试验各处理对稻田土壤有效态Cd含量均有降低,竹炭结合水分管理（T6）处理对两季水稻土壤均有显著降低,硅肥结合水分管理（T5）处理对晚稻土壤有效态Cd降低幅度最大。试验各处理对水稻各部位Cd含量均有降低效果,在糙米Cd含量方面,5个试验处理中对糙米Cd含量降低幅度以组合措施修复技术效果最好,即硅肥结合水分管理（T5）和竹炭结合水分管理（T6）处理。在水分管理修复技术(T2)中降Cd效果最高为29.23%;在施用调理剂修复技术中,硅肥处理（T3）和竹炭处理（T4）对稻壳和糙米中Cd含量均有显著降低（P＜0.05）作用,其中硅肥处理（T3）糙米最高降Cd幅度为49.23%,竹炭处理（T4）糙米最高降Cd幅度为47.69%;在组合措施中均能显著降低水稻糙米Cd含量,其中硅肥结合水分管理（T5）处理糙米降Cd幅度为60.34%—78.46%,竹炭结合水分管理（T6）糙米降Cd幅度为56.90%—67.69%。同时,本文对土壤有效态Cd含量与水稻各部位Cd含量相关性进行分析,发现水稻籽粒（稻壳与糙米）中Cd含量与土壤有效态Cd含量存在极显著正相关（P＜0.01）,且两个水稻品种规律一致。各处理对水稻各部位富集系数亦有降低效果,以硅肥结合水分管理（T5）处理和竹炭结合水分管理（T6）效果最好。对于水稻各部位向籽粒转运系数降低效果各部位规律不一致,但茎鞘和叶片两个部位向籽粒（稻壳和糙米）转运系数均显著降低,水分管理（T2）处理除外。在水稻产量方面,仅水分管理（T2）处理对中嘉早17有显著降低,其他处理降低幅度不显著,各处理对泰优390处理没有显著影响。【结论】组合措施优于单一水分管理或单一调理剂处理,且在水稻产量没有显著降低情况下对稻米Cd污染稻田稻米降Cd幅度最高达到78.46%,可以进一步确保Cd污染农田安全利用。     

不同pH值下巯基活化硅对土壤和水稻镉含量的影响

采用盆栽试验,研究了在pH值4.5、5.5、6.5条件下施用巯基活化硅对土壤Cd含量及水稻Cd累积的影响,以期为生产实践中施用巯基活化硅修复重金属污染土壤提供理论和技术依据。结果表明,在不同pH值条件下,随着巯基活化硅施用量的增加,土壤有效态Cd、水稻不同部位Cd含量均呈先减后增的趋势。施用巯基活化硅后可抑制水稻根系对土壤中Cd的富集,促进Cd从水稻根系向茎叶迁移转运,减少糙米对茎叶中Cd的积累。在pH值4.5条件下,巯基活化硅225 kg/hm~2处理土壤有效态Cd含量最低,较不施巯基活化硅处理(对照)显著降低26.0%,水稻糙米、茎叶和根系Cd含量分别显著降低45.0%、43.8%和66.8%。在pH值5.5和6.5条件下,施用巯基活化硅150 kg/hm~2处理降Cd效果最佳,土壤有效态Cd含量降低28.9%和20.9%,水稻糙米Cd含量降低29.3%和34.9%,茎叶Cd含量降低29.3%和39.4%,根系Cd含量降低60.0%和44.4%。综上,施用巯基活化硅可以有效降低土壤中有效态Cd含量,抑制水稻体内Cd向籽粒中转运,从而降低稻米Cd累积的风险。     

矿物硅肥与微生物菌剂对水稻吸收积累镉的影响

采用室外盆栽试验和田间随机区组试验相结合的方法,研究基施矿物硅肥、微生物菌剂、矿物硅肥与微生物菌剂组配施用,对湖南地区晚稻成熟期内各部位中Cd的含量及产量的影响。结果表明,在盆栽试验中,与CK相比,微生物菌剂处理对水稻根部、茎鞘、谷壳和糙米中Cd含量的抑制效果最佳,降低幅度分别为46.19%、52.46%、38.39%和55.31%,而矿物硅肥处理对叶片中Cd含量的抑制效果最佳,降低幅度为54.39%;在田间随机区组试验中,与CK相比,矿物硅肥处理对水稻根部、茎鞘和叶片中Cd含量的抑制效果最佳,降低幅度分别为73.91%、71.28%和76.77%,而微生物菌剂处理对谷壳和糙米中Cd含量的抑制效果最佳,降低幅度分别为65.52%和69.57%。对于轻度污染土壤,施用三种改良剂后,糙米中Cd含量明显降低,分别为0.09、0.07、0.12 mg·kg~(-1),均能达到国家食品卫生标准(Cd0.2 mg·kg~(-1));水稻产量方面,施用改良剂均能使水稻增产,其中以矿物硅肥+微生物菌剂组配处理的效果最为显著,在盆栽试验和田间随机区组试验中,分别比对照增产28.06%和31.1%。     

土壤调控剂与硅肥配施对镉污染土壤的改良效果及水稻吸收镉的影响

【目的】本研究为稻米Cd污染阻控技术提供理论依据和技术支撑。【方法】通过田间试验,研究了土壤调控剂T1(纳米活性炭+硅钾钙镁肥)、T2(火山石+钙镁磷肥)和Si(叶面硅肥)单一及组合共5种不同调控措施(T1、T2、Si、T1+Si、T2+Si)对云南个旧矿区稻田镉污染土壤的修复效应及对稻米镉累积的影响。【结果】土壤调控措施均能提高土壤pH,T2处理调控效果最好,较对照提高0.80个单位;调控剂处理后,土壤酸可提取态Cd都有不同程度的降低,残渣态有不同程度的增加,T1+Si处理对土壤酸可提取态调控效果最好,较对照降低了31.6%。经调控措施处理后水稻产量有不同程度的提高,组合调控处理的增产效果优于单一调控措施,T1+Si、T2+Si组合处理较对照分别增加27.2%、29.7%。不同处理水稻根系Cd含量有不同程度的降低,但茎叶中Cd含量有不同程度的上升,糙米中Cd含量均有不同程度的降低,符合国家食品污染物限量标准(GB 2762-2012),其中T1+Si处理糙米中Cd含量较对照降低45.3%。【结论】采用纳米活性炭+硅钾钙镁肥基施以及在水稻灌浆期和抽穗期分别喷施叶面硅肥不仅可以有效修复个旧矿区镉污染土壤,而且可以明显降低糙米中镉的含量,提高矿区稻米安全质量。     

不同生育期施用硅肥对水稻吸收积累镉硅的影响

为探明硅肥对镉污染稻田降低稻米镉的作用机理,完善稻米镉消减的硅肥施用技术,采用田间试验,研究水稻不同生育期(基肥、分蘖期和孕穗期)施用硅肥对水稻吸收积累镉、硅的影响。结果表明:施用硅肥能够提高土壤0.160~0.290个pH单位,降低镉生物有效性,同时,显著增加土壤有效硅含量,增幅为295.3%~399.2%(P0.05);不同生育期施用硅肥中,基施硅肥能够显著增加9.7%的水稻产量,高于其他处理,基施硅肥显著降低了水稻茎秆、叶片、稻壳和稻米中的镉含量,降幅分别为31.9%(P0.05)、65.8%(P0.05)、46.1%(P0.05)和25.3%(P0.05),施硅降低了镉由茎秆向叶片和稻壳的转运,从而降低了稻米镉的积累,同时显著增加茎秆、叶片和稻壳硅含量,增加幅度分别为44.1%(P0.05)、71.5%(P0.05)和28.8%(P0.05)。综上表明,镉污染稻田基施硅肥能够显著增加水稻产量,降低土壤镉生物有效性,阻止镉的迁移转运,减少稻米镉积累,是镉污染稻田修复中推荐的硅肥施用技术。     

水分管理、铁硅材料与生物炭对不同水稻品种吸收镉的影响及其机制

通过田间微区试验研究了三种水分管理模式干旱(D)、间歇淹水(IF)、持续淹水(CF)以及水分管理与钝化剂(铁硅材料及生物炭)联合修复模式对不同水稻品种吸收Cd的影响,并探讨其影响的可能机制。结果表明,从分蘖前期到成熟期CF处理各水稻品种糙米Cd的含量比IF处理降低0.20%～45.43%,比D处理降低37.67%～62.11%。三种水分条件下低累积水稻品种G8优2168糙米中Cd的含量比常规品种G8优165低35.03%～54.61%。施加铁硅钝化剂在三种水分(D、IF、CF)条件下,糙米中Cd含量比对应单一水分管理模式依次分别下降64.26%、55.74%、38.14%;施加铁硅+生物炭钝化剂降Cd效应下降。低累积品种+持续淹水联合铁硅钝化剂处理,糙米Cd含量最低。水稻根表铁膜中Cd含量在三种水分条件(D、IF、CF)下依次增加,根系和糙米中Cd含量则依次减少,表明持续淹水可以促进根表铁膜对Cd的固定,同时持续淹水使土壤CaCl2提取有效态Cd的含量显著下降,两者共同作用降低了糙米Cd的含量。施加铁硅钝化剂对根系铁膜固定Cd无显著影响,主要通过显著降低土壤有效态Cd使糙米中Cd含量下降。低累积水稻品种+持续淹水水分管理+铁硅钝化剂联合修复技术可以最大限度保障糙米安全生产。种植低累积水稻和在水稻生长关键期持续淹水水分管理对抑制水稻Cd吸收具有重要意义。在水稻缺水季节及缺水地区则更应重视低累积水稻品种和钝化剂的应用。     

不同镉污染程度农田降镉修复技术的筛选与评价

以镉低积累型水稻品种株两优819号、中嘉早17号、湘晚籼12号、13号和当地推广水稻品种中早39号、Y两优2108、连优3189为供试材料,在长沙县4个不同镉污染程度试验区,探究了水稻品种、施用生石灰、优化水分管理、施用土壤重金属调理剂和喷施叶面阻控剂等修复技术对土壤及稻米中Cd含量的处理效果。结果表明:对早稻土壤降Cd效果最好的为毛塘组试验区的T10处理,即中嘉早17联合优化水分管理、施加土壤重金属调理剂、喷施叶面阻控剂、施用生石灰修复方式,土壤降Cd率达到45.44%;对晚稻土壤降Cd效果最好的为毛塘组试验区的T4处理,即Y连优3189联合施用生石灰修复方式,土壤降Cd率达到88.16%。早稻米降Cd效果最好的为力元组试验区的T8处理,即中嘉早17联合施用生石灰、优化水分管理、施用土壤重金属调理剂修复方式,稻米中Cd含量只有0.036 mg/kg,仅为稻米国家标准的17.95%;晚稻米降Cd效果最好的为毛塘组试验区的T8处理,水稻品种为湘晚籼13号,稻米中Cd含量为0.033 mg/kg,为稻米国家标准的16.7%。早稻土壤与晚稻土壤的回归系数表明,晚稻土壤有效态Cd含量变化对晚稻米中Cd含量变化的影响大于早稻土壤中有效态Cd含量变化对早稻米中Cd含量变化的影响。聚类结果发现,各试验区对土壤和稻米降Cd的不同修复处理方式之间均存在较强的可替代性。     

不同铁肥及其施用方法对水稻籽粒镉吸收的影响

针对四川省稻田生态系统中镉(Cd)污染突出的问题,以轻度Cd超标稻田治理为目标,开展阻控稻米积累Cd的施肥技术研究。通过大田试验采用裂区设计,研究不同铁肥种类及施用方法对水稻籽粒Cd吸收的影响。结果表明,不同铁肥处理均增加了四个不同类型水稻品种的产量,其中硫酸亚铁追肥喷施显著增加了Y两优的产量(6.67%,P0.05),EDDHA-Fe底肥土施及追肥喷施显著增加了德粳1号的产量(13.33%～14.32%,P0.05)。不同铁肥施用方式中,EDDHA-Fe喷施处理对四个水稻品种的稻米Cd含量降低幅度最大(20.87%,P0.05)。不同时期喷施铁肥结果来看,以孕穗期、扬花期和灌浆期各喷施一次EDDHA-Fe处理的稻米Cd含量最低。四个水稻品种的秸秆Fe含量与稻米Cd含量呈直线性负相关。扬花期喷施铁肥稻米中Fe含量增加最多,稻米/秸秆Fe含量比值远高于稻米/秸秆Cd含量比值,这表明水稻中Fe由植株向稻米转移的速率远高于Cd。水稻稻米Fe含量与稻米Cd含量呈二元函数关系(P0.05),在较低含量时,水稻籽粒中Cd的含量随着Fe含量的上升而上升,当到达一定程度时,水稻籽粒中Cd的含量随着Fe含量的上升而下降。研究表明,水稻籽粒中的Cd受秸秆中Cd和铁肥施用方式和类型的影响,通过合理施用铁肥可以降低镉轻度污染土壤中稻米Cd含量。     

不同生物质炭和矿物钝化材料对镉污染稻田土壤的修复研究

选择常见的3种秸秆生物质炭(水稻生物质炭、小麦生物质炭和玉米生物质炭)和3种矿物钝化材料(钙镁磷肥、磷矿粉和硅肥),在田间开展不同施用量对Cd污染稻田土壤的钝化修复试验,比较不同材料的修复效果,并对其使用成本进行评估。结果表明,除高用量硅肥处理降低了水稻产量外,其他钝化材料对水稻产量没有显著影响;玉米生物质炭和钙镁磷肥处理的土壤pH升高幅度和对土壤有效态Cd含量的降低幅度均大于其他钝化材料;钙镁磷肥降低糙米Cd含量的效果最好,中、高施用量处理糙米Cd含量分别降低至0.179 mg/kg和0.137 mg/kg,下降幅度达45.9%和58.5%;3种生物质炭材料中仅高施用量水稻生物质炭可显著降低糙米Cd含量;从钝化材料的使用成本来看,生物质炭类材料明显高于矿物钝化材料,综合不同钝化材料的修复效果和使用成本,钙镁磷肥是一种值得推荐的钝化修复材料。     

生物质电厂灰与硅肥组配对水稻Cd吸收的影响

以生物质电厂灰和硅肥为供试肥料，在常规施肥基础上研究了单施生物质电厂灰（BFA）、单施硅肥（Si）、生物质电厂灰与硅肥组配施用（A–Si）对水稻各部位镉（Cd）含量以及各部位对重金属Cd的生物富集系数和转运系数。结果表明：与空白对照（常规施肥，不施生物质电厂灰和硅肥）相比，A–Si处理的稻米Cd含量下降了59.5%；同时，A–Si处理下稻米和叶片对Cd的富集系数最低，根对Cd的富集系数最高；而且，该组配处理能有效降低Cd从茎秆向稻米的转运，从而有效减少Cd在稻米中的累积；而单独施用生物质电厂灰不利于稻米Cd的降低和稻草Cd的富集，对Cd的阻控效果不佳。     

蘖肥运筹对水稻镉吸收的影响

为初步探究蘖肥施用时间对水稻Cd(镉)吸收的影响及其机制,以不施氮肥(F1)处理为对照,并设置1个氮肥均作基肥处理(F5),研究蘖肥施用时间[移栽后7 d(F2)、14 d(F3)和21 d(F4)]对水稻品种株两优819、陆两优996 Cd含量、Cd的亚细胞分布以及铁锰氧化物膜形成量的影响。结果表明,与对照相比,施用蘖肥总体能显著降低水稻分蘖期以及成熟期各部位Cd含量;与F5处理相比,施用蘖肥总体上可降低成熟期各部位Cd含量,就糙米而言,施用蘖肥处理Cd含量分别较F1和F5处理降低25%～46%和7%～33%,F3、F4处理降低Cd含量效果较好;水稻产量以F3处理最高,F2、F4处理也较高,三者间差异不显著。从根表铁锰氧化物膜形成量来看,与F1和F5处理相比,施用蘖肥总体上能明显增加水稻根表铁锰氧化物膜形成量,同时也提高了根表铁锰氧化物膜表面吸附的Cd含量,且2个品种均以F3、F4处理较高;铁锰氧化物膜形成量的增加使得分蘖期进入水稻各亚细胞组分的Cd含量均较F1处理明显降低。综合考虑,水稻生产中应根据品种特性,于移栽后14～21 d施用分蘖肥,以达到降低糙米Cd含量、提高水稻产量的目的。     

营养型阻控剂影响菜园土中水稻生长及其Cd吸收

为了探索以钙硅钾等营养元素为主要成分的土壤调理剂（营养型阻控剂）对镉（Cd）超标菜园土旱改水时水稻（OryzaSativa L.）生长及其Cd吸收的影响,于2014年下半年在Cd超标菜园土中施用营养型阻控剂,对不同用量（分别为0、1.5、3.0、4.5、6.0 g·kg^-1,分别记作CK、T1、T2、T3、T4）营养型阻控剂的水稻盆栽试验开展研究。结果表明：营养型阻控剂对菜园土中水稻生长没有较好的促进作用,没有提高稻谷产量。供试水稻品种黄超占各部位Cd质量分数大小顺序为根>茎叶>稻米>稻壳,且各部位间达到显著差异水平;所有处理稻米Cd质量分数均低于现行的食品安全国家标准中Cd限量指标;与CK相比,营养型阻控剂显著降低糙米、水稻茎叶、水稻根的Cd质量分数,且呈现随营养型阻控剂用量增加而降低效应更佳的剂量效应;与CK相比,处理T4对稻米、水稻茎叶、水稻根三者Cd质量分数的降低效应最佳,降幅分别为32.8%、39.7%、24.4%;营养型阻控剂显著降低水稻根、茎叶和稻谷中Cd的累积量。施用营养型阻控剂显著提高了土壤pH值,提高的最大值为0.3个单位,但对土壤DTPA-Cd质量分数有提高作用（处理T1的DTPA-Cd质量分数显著大于CK、T3）、对土壤有效态硅质量分数有降低效应（处理T2、T3的有效态硅质量分数显著小于CK）。营养型阻控剂可适用于Cd超标菜园土,通过降低根Cd生物富集系数来显著降低水稻根、茎叶和稻米Cd质量分数,本盆栽试验中营养型阻控剂降低稻米Cd质量分数的最佳用量为6.0 g·kg^-1。     

氨基酸肥料对水稻Cd含量及农产品品质的影响

【目的】探究稻鳖共作模式下不同氨基酸肥料对水稻Cd吸收累积和农产品品质的影响。【方法】选择鹰潭市余江区稻鳖共作田块进行大田试验,设计氨基酸水溶肥(1)（AAO）、氨基酸水溶肥(2)（AAT）、氨基酸叶面肥（半胱氨酸（Cys））、钙镁磷肥（GMP）（常规肥料做比较用）及钙镁磷肥与氨基酸水溶肥复配（GA）和不添加肥料（CK）的6个处理,研究Cd在各处理水稻植株中的富集和转运情况以及对稻米Cd、蛋白质、氨基酸含量和甲鱼肌肉Cd含量的影响。【结果】水稻植株Cd含量由高到低依次为根、茎、叶、糙米。与CK相比,对水稻根茎叶Cd含量降低效果最好的是AAT处理,分别降低了40.50%、65.74%和58.10%;Cys处理显著降低了水稻糙米Cd含量,降幅为32.98%。糙米和甲鱼肌肉Cd含量均未超过国家标准限值。与CK相比,施用氨基酸类肥料均降低了糙米蛋白质和16种氨基酸总量,其中Cys处理的降低效果最显著,分别降低了29.37%和35.71%。根据通径分析,土壤-糙米富集系数对糙米Cd含量的富集起直接作用,而酸提取态Cd、可氧化态Cd、茎-叶片转运系数则是通过影响土壤-糙米富集系数来间接影响糙米对C...     

3种改良剂对不同土壤-水稻系统中Cd行为的影响

通过水稻盆栽试验,研究了钙镁磷肥、石灰和硅肥作为土壤改良剂对几种中度污染水稻土中Cd的赋存形态以及对水稻生长的影响和改善糙米品质安全性的作用。结果表明,由于各种改良剂的性质和改良机理上存在差异,改良效果各不相同,其中硅肥的改良效果最好,其次是钙镁磷肥,然后是石灰。虽然3种改良剂均能降低土壤中有效态Cd以及糙米和秸秆中Cd的含量,使稻米质量符合国家食品卫生安全标准,但土壤性质的不同会影响改良剂的效果。同一改良剂施用在红壤上的效果最为明显,其次是黄泥土,而呈碱性的潮黄土由于土壤有效态Cd的含量明显低于前两种土壤,施用改良剂后糙米和秸秆中的Cd含量虽有所降低,但改善效果不太明显。     

钾硅肥施用对水稻吸收铅、镉的影响

为探讨钾硅肥施用对水稻铅、镉吸收及土壤中铅、镉生物有效性的影响,将施肥和重金属钝化修复良好结合在一起提供依据,采用盆栽试验,研究了钾硅肥施用对水稻生物量、钾素积累量、铅/镉含量和土壤中有效态铅/镉含量及其变化的影响。结果表明,钾硅肥施用可以显著提高水稻植株各部位生物量和钾素累积量,与不施钾处理相比,水稻生物量和钾素积累量分别增加了40.4%~47.0%和170.0%~252.0%;钾硅肥的施用显著降低了水稻茎、叶和籽粒中铅和镉的含量,与施用硫酸钾处理相比,水稻茎、叶、籽粒中铅和镉的含量分别降低了23.6%、35.6%、28.7%和15.6%、29.7%、26.8%,且随着钾硅肥用量的增加,水稻地上各部位铅和镉的含量显著降低,但水稻根部重金属含量并无显著差异。土壤中有效态铅、镉经过一季水稻种植后均有不同程度降低,钾硅肥处理和硫酸钾处理土壤有效铅、镉含量并无明显差异。钾硅肥的施用既满足了水稻对钾素的需求,又降低了水稻地上各部位对土壤重金属的吸收。     

叶面肥与不同类型钝化材料组合施用对水稻累积镉效应研究

为应对复杂的重金属污染来源与现状,采用叶面肥与钝化措施组合技术进行重金属污染农田的安全利用田间验证。结果表明,单独施用叶面肥对水稻各部位中Cd的累积效应无显著影响,而"改性钼矿""叶面肥+改性钼矿""叶面肥+石灰""叶面肥+羟基磷灰石"等组合修复技术在不影响水稻产量的前提下,均能显著降低水稻各部位中Cd的累积,其中根系Cd含量下降幅度为23.1%～47.9%,茎叶Cd含量下降幅度为37.5%～64.3%,籽粒Cd含量下降幅度为25.2%～48.8%。除单施叶面肥处理外所有修复处理后水稻籽粒Cd含量均低于国家食品安全标准限量值。改性钼矿的作用主要是通过降低土壤浸提态Cd含量及根系Cd含量,即通过减少Cd从土壤中向水稻体内的迁移过程来实现水稻籽粒降Cd的目的;而含有叶面硅肥的处理能够显著影响Cd在水稻体内的分配,其主要作用机理是减少Cd从水稻地下部位向地上部位的迁移。叶面肥+改性钼矿组合处理相比单施叶面肥处理表现出显著的应用优势,但是相比改性钼矿处理无显著差异,这可能与当地的低污染风险等级以及叶面肥的施用时期有关。研究表明,叶面肥+改性钼矿是一种适合于珠三角地区重金属Cd污染农田安全利用技术。     

Cd污染稻田专用土壤调理剂修复效果评价（英文）

采用大田试验,以常规施肥为对照,并与施用石灰进行对比,对14个镉(Cd)污染稻田土壤专用调理剂进行效果分析与评价。结果表明,施用土壤调理剂对水稻产量无显著影响;土壤调理剂降低稻米Cd含量的效果相对稳定,但不同土壤调理剂降低稻米Cd含量的效果存在较大差异。早、晚稻施用土壤调理剂的稻米Cd含量降幅分别为22.65%～44.24%和15.20%～63.03%,降低水稻茎叶Cd含量的效果与之趋势相同。聚类分析结果表明,土壤调理剂主要分为三类:一类依靠提升土壤pH值,钝化土壤Cd活性,减少土壤Cd向水稻体内迁移转运,降低稻米Cd含量的效果较好;一类主要利用相关元素与镉产生的拮抗作用,抑制水稻茎秆中Cd向稻米的迁移和再分配,但降Cd效果一般;还有一类为中等稻米降Cd效果的产品类型,其作用机制可能是前两类的效果兼而有之,但稻米降Cd效果有待增强。     

蚯蚓粪对镉在土壤-水稻系统中迁移转化影响

为降低稻米中镉(Cd)含量,探究了牛粪源蚯蚓粪对水稻不同时期Cd吸收积累的影响。选取中性水稻土,采用盆栽试验,对牛粪源蚯蚓粪添加下水稻生长过程中土壤氧化还原电位(Eh)、pH和土壤Cd形态的变化规律及水稻重金属Cd积累量进行测定分析。结果表明:相较于对照(不添加蚯蚓粪),施加蚯蚓粪使水稻土壤Eh显著降低,显著降低水稻分蘖期土壤pH值,进入抽穗扬花期后无显著影响;蚯蚓粪的添加改变了土壤Cd的赋存形态,在分蘖期除低添加量6.3 g C·kg~(-1)土外均显著降低环境活性态Cd含量,且添加量越大降幅越大,在水稻抽穗扬花期仅高添加量41.3 g C·kg~(-1)土有显著降低效果,在完熟期各处理组均显著降低其含量;施加蚯蚓粪能显著降低水稻糙米中Cd的含量,蚯蚓粪施用量6.3 g C·kg~(-1)土下糙米Cd含量降低48.08%,施用量达16.3 g C·kg~(-1)土时糙米Cd含量降至0.157 mg·kg~(-1),符合国家稻米Cd控制标准,继续增加施用量后糙米Cd含量无显著差异。对于水稻植株,蚯蚓粪在41.3 g C·kg~(-1)土下可显著降低全生育期各部位Cd含量,除抽穗扬花期茎部无明显规律外,其余各时期水稻根、茎及叶Cd含量均表现为蚯蚓粪添加量越大降低效果越明显。研究表明,蚯蚓粪在全生育期可通过降低土壤Eh影响土壤可交换态Cd含量从而降低水稻对Cd的吸收量。     

镉污染稻田专用土壤调理剂修复效果评价

采用大田试验,以常规施肥为对照,并与施用石灰进行对比,对14个镉(Cd)污染稻田土壤专用调理剂进行效果分析与评价。结果表明:施用土壤调理剂对水稻产量无显著影响;土壤调理剂降低稻米Cd含量的效果相对稳定,但不同土壤调理剂降低稻米Cd含量的效果存在较大差异。早、晚稻施用土壤调理剂的稻米Cd含量降幅分别为22.6%~44.2%和15.2%~63.0%,降低水稻茎叶Cd含量的效果与之趋势相同。聚类分析结果表明,土壤调理剂主要分为三类:第一类依靠提升土壤p H值,钝化土壤Cd活性,减少土壤Cd向水稻体内迁移转运,降低稻米Cd含量的效果较好;第二类主要利用相关元素与镉产生的拮抗作用,抑制水稻茎秆中Cd向稻米的迁移和再分配,但降Cd效果一般;第三类为中等稻米降Cd效果的产品类型,其作用机制可能是前两类的效果兼而有之,但稻米降Cd效果有待增强。     

4种土壤调理剂对水稻产量及稻米镉吸收的影响

该文通过田间小区定位试验,研究了4种不同土壤调理剂施用对2014—2015年度早晚季水稻产量、土壤p H及稻米吸收Cd的影响。结果表明,施加酸性土壤调理剂(T2处理)与矿物源土壤调理剂(T3处理)显著增加了2014—2015年度早晚季水稻的产量,提高了土壤p H。此外,酸性土壤调理剂(T2处理)与矿物源土壤调理剂(T3处理)等两个处理组中稻米Cd含量均显著低于未添加土壤调理剂的对照处理组(p0.05)。4种土壤调理剂对稻米Cd含量大小为:T2T3T1T4与CK。由此可知,稻田土壤施加不同类型的土壤调理剂对水稻产量、土壤p H及稻米吸收Cd的作用效果差异明显,应首要考虑富含矿物与微量元素的土壤调理剂作为调控技术,进而降低稻田稻米的Cd含量。