秸秆还田配施无机改良剂对稻田土壤镉赋存形态及生物有效性的影响

以成都平原德阳市旌阳区Cd污染稻田土为研究对象,通过大田试验研究了秸秆还田下配施无机改良剂对污染稻田土壤Cd形态分布特征及水稻生物有效性的影响。结果表明,秸秆(油菜秆、小麦秆)配合改良剂(海泡石、石灰、钙镁磷肥)施用均显著降低水稻糙米Cd含量,其中油菜秸秆配合海泡石效果较优,降低幅度为36.75%;油菜秸秆配合改良剂(海泡石、石灰、钙镁磷肥)施用提升了茎秆Cd含量(31.46%~140.73%),可能会影响秸秆还田利用。对土壤可交换态Cd含量影响表现为:水稻分蘖期,小麦秸秆配合石灰处理降低50.47%,效果较佳;水稻成熟期,小麦秸秆配合钙镁磷肥处理降低58%,效果较优。回归分析结果表明,土壤Cd形态由有效性较高的形态(可交换态)向有效性较低的形态(铁锰氧化物结合态、有机结合态等)转化,有助于减少水稻根系对Cd的吸收,降低糙米Cd的累积。综上,在抑制土壤活性态Cd,降低水稻Cd积累方面,油菜秸秆还田配合海泡石和小麦秸秆还田配合石灰效果均较优。     

全生育期淹水联合钝化材料对重度Cd污染下水稻生长和镉富集的影响

为解决中重度污染农田利用问题,本研究采集Cd含量为3.41 mg·kg~(-1)的污染土壤,应用盆栽试验方法,研究了全生育期淹水条件下,赤泥、海泡石、凹凸棒石和腐植酸四种钝化材料16个单一及复合配方对水稻产量、净光合速率、精米和米糠中Cd含量、铁膜Fe和Mn含量、土壤pH值和土壤有效态Cd含量的影响,以期为联合调控的效果提供数据支持。结果表明,四种钝化材料单施及复配均能不同程度增加稻米的产量和叶片的净光合速率,稻米产量与净光合速率呈显著正相关。所有钝化处理均显著降低了精米和米糠中Cd含量,0.5%赤泥、1.0%赤泥、1.0%海泡石、0.5%海泡石+0.5%赤泥、1.0%海泡石+1.0%赤泥、1.0%凹凸棒石+1%赤泥、0.5%海泡石+0.5%赤泥+0.5%腐植酸、1.0%海泡石+1.0%赤泥+1.0%腐植酸等9个处理均能使精米中Cd含量达食品中污染物限量标准(GB 2762—2017)(0.2 mg·kg~(-1)),其中0.5%海泡石+0.5%赤泥处理不仅对稻米Cd含量的降幅最大,而且投入量和经济成本较低。除单施腐植酸外,其他14个钝化处理均提高了土壤的pH值,显著降低了土壤有效态Cd的含量。土壤有效态Cd含量与土壤pH呈显著负相关。精米Cd含量与土壤pH呈负相关,与土壤有效态Cd含量呈正相关。所有钝化材料显著降低了水稻根系铁膜上Fe、Mn和Cd的含量,且精米Cd含量与铁膜Fe、Mn和Cd含量呈正相关,铁膜Cd含量与Fe含量呈显著正相关。这说明,16种钝化处理均能促进水稻的光合作用,进而增加水稻的产量;均能通过提高pH,降低土壤Cd有效态含量来减少水稻籽粒对Cd的富集(除单施腐植酸外);均能通过减少铁膜上Fe和Mn的含量,阻止铁膜对Cd的吸收,进而减少水稻对Cd的吸收和富集。0.5%海泡石+0.5%赤泥处理最佳。     

钝化剂对农田土壤镉污染的原位钝化修复效应研究

选择野外镉(Cd)污染农田,以小麦(第一季)、水稻(第二季)为模式作物,以蒙脱土、钙镁磷肥、磷矿石、重钙、普钙为钝化修复材料(施加浓度为1.3 kg·m-2),并配施石灰(0.52 kg·m-2),研究其对小麦、水稻产量及籽粒中Cd含量、土壤pH以及土壤中Cd形态分布的影响,考察不同钝化剂对农田土壤Cd污染的原位钝化修复效果。结果表明:施用不同钝化剂后均显著抑制小麦和水稻籽粒对Cd的吸收,而配施石灰能更进一步抑制小麦和水稻对Cd的吸收。第一季,钙镁磷肥和蒙脱石配施石灰的抑制效果最好,钙镁磷肥配施石灰和蒙脱土配施石灰降幅分别达到78.7%和72.8%;第二季,钙镁磷肥和重钙配施石灰的抑制效果最好,钙镁磷肥配施石灰和重钙配施石灰降幅分别达到82.83%和67.43%。研究发现钝化剂显著降低土壤酸溶态Cd含量,而小麦和水稻籽粒中Cd含量与土壤pH呈极显著负相关关系,相关系数分别为-0.817和-0.718;与土壤酸溶态Cd呈显著正相关关系,相关系数分别为0.769和0.613;同时发现施用钝化剂后小麦、水稻的产量均有显著提高,增幅最大的为可溶性磷肥重钙和钙镁磷肥,原因可能是施入的改良剂减缓了Cd毒性,同时提供了作物生长所需的钙、镁、磷等必需营养元素。根据田间试验效果,钙镁磷肥配施石灰对降低小麦和水稻中Cd含量的效果最显著,可推荐作为Cd污染土壤的改良剂。旱作条件下,蒙脱石配施石灰也是Cd污染农田改良剂的较好选择,而稻作条件下则不宜使用。     

改良剂对复合污染红壤中镉锌有效性的影响及机理

采用盆栽试验,研究了施用石灰、有机肥、海泡石对红壤上小油菜生物量、Cd与Zn吸收量、土壤Cd、Zn形态转化、pH等的影响。结果表明,改良剂对无污染红壤小油菜的生长影响不大,但能显著提高污染土壤上小油菜的生物产量,同时明显降低小油菜对Cd、Zn的吸收浓度。改良剂单施的效果是有机肥>石灰>海泡石,而有机肥和石灰配施或3种改良剂配合施用优于单施。改良剂降低复合污染红壤Cd、Zn生物有效性的主要原因是,施用改良剂后,土壤重金属形态和pH值发生显著变化。施用改良剂,土壤Cd、Zn转变为植物不易吸收的形态,与植物生长有良好相关性的土壤有效态重金属含量显著减少;施用石灰使土壤pH升高约2个单位,施用海泡石和有机肥使土壤pH增加1.2个单位以上。     

不同改良剂对Cd污染土壤及水稻Cd吸收转运的影响

本研究以位于浙江省金华市某村农田重金属Cd轻度污染土壤为研究对象,以不添加改良剂为对照(CK),比较石灰类调理剂、甲壳素、生物炭等3种改良剂对水稻安全生产的影响。结果显示,不同改良剂处理提高了土壤pH值和有机质含量,但无显著变化;且均降低土壤中有效态Cd含量,其中生物炭和石灰类调理剂处理有效态Cd下降最显著,与对照相比分别降低了10.32%和8.29%。石灰类调理剂处理对水稻体内各部位的富集系数及转运系数均表现出最低。石灰类调理剂及生物炭用量在1 200 kg·hm^-2和2 250 kg·hm^-2下,可使稻谷籽粒(糙米)中的Cd含量控制在食品安全国家标准的限量以内。综上所述,石灰类调理剂处理对Cd污染农田土壤治理效果最好。     

不同土壤改良剂对酸性土壤改良效果

【目的】探索施用不同改良剂对酸性土壤性质、水稻吸收养分和产量、水稻吸收重金属的影响,为酸性土壤改良提供技术依据。【方法】通过水稻田间试验,选择3种不同土壤改良剂(生石灰、亿土康、楚戈)及不施改良剂共4个处理,检测各处理土壤pH、交换性铝、交换性酸和阳离子交换量、水稻植株和籽粒氮磷钾含量、水稻重金属含量,测定水稻产量及产量构成因子,分析土壤性质、水稻氮磷钾含量、水稻产量及水稻重金属含量变化。【结果】与对照(不施用改良剂) 相比,改良剂均能提高土壤pH、减少土壤中交换性酸和交换性铝含量,以施用石灰效果最佳。不同改良剂均能增加土壤阳离子含量,增幅在21%～24%之间,其中以施用亿土康土壤阳离子含量最高。改良剂能提高水稻籽粒氮磷钾和植株全磷含量,但降低了植株全氮和全钾含量。施用土壤改良剂能提高水稻有效穗、千粒重和增加水稻产量。施用土壤改良剂减少水稻对重金属Cd的吸收,不同改良剂对水稻吸收Cr影响不同。【结论】适宜的改良剂能提高酸性土壤pH、减少交换性铝和交换性酸含量,增加土壤阳离子含量,提高水稻对养分的吸收,增加水稻产量和减少水稻对重金属Cd的吸收。     

海泡石施加深度对水稻吸收镉的影响

为探讨海泡石施加深度对镉（Cd）污染土壤钝化修复效果的影响,选取湖南湘潭酸性水稻土,采用根际箱培养的方式,研究海泡石施加深度对土壤中Cd生物有效性、植株Cd吸收和根际环境的影响特征。结果表明,与未添加海泡石的对照相比,海泡石在施加深度为20、10 cm和5 cm的处理下,根际与非根际各层土壤pH值分别提高了1.00~1.16、0.59~1.21个单位,根际与非根际各层土壤中Cd有效态含量分别降低了0.02%~3.40%和1.00%~7.80%,且海泡石施加深度为5 cm（T2）时根际与非根际层土壤Cd有效态含量降幅最大,分别为3.40%和7.80%;海泡石不同施加深度处理水稻各部位Cd含量均有下降,且在施加深度5 cm并隔离根系向未钝化土壤延伸处理（T4）降幅最大,与对照相比根部Cd含量下降显著（P<0.05）,同时,海泡石在不同施加深度处理下水稻株高和产量均有提高,且与对照相比海泡石在T2和T4耕层深度处理下株高和产量显著提高（P<0.05）。可见,浅耕（耕层5 cm处理）施用海泡石降低土壤Cd生物有效性效果最好,且降低了水稻中Cd含量,显著提高了水稻产量。     

不同钝化剂对水稻Cd吸收的影响

通过田间试验,研究生石灰(3.00、3.75 t·hm^-2)、海泡石(12.00 t·hm^-2)及石灰-海泡石复合(6.00 t·hm^-2)4个钝化剂处理对低积累早稻品种Cd吸收的影响。研究表明,不同钝化剂处理与对照相比籽粒中Cd的含量均显著降低,降幅在60.0%~72.5%,且水稻籽粒中Cd含量均<0.2 mg·kg^-1。其中,海泡石效果最佳,石灰次之。各钝化剂的添加均显著提高了土壤pH值,其中,12.00 t·hm^-2海泡石处理效果最佳,pH增加了1.7;其次为3.75 t·hm^-2生石灰处理,pH增加1.1;6.00 t·hm^-2石灰-海泡石复合钝化剂和3.00 t·hm^-2生石灰处理的土壤pH分别增加0.9和0.7。不同钝化剂处理土壤有效态Cd含量显著降低,降幅在64.9%~93.2%。其中,海泡石处理的土壤有效态Cd的降幅最高,其次为3.75 t·hm^-2生石灰处理,降幅为74.2%。除3.75 t·hm^-2生石灰处理外,其他钝化剂处理对土壤有机质和主要养分含量无明显影响。3.75 t·hm^-2生石灰处理显著降低了土壤碱解氮和有效磷含量,降幅分别为20.7%和21.0%。水稻籽粒中,Cd含量的降低主要是由于钝化剂的施入提高了土壤pH,进而降低了土壤有效态Cd含量。本研究表明,施用生石灰、海泡石等钝化剂能显著降低水稻籽粒中的Cd含量,而原位钝化结合低积累品种的种植是实现受污染耕地安全利用和稻米安全生产的有效措施。     

不同改良剂对Cd污染红壤土上小白菜生长和Cd吸收的影响

通过盆栽试验,研究施用不同改良剂[石灰(L)、鸡粪(F)、泥炭(T)、鸡粪+石灰(FL)和泥炭+石灰(TL)]对Cd污染湖南红壤土壤上小白菜生物量、土壤有效Cd质量分数、小白菜地上部分Cd吸收量和土壤pH的影响。结果表明:石灰、鸡粪、泥炭单施或配施均可显著增加小白菜生物量,且配施处理较单施处理好,各处理间增产顺序为FL≈TLFTL。与不施改良剂(对照,CK)相比,无论是改良剂单施还是配施,土壤有效Cd质量分数和小白菜Cd质量分数均显著降低,且改良效果顺序为FL≈TLFL≈T≈L。不同改良剂处理的土壤有效Cd与小白菜地上部分Cd质量分数呈正相关(R2=0.99),改良剂是通过降低土壤中Cd的有效性达到降低小白菜地上部分Cd质量分数的效果。除T处理对供试土壤pH影响不显著外,其他处理均可显著提高土壤pH,且各处理对pH的影响顺序为FL≈TL≈LFT。     

赤泥、骨炭和石灰对玉米吸收积累As、Pb和Zn的影响

为探索添加剂(赤泥、骨炭和石灰)对土壤重金属的钝化效果,筛选有效的土壤重金属钝化剂,在温室条件下通过土壤盆栽试验研究赤泥、骨炭和石灰对玉米吸收积累Pb、Zn和As的影响.结果表明,施用不同的改良剂均显著地提高了玉米地上部生物量,其中5％骨炭处理玉米地上部生物量最大,比对照处理提高5.3倍.污染土壤中施用不同的改良剂(5％赤泥、5％骨炭、5％石灰、2.5％赤泥+2.5％骨炭),可导致玉米地上部Pb和Zn含量分别比对照降低70.9％～89.1％和78.3％～89.7％,根部Pb和Zn含量分别降低50.0％～67.5％和91.0％～94.3％.应用改良剂对玉米植株As含量影响不一样,与对照处理相比,5％赤泥和2.5％赤泥+2.5％骨炭处理显著地降低了玉米地上部和根部的As含量,而5％骨炭和5％石灰处理显著地提高了玉米地上部的As含量.不同的改良剂应用均显著地降低土壤中Pb和Zn的植物有效态含量,提高土壤中As的植物有效态含量.研究结果表明赤泥、骨炭和石灰是较具有潜力的修复重金属污染酸性土壤的改良剂,为重金属污染土壤钝化修复提供了新材料.     

苏打盐碱胁迫对灌浆期水稻剑叶光合特性和产量的影响

[目的]探究苏打盐碱胁迫对灌浆期水稻剑叶光合特性和产量的影响。[方法]盆栽条件下,以苏打盐碱土与自然黑土按比例配制成8种不同浓度的盐碱土,于水稻灌浆期测定各处理水稻叶片光合生理指标。[结果]轻度盐碱胁迫下,水稻的Pn、Gs和Tr差异不明显;随着盐碱胁迫的进一步增强,各处理水稻的Pn、Gs和Tr下降显著。不同处理胞间CO_2浓度(Ci)变化不大,说明气孔限制小,盐碱胁迫下Pn的下降来自于非气孔限制因素。[结论]盐碱胁迫下,水稻的光合作用和产量受到影响,轻度盐碱胁迫下,水稻光合作用和产量下降不显著,随着盐碱胁迫的增强,开始显著下降。     

不同水氮运筹对冬小麦光合特性和产量的影响

为了确定小麦高产水肥需求规律,以周麦27为材料,研究不同水[W1(中度水分胁迫:土壤含水量为田间持水量的50%~60%)、W2(适当灌溉:土壤含水量为田间持水量的60%~70%)、W3(充分灌溉:土壤含水量为田间持水量的70%~80%)]、氮[N1(不施氮)、N2(正常施氮:225kg/hm~2)、N3(高施氮:300 kg/hm~2)]运筹对冬小麦光合特性和产量的影响。结果表明,当土壤水分含量相同时,随着施氮量的增加,小麦净光合速率(Pn)总体呈现先增加后趋于平稳的趋势,小麦旗叶SPAD值、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)以及产量总体呈先增加后降低的趋势。当施氮量相同时,花后10 d,随着土壤含水量的增加,SPAD值总体逐渐增加(N1处理除外),Ci总体逐渐降低,Pn、Tr和Gs总体先降低后增加;花后18 d,SPAD值、Pn、Tr以及Gs总体随着土壤含水量的增加而增加,但总体上W2和W3处理间差异不显著(Gs除外);花后26 d,SPAD值随着土壤含水量的增加呈先增加后降低的趋势,Pn总体呈增加的趋势(W2和W3处理间总体差异不显著),Gs总体呈先降低后增加的趋势。当土壤水分含量相同时,与N1处理相比,N2处理小麦产量平均提高11.87%,N3处理提高了7.86%。当施氮量相同时,与W1处理相比,W2处理小麦产量平均提高3.24%,W3处理提高了2.26%。W2N2处理即施氮量为225 kg/hm~2,灌溉后土壤含水量为田间持水量的60%~70%时产量最高。说明适当的水氮运筹有利于提高小麦产量。     

盐碱胁迫下水稻齐穗期剑叶光响应特性的研究

采用LI-6400P型光合仪测定了盐碱胁迫下水稻品种吉优1号齐穗期剑叶的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)对不同模拟光强的响应。结果表明,无论是盐碱胁迫还是非盐碱胁迫,水稻剑叶的Pn、Gs、Tr在低光强(0～200μmolphotonm-2s-1)下随光强的增加呈直线上升趋势,而Ci呈直线下降趋势;在中光强(200～800μmolphotonm-2s-1)下Pn、Gs、Tr随光强增加上升趋缓,而Ci缓慢降低;在高光强(>800μmolphotonm-2s-1)下Pn、Gs、Tr均达到最大值,并保持平衡或略有下降,而Ci降到最低并保持平衡。但与非盐碱胁迫相比盐碱胁迫使Pn、Gs、Tr、Ci整体下降。盐碱胁迫降低了水稻的光饱和点和光补偿点。     

不同遮阴处理下施肥对水稻生长及生理特性的影响

太阳辐射减弱是气候变化的重要特征之一,研究太阳辐射减弱对水稻生产的影响,探讨通过施肥能否减缓太阳辐射减弱对水稻生长及生理代谢影响,具有重要的生产实际意义。采用田间模拟试验探讨了不同生育期遮阴条件下施用复合肥和施用硅肥对水稻生长和光合生理特性的影响。采用3因素3水平正交试验设计,遮阴设3水平,即不遮阴（S0,遮阴率为0）、开花-成熟期遮阴（S1,遮阴率为64%）和分蘖-成熟期遮阴（S2,遮阴率为64%）;施用复合肥（N-P₂O₅-K₂O）设3水平,即100（F1）、200 kg·hm^-2（F2）和300 kg·hm^-2（F3）;施用硅肥设3水平,即不施硅（R0）、钢渣200 kg·hm^-2（R1）和钢渣400 kg·hm^-2（R2）。结果表明,遮阴降低水稻株高、叶面积指数（LAI）和胞间CO₂浓度（Ci）,降低产量。与S0对比,S1、S2分别降低产量43.99%和54.24%。S1增加净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）,降低叶绿素含量（SPAD值）,S2则增加SAPD值和Tr,降低分蘖数、Pn和Gs;施用复合肥可提高水稻株高、分蘖数、SPAD值、Pn和Tr,降低Ci和Gs。与F1相比,F2处理下LAI降低10.13%,F3则增加12.13%。与F2相比,F3处理下株高、分蘖数、SPAD值、Pn增加1.28%、8.21%、4.16%、7.64%,Tr则降低0.64%;施用硅肥可提高LAI、Pn、Gs和Tr,降低SPAD值和Ci。与R0相比,R1处理下株高和分蘖数减少1.27%和5.00%,R2处理下则增加0.50%和13.77%。研究认为,模拟太阳辐射减弱条件下,施用复合肥300 kg·hm^-2和硅肥400 kg·hm^-2,可有效减缓遮阴对水稻植株生长和光合作用的不利影响,保持较高产量。     

不同土壤水分条件下小麦光合特性的研究

为了探讨小麦节水灌溉栽培技术,以穗型大小不同的2个小麦品种山农20（大穗型品种）和山农21（小穗型品种）为试材,在露天池栽条件下于小麦返青期后开始对2个小麦品种进行不同土壤含水量的水分胁迫处理,土壤含水量均设田间持水量的100％（水分过量）、80％（适宜水分）、61％（轻度干旱）和40％（严重干旱）4个处理,从小麦旗叶的光合速率（ Pn）、气孔导度（ Gs）、细胞间隙CO2浓度（ Ci）和蒸腾速率（ Tr）4个方面,研究了不同土壤水分条件对小麦旗叶光合特性的影响。结果表明：干旱在短期内可导致小麦生育后期旗叶光合速率和气孔导度上升,细胞间隙CO2浓度下降,但对蒸腾速率影响较小。在干旱年型小麦生产上,多选用小穗型品种如山农21。在华北地区可适当减少灌溉次数,以发挥冬小麦对干旱的适应性,达到节水、增产的目的。     

厅项目（12zs2107）水稻籼型恢复系花药培养初步研究

\光合参数尧叶绿素荧光参数的变化遥结果表明: 随着籽粒的不断充实袁剑叶净光合速率渊Pn冤尧蒸腾速率"Tr"\胞间CO2 浓度Ci\气孔导度Gs\Fv/Fm\ETR 和Yield 均呈波动下降的趋势,不同组合间各指标的变化存在显著差异.灌浆初期袁菲优188 和B2 优768 的净光合速率显著 高于对照品种冈优725曰灌浆中期袁菲优188 和B2 优768 的Tr\Gs\Ci 和Fv/Fm 值逐渐下降,而冈优725 的这些指标 波动性较大.菲优188 和B2 优768 的有效穗数\千粒重和籽粒产量显著高于冈优725,显示出菲优188 和B2 优768 良好的植株特性.     

冬小麦施氮水平对后茬大豆光合特性及产量的影响

【目的】研究前茬作物对后茬大豆光合特性及产量的影响。【方法】设置前茬冬小麦不施氮(N₀)、225 (N₁)、375(N₂)、525 kg/hm²(N₃)和全年不施氮(CK) 5个处理,分析前茬冬小麦不同施氮量对后茬大豆叶片叶绿素含量(SPAD)、光合生理各指标及产量的影响。【结果】前茬麦季不同施氮水平对后茬大豆光合特性及产量具有后效作用。全年不施氮处理夏大豆SPAD值、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均为最低,胞间CO₂(Ci)最高,且与其他各处理差异显著(P＜0.05);随前茬麦季施氮量的增加,夏大豆SPAD值、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)在整个生育期内均呈不断先增后降的趋势,均以N₂处理最高,同时胞间CO₂浓度(Ci)最低,且夏大豆产量也最高,达到3 164.64 kg/hm²,麦季施氮过低或过高均不利于夏大豆产量的增加。【结论】前茬麦季施氮量为375 kg/hm²时,大豆季施以一定的氮肥,夏大豆叶片光合能力最强和产量最高。     

不同播期小麦豫麦34旗叶光合特性的比较

[目的]寻求小麦豫麦34的适宜播期。[方法]以豫麦34为材料,设9个播期,早播(10月18日、23日和28日)、适播(11月2日、7日和12日)和晚播(11月17日、22日和27日),开花期和灌浆期测定小麦旗叶净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和细胞间CO2浓度(C i),研究不同播期对旗叶光合特性的影响。[结果]日变化过程中,旗叶的Pn和Gs均为"双峰型"曲线,而Tr为"单峰型"曲线;适播期Pn和Tr在开花期和灌浆期均较高,最大值分别为20.4和16.5μmol/(m2.s),开花期平均Tr分别比早播和晚播高12.1%和21.1%,灌浆期分别高24.0%和28.6%;早播和晚播的C i较高,开花期平均C i值分别比适播期高12.4%和19.6%,灌浆期分别高9.6%和11.5%。[结论]豫麦34的适宜播期为11月2~12日。