不同磷肥浓度下土壤-水稻系统重金属的时空累积特征

针对磷肥是水稻田重金属污染的主要来源,采用田间试验与室内分析相结合的研究方法,在吉林省九台市饮马河老稻田区,开展5种磷肥浓度处理对土壤-水稻系统重金属Cd和Pb的时空累积、分布特征研究.结果显示,磷肥中Cd和Pb含量高于土壤背景值,但没有超出国家土壤环境质量(二级)限定范围.磷肥施入土壤后,部分滞留在土壤里,少量向地上部分迁移.水稻根部累积重金属含量较高.随水稻生育期的变化,成熟期重金属在根、叶和籽实累积量最大,茎的重金属累积量在孕穗期达到最大.重金属Cd在水稻各器官的迁移能力为根>籽粒>叶>茎,Pb的迁移能力为根>叶>籽粒>茎,Cd在水稻地上部分的迁移能力要明显强于Pb.磷肥施用量和重金属含量的关系可用线性回归方程来模拟,相关性检验显示重金属累积量与磷肥施用浓度均达到显著相关(P＜0.01)(除根中Cd含量与磷肥浓度达到0.05显著水平),说明水稻栽培生产中过量使用磷肥,能产生重金属对土壤和稻米的污染,进而导致重金属对人畜健康的潜在威胁.     

锌与氮、磷肥配施对宜香2292水稻产量的影响

试验研究了锌肥与氮肥、磷肥配施对宜香2292水稻产量的影响,结果表明,在氮肥和磷肥施用量较低、较高的土壤中,施用锌肥均能使水稻获得较好的增产效果;施用锌肥可以调节土壤和水稻植株中的氮、磷含量。     

白浆型水稻土磷肥最佳施用量的试验

通过连续4年的试验结果分析表明，在白浆型水稻土上磷肥施用量与土壤中的速效磷呈显著正相关。减少磷肥施用量水稻植株体内的全磷和全氮含量依次下降，全钾则依次逐增:提高磷肥施用量可使水稻植株体内全磷含量递减，全氮递增。连续4年施用磷肥的平均产量各处理间差异不显著，但各试验年度差异显著。根据产量结果分析，在本试验条件下连续施用磷肥67．5kg/hm^2 3-4年后，可减少磷肥施用量7．2％－35．5％，但必须年年施用磷肥，否则将影响土壤肥力及水稻产量的形成。     

田间环境下土壤-水稻系统重金属的迁移特征

为阐明土壤重金属(Cd、Pb、Cr、As、Hg)对水稻的迁移转化,采集福建闽西地区的水稻主产区土壤、水稻植株样品,对土壤-水稻系统中重金属含量特征、水稻对土壤重金属的富集性、重金属在土壤-水稻系统中的迁移转化特性及其与土壤理化性质的关系进行了分析。结果表明:水稻籽粒中5种重金属均在不同程度上超过国家食品安全标准,污染排序为PbCdAsCrHg,土壤中5种重金属的污染排序为HgCdPbCrAs;水稻籽粒对土壤中5种重金属的富集能力基本为CdAsCrHgPb,5种元素在水稻植株各器官的迁移特征一般呈现根部茎叶籽粒的现象,其中Cd元素最容易向水稻植株迁移,Pb元素最不易迁移。土壤理化性质均不同程度影响水稻的迁移系数,其中土壤pH的作用相对明显,低pH可促进重金属在土壤-水稻中的迁移吸收。     

水稻籽粒中镉的来源

【目的】深入探讨水稻籽粒中镉(Cd)的来源及其与生长环境中Cd供应强度的关系,为稻米Cd污染防控选用恰当的农艺措施和实施时间提供科学依据。【方法】在水稻齐穗期,从Cd污染稻田选取长势一致的水稻植株,分别移入含不同Cd浓度(0、0.2、0.5 mg·L-1)的营养液盆钵中培养,成熟期分别收获各器官测定生物产量和Cd含量;在大田自然条件下生长的水稻分别在齐穗期、灌浆期、腊熟期和成熟期采集长势均匀一致的植株样本测定生物产量和Cd含量。【结果】在营养液中不含Cd(Cd 0处理)的条件下,籽粒中累积的Cd主要来自于根系和茎秆在齐穗前累积的Cd。在齐穗后的生长环境中存在较低有效镉的情况下(即Cd污染稻田自然生长的植株),籽粒中的Cd则同时来自水稻齐穗前各器官累积的Cd和根系从土壤吸收与直接运输的Cd;水稻叶片和谷壳是水稻齐穗后向籽粒净转移Cd的器官,茎秆和根系既是籽粒Cd的源,也是Cd的净累积器官。而在生长介质有效镉含量丰富的情况下(即Cd培养试验处理中的Cd 0.2和Cd 0.5处理),籽粒中的Cd则主要来自生长介质,少部分来自水稻各器官的转移。【结论】籽粒中的Cd来自齐穗前各器官储存Cd的转移和土壤/介质中Cd的吸收和直接运输,土壤/介质中的可利用Cd含量越高,籽粒含Cd量也越高;只有当土壤/介质中不存在可利用Cd时,水稻各器官中储存的Cd才是籽粒中Cd的唯一来源;水稻各器官中,茎秆和根系是体内Cd的主要储存和输出场所。结合水稻生长早期降Cd措施的基础上,在水稻抽穗-成熟期采取恰当的农艺措施降低土壤中Cd的有效性以及根系吸收和向籽粒的直接运输量,就能有效降低稻米中的Cd含量。     

水稻磷肥减量技术示范

通过田间试验研究不同供磷水平对水稻的影响。研究结果表明,磷肥施用量对水稻产量起着重要作用。磷肥施用量直接影响着土壤中有效磷含量和磷肥利用率。随着磷肥施用量的减小,从土壤中吸收的有效磷含量呈递增趋势;随着磷肥施用量的增加,磷肥利用率减小。就当前土壤肥力水平下,建议公顷施纯磷41.4kg,公顷产量可达9892.5kg,公顷净增效益205.50元。     

含Cd磷肥不同施用量对水稻产量及Cd累积的影响

采用2年大田试验,研究低镉(Cd)磷肥不同施用量对水稻产量及地上部Cd累积的影响。结果表明,施低Cd磷肥显著增加水稻稻谷和稻秆产量,但不同施磷量间稻谷产量差异不显著。随施磷量的增加,稻谷Cd含量呈先增加后下降的趋势,但均在国家粮食卫生控制标准0.2 mg·kg-1规定内。当施磷(P2O5)量为63 kg·hm-2时,稻谷Cd含量及稻谷、茎叶和地上部Cd累积量最高,显著高于对照;但施磷量增至252 kg·hm-2时,稻谷Cd含量与对照相当,而茎叶Cd含量显著下降。水稻对磷肥中Cd的吸收率随施磷量的增加而显著下降。当施磷量低于81 kg·hm-2时,水稻地上部对磷肥中Cd的吸收率超过100%。指数回归方程表明,随磷肥进入土壤的Cd含量基本被水稻地上部完全吸收时的磷肥施用量早、晚稻分别为116.6、174.6 kg·hm-2。因此,生产上按当前适宜施磷量施用,既能兼顾水稻产量,又能保障稻谷和土壤生态安全。     

山西省中南部苹果生产优势区果园土壤营养、植株营养现状及分析

通过对山西省中南部苹果生产优势区果园土壤样品和植株样品的测试、统计分析,掌握了当前该区域内的果园土壤营养和植株营养现状,并参照国内外有关文献,进行了分析评价,同时对果园土壤养分含量与植株养分含量的相关性进行了分析,结果表明:土壤有机质与有机肥施用量、土壤全氮与氮肥的施用量、土壤有效磷与磷肥施用量、土壤速效钾与钾肥施用量成正相关;植株全氮含量与土壤全氮、植株全磷含量与土壤五氧化二磷、植株全钾含量与土壤氧化钾含量成负相关。     

滇池流域设施条件下氮磷对土壤硝酸盐累积的影响

 研究了滇池流域集约化地区设施条件下氮磷化肥对土壤硝酸盐的累积规律。研究结果表明:土壤中硝酸盐的积累主要受氮肥施用量的影响,磷肥对土壤中硝酸盐的积累的影响,因种植的作物不同而有较大的差异,在种植辣椒的土壤中,磷肥对土壤硝酸盐积累有显著影响,施磷降低土壤中的硝酸盐。在种植西芹的土壤中,磷肥对土壤中硝酸盐的影响因氮肥的投入量不同而有不同的表现,生菜中施磷对土壤硝酸盐累积无显著影响。     

长期施肥对黄壤性水稻土磷平衡及农学阈值的影响

【目的】研究长期施肥条件下土壤有效磷（Olsen-P）的演变特征及土壤磷素的累积状况,分析土壤磷素累积与土壤有效磷的响应关系,明确Olsen-P的农学阈值及合理磷肥施用量,为西南黄壤地区科学施用磷肥提供理论依据。【方法】以贵州黄壤肥力与肥料长期定位试验为平台,选择试验中6个处理分别是不施肥（CK）、偏施氮钾肥（NK）、常量氮磷钾肥（NPK）、常量有机肥（M）、减1/2有机肥+减1/2氮磷钾肥（1/2 M +1/2 NPK）和常量有机肥+常量氮磷钾肥（MNPK）。分析西南黄壤性水稻土19年（1995-2013）土壤Olsen-P含量与植株吸磷量,研究土壤Olsen-P的变化规律及土壤累积磷盈亏状况,通过Mitscherlich方程模拟作物相对产量对土壤Olsen-P的响应关系,明确西南黄壤性水稻土的农学阈值,并分析Olsen-P与施肥量之间的关系。【结果】长期施用磷肥处理可显著提高土壤Olsen-P含量,各施磷处理Olsen-P年增长速率在0.72-2.47 mg·kg^-1·a^-1,其中MNPK处理Olsen-P增长速率最大,NPK处理最小,主要与施肥量的高低有关;有机肥配施化学磷肥比单施化学磷肥和单施有机肥更能有效地促进作物对磷素的吸收;不施磷处理土壤磷素一直处于亏缺状态,施磷处理土壤磷素盈余量为176-1 200 kg·hm^-2,其中MNPK处理磷素盈余量最高;土壤累积磷盈余量与土壤Olsen-P增量呈显著线性相关,土壤中磷素每盈余100 kg·hm^-2,NPK、M、1/2M+1/2NPK、MNPK处理Olsen-P含量分别提高4.0、2.0、3.2和2.0 mg·kg^-1;土壤每年磷盈亏和Olsen-P含量与磷肥施用量呈极显著正相关关系,磷肥用量（纯P）17.4 kg·hm^-2时土壤磷盈亏呈持平状态,西南黄壤性水稻土Olsen-P的农学阈值为15.8 mg·kg^-1;对应的施肥量（纯P）为每年37.2 kg·hm^-2·a^-1。【结论】土壤有效磷随土壤磷素盈余而变化,同时与磷素投入量密切相关,当磷肥用量（纯P）为17.4 kg·hm^-2·a^-1土壤磷素呈持平状态。当磷肥用量（纯P）为37.2 kg·hm^-2·a^-1时,可获得较高作物产量,磷肥当季利用率高,且磷素在土壤中累积较少。当磷肥用量（纯P）大于37.2 kg·hm^-2·a^-1时,作物产量对磷肥用量无响应,大量磷素累积在土壤中,增加土壤磷素的流失风险。土壤中累积磷盈余量一定的情况下,西南黄壤性水稻土长期单施化学磷肥提升土壤Olsen-P的速率大于施用有机肥处理。     

胁迫和对照条件下不同类型水稻器官中重金属积累特性的比较

以土壤自然背景值为对照、人工添加重金属为胁迫处理,比较不同类型水稻器官中Cd、As和Hg的积累特性。结果表明:重金属胁迫下,不同类型水稻器官中都增加了Cd、Hg和As的积累量,且积累量大多显著或极显著高于对照。Hg和As胁迫时,重金属主要在茎叶中积累;Cd胁迫时,精米中Cd的积累量较高,使得稻谷和茎叶中的相对积累量较对照低。相关分析表明,精米与茎叶中相应重金属积累量的相关性因重金属而异,精米与稻谷中相应重金属的积累量在胁迫和对照条件下均达显著或极显著正相关。     

长江三角洲地区土壤和水稻重金属污染特征研究（摘要）

[目的]研究长江三角洲地区土壤和水稻重金属污染特征。[方法]测定长江三角洲地区150多个采样点的重金属含量,进行土壤环境质量评价,并研究重金属元素在不同区域和植物不同部位的含量分布以及转换和分配特征。[结果]长江三角洲地区受Cd、Pb、Cr、Cu、Zn的污染,其中Cd污染最严重,Pb、Cu和Zn次之,Cr最轻,几乎不受Hg和As的污染,内梅罗污染指数为0.880,属于警戒级;水稻果实中Cd、Cr、Cu、Hg和Zn超过其背景值。按区域划分,土壤污染程度依次为：环太湖地区〉浙江南部地区〉沿江地区,城市直辖区〉县级城镇及农村;按迁移转化规律划分,根际土壤〉水稻根茎〉水稻果实;转换系数Cd〉Cu〉Zn〉As〉Hg〉Pb〉Cr,分配系数Zn〉Cr〉Cd〉Cu〉Hg〉Pb〉As。[结论]长江三角洲地区污染元素的数值范围较大,个别样本污染严重,应加大重金属污染防治与预防。     

集约化稻田养分均衡调控研究

在中国东南地区稻田,养分的非均衡化和高强度的投入引起稻田土壤质量退化、水体富营养化等环境问题。通过田间试验研究了不同施肥量对集约化稻田水稻叶片SPAD值、产量、养分含量、养分利用效率的影响。结果表明:水稻叶片SPAD值随施氮量的增加而增加,不同生育期SPAD值差异显著,分别为分蘖期＞抽穗期＞灌浆期。在N,K肥不同水平的处理下,水稻产量有明显的变化,并得出施用N,K肥的阈值,即在施氮处理225 kg/hm²和施钾处理180 kg/hm²水平下水稻的产量达到最大值,而磷肥施用增产效果不显著,这可能与该地土壤速效磷的含量较高有关。     

连续施肥对不同肥力稻田土壤基础地力和土壤养分变化的影响

【目的】研究双季稻种植制度下,连续3年施肥与不施肥对不同肥力土壤基础地力产量、基础地力贡献率、土壤氮磷钾表观平衡和土壤养分变化的影响,为不同肥力土壤基础地力培育及土壤肥力维持和提升提供参考。【方法】从32年长期施用不同肥料定位试验的不施任何肥料(CK)、施氮磷钾肥(NPK)和氮磷钾肥配施稻草(NPKS)处理采取土壤,分别代表3种不同肥力水平,设置连续3年施肥与不施肥处理的盆栽试验,监测双季水稻产量、土壤基础地力产量、基础地力贡献率和土壤氮磷钾养分的变化。【结果】在试验期间,不同肥力土壤的早晚稻基础地力产量、基础地力贡献率均表现为:NPKS处理土壤NPK处理土壤CK处理土壤,且随着试验年限的延长,不同肥力土壤之间的差异呈逐渐缩小趋势,到试验第3年,不同肥力土壤之间的差异变得不显著。无论施肥或不施肥,初始肥力越高的土壤经3年6季水稻种植,由作物收获带走的氮、磷、钾养分越多。不同肥力土壤在连续施肥条件或不施肥条件下,肥力养分变化规律存在较大差异,这种差异与水稻种植体系中养分输入-输出平衡状况有一定关系。【结论】初始肥力越高的土壤如果连续不施肥,其基础地力下降得越快。因此,对于地力水平较低的土壤应注重合理施肥,培育和提高农田土壤肥力和基础地力;地力水平较高的土壤也应注意高效合理补充养分,以维持土壤较高的肥力水平和持续生产力。     

杂交中稻在不同地域和施氮水平下氮素吸收利用效率的变异(英文)

[目的]为了探明氮素在植株中的积累与分配状况及氮素吸收利用率与试验点的地理位置、土壤化学特性、施氮量的关系。[方法]2009年以杂交中稻Ⅱ优7号和渝香优203为材料,在西南稻区4省(市)的7个生态点采用相同的试验方案。[结果]稻谷产量在地点间、品种间、施氮量间、地点与品种互作效应、地点与施氮量互作效应均达极显著水平,而品种与施氮量间的互作不显著;成熟期地上部干物重、含氮率和氮肥吸收利用效率分别在试验点、品种间和施氮量间的差异达极显著水平。氮素吸收率与利用率呈极显著负相关;氮素吸收利用率与试验点所处地理位置、施肥水平及土化特性呈极显著线性关系,F值9.34** ~914.30**,决定系数高达0.705 2 ~0.999 8。[结论]施氮量越高,氮肥的利用效率越低;土化特性对氮吸收利用率的影响因品种和具体的氮利用率指标而异,氮稻谷生产率与土壤有机质含量呈极显著正相关,经度、海拔越高,氮肥利用效率越高。     

连云港市郊区稻田土壤与水稻重金属镉含量分析

以取自连云港市郊区的24个水稻样品和24个对应土壤样品为研究对象,分析重金属元素镉的含量。结果表明:连云港市郊区稻田土壤重金属镉含量未见明显不同;水稻不同器官镉含量分布规律是根茎叶稻壳糙米;生育期短的水稻品种植株中镉含量高于生育期长的品种。     

水稻地上部单位器官物质分配过程的定量模拟

 【目的】定量描述水稻植株地上部单位器官（叶片、叶鞘、节间、稻穗）干物质的动态分配过程,为作物形态建成模拟和可视化表达奠定基础。【方法】通过不同水稻品种和水氮试验中主茎和分蘖单位叶片、茎鞘及穗的干物质与水分及氮素含量的连续观测和定量分析,构建水稻地上部各单位器官干物质分配指数动态模型。【结果】模型采用线性和指数方程描述了叶片、茎鞘及穗单位器官分配指数随GDD的动态变化过程;分别用指数方程及一元二次方程描述了叶片、茎鞘及穗最大单位分配指数随不同叶位、鞘位以及穗位的动态变化过程;另外,以叶片、茎鞘及穗的氮素和水分因子法分别描述了水氮限制对各单位器官干物质分配过程的定量影响。利用独立的水稻田间试验资料对所建模型进行了初步的测试和检验,主茎与分蘖各单位器官干物重的观测值与模拟值的根均方差分别为0.93、0.81及6.8 kg•ha-1。【结论】本模型可较好地模拟不同生长条件下水稻不同茎蘖各单位器官干物质动态的变化过程。     

某流域农田土壤-水稻系统重金属空间变异特征及生态健康风险评价

为探讨某流域农田土壤-水稻重金属污染状况、空间变异特征及生态健康风险,2017年9—11月期间陆续在该流域采集水稻籽粒样品以及对应水稻田土壤样品各938个,测定其Cd、Hg、As、Pb和Cr 5种重金属含量,并基于ArcGIS和SPSS对土壤和水稻籽粒中不同的重金属生态健康风险进行评价。结果表明:从研究区土壤和水稻籽粒的重金属空间变异与分布规律来看,Cd、Hg、As和Pb为中等空间自相关性,Cr空间相关性则较弱;水稻籽粒中5种重金属的空间相关性均较弱。流域耕层土壤5种重金属中除Cr外,其余含量均较高,并且在南部中心区域呈现一个明显的大斑块污染区,向四周平缓扩散;水稻籽粒中Cd和As风险较高,主要在流域沿岸地区。从研究区土壤-水稻重金属污染风险分布情况来看,不同区域的重金属风险存在明显差异。耕层土壤重金属风险指数跨度较大,处于轻微风险;水稻籽粒风险指数跨度较小,不同区域的水稻籽粒重金属风险差异不明显,有11个点位属于中等风险级别,其余属于轻微风险级别。     

万山汞矿区水稻吸收无机汞及甲基汞影响因素探讨

为了探讨贵州万山汞矿区土壤等因素对水稻吸收无机汞和甲基汞的影响,通过在万山垢溪、熬寨、四坑和五坑典型区域采集水稻和土壤样品进行测试,利用相关分析研究了水稻在分蘖期吸收无机汞和甲基汞的影响因素。研究表明水稻根与茎中积累的无机汞含量和土壤中无机汞含量显著正相关(r=0.987和0.786),而叶中无机汞含量与土壤pH显著负相关(r=-0.645),与土壤中总硫显著正相关(r=0.621)。水稻根和叶吸收的甲基汞含量与土壤中甲基汞含量显著正相关(r=0.710和0.599),但与土壤中其他参数没有明显的相关性。垢溪水稻根表铁膜量高于其他区域,根表铁膜吸附无机汞与水稻根吸收无机汞具有显著的正相关关系(r=0.891),而吸附的甲基汞并没有与根中甲基汞存在相关性。因此,在万山汞矿区,土壤中无机汞和甲基汞含量是影响水稻吸收无机汞和甲基汞的关键因素,同时反映出水稻对甲基汞和无机汞的吸收存在不同的路径。