镉污染稻田水分调控与石灰耦合的季节性休耕修复效应（英文）

以镉(Cd)污染稻田为对象,研究休耕期间采用水分管理和施用石灰组合措施对土壤理化性状,及复耕后水稻产量和稻米Cd含量的影响。结果表明,与干旱处理相比,休耕淹水处理的土壤p H值下降,土壤有机质和阳离子交换量分布提高了,并降低了土壤有效态镉和稻米镉含量;干旱或淹水休耕,水稻产量均增加;施用石灰显著降低了稻米镉含量,其作用效果随石灰用量的增加呈线性增加趋势,每施用石灰1 000 kg/hm~2的土壤p H值提高0.24个单位、土壤有效态Cd含量降低0.007 5 mg/kg;干旱休耕时,晚稻降低稻米Cd含量效果最佳的石灰施用量为5 120kg/hm~2,稻米Cd含量为0.12 mg/kg;淹水休耕时,晚稻降低稻米Cd含量效果最佳的石灰施用量为4636 kg/hm~2,稻米Cd含量为0.10 mg/kg,总体结果表明,镉污染稻田采取淹水+石灰的休耕模式更有利于降低复耕后稻米Cd含量。     

石灰降低稻米镉含量的效果及其影响因素

为探明施石灰降低镉污染酸性稻田米镉含量的效果及其影响因素,在湘潭市16个不同地点,开展石灰施用试验。以稻米镉含量的降幅为主要评价指标,分析了管理措施和土壤环境条件对施石灰降低稻米镉含量效果的影响。试验结果显示,施用生石灰750~1 800 kg/hm~2,土壤pH值平均提升0.16个单位,稻米镉平均含量由对照的0.29 mg/kg降至0.13 mg/kg。石灰施用量以1 800 kg/hm~2最佳,其稻米平均降幅可达58.3%。土壤本底pH值低于6.5时,随pH值的升高,施石灰降低稻米镉含量的效果增强。而随着土壤有机质含量和CEC的升高,施石灰降低稻米镉含量的效果呈明显的减弱趋势。     

双季稻田施用土壤调理剂的生态环境效应初探

通过双季稻田施用不同用量的调理剂试验,研究土壤调理剂对稻田土壤pH值、福寿螺活性、水稻产量以及稻米重金属镉含量的影响。结果表明:(1)随着调理剂用量的增加,土壤pH值呈现上升趋势,稻田土壤pH值上升0.05~0.20个pH值单位;(2)早稻稻田的福寿螺数量高于晚稻稻田,稻田施用调理剂,早、晚稻水稻移栽后的福寿螺活体数量分别比对照减少95.0%和87.5%;(3)稻米镉含量随土壤调理剂用量的增加而降低,早、晚稻稻米镉平均含量分别比对照处理降低19.1%和16.8%;(4)早、晚稻水稻产量分别为5 833~6 056 kg/hm~2和7 153~7 500 kg/hm~2,稻田施用不同用量调理剂,对早、晚稻水稻产量无明显影响。由此可见,施用土壤调理剂能有益于稻田生态环境,是值得推荐的一种土壤调理剂,施用量的推荐值为225.00 kg/hm~2。     

施用石灰降低污染稻田上双季稻镉积累的效果

【目的】研究在不同镉（Cd）污染程度稻田上施用石灰（CaO）的效果以及双季稻稻米Cd积累的差异,为早、晚稻季下不同污染程度稻田上的稻米安全生产提供参考。【方法】在湖南省选取43个县（区）的典型Cd污染稻田作为试验点,以常规栽培作为对照,研究施用石灰（1 200 kg·hm^-2）后,轻度污染（土壤有效镉≤0.2 mg·kg^-1）、中度污染（0.2 mg·kg^-1土壤有效镉≤0.4 mg·kg^-1）、重度污染（0.4 mg·kg^-1土壤有效镉≤0.6 mg·kg^-1）和严重污染（土壤有效镉>0.6 mg·kg^-1）稻田土壤pH、土壤有效镉含量、稻米Cd含量以及稻米富集系数的变化。【结果】（1）从Cd污染稻田整体的角度分析,相比常规栽培,施用石灰能够极显著降低早、晚稻米Cd含量均值,降幅分别为31.0%和28.6%。（2）从不同稻季下不同污染程度稻田的角度分析,相比常规栽培,施用石灰能够降低早稻季中度、重度和严重污染稻田的稻米Cd含量均值,降幅分别为37.0%、38.7%（P＜0.05）和22.6%;施用石灰能够降低晚稻季轻度、中度、重度和严重污染稻田的稻米Cd含量均值,降幅分别为2.0%、31.3%（P＜0.05）、31.8%和22.9%。不同污染程度稻田施用石灰后能够提高土壤pH,降低土壤有效镉含量,使稻米Cd富集系数明显下降,实现对稻米Cd含量的调控。【结论】施用石灰能够有效调控早稻季的轻度、中度、重度以及晚稻季的轻度Cd污染稻田的稻米Cd含量均值,降至限量标准（0.2 mg·kg^-1）以下。因此,以石灰施用为基础,结合其他降Cd措施,实施“分稻季分污染程度”和“晚稻优先于早稻”的治理思路,能提高大田生产上稻米Cd含量调控的稳定性并降低治理成本。     

硅钙镁土壤调理剂对酸性镉污染土壤及稻米的降镉效果

为探讨硅钙镁土壤调理剂对稻田土壤及稻米的降镉(Cd)效果,采用田间小区试验,研究了硅钙镁土壤调理剂对酸性Cd污染稻田的土壤Cd形态、pH值、糙米Cd含量等的影响。结果表明:施用调理剂可以显著改善水稻的经济性状,提高水稻产量,与CK(未施用调理剂)相比,增产率在10.03%~13.13%;当调理剂施用量为2 250 kg/hm~2时,土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量较CK分别显著增加了17.30、2.00、37.93 mg/kg,土壤pH值显著提高了0.31;调理剂能显著降低土壤和植物体内Cd含量,与CK相比,调理剂施用量1 500、2 250、3 000 kg/hm~2的土壤有效Cd含量分别降低了10.64%、40.43%、44.68%,糙米Cd含量分别降低了13.85%、36.92%、40.00%。表明,硅钙镁土壤调理剂改良酸性Cd污染稻田的最佳施用量应在2 250~3 000 kg/hm~2。     

碱性缓释肥对水稻吸收积累Cd的影响

选择长株潭地区典型化工点源污染、污水灌溉面源污染和大气沉降面源污染的镉(Cd)污染稻田,研究碱性缓释肥对稻田土壤有效Cd、水稻Cd含量的影响。结果表明:与常规施肥相比,北山、梅林桥、大同桥三个试验点施用碱性缓释肥的水稻产量增加290.8(+3.9%)~605.0(+7.3%)kg·hm~(-2),平均增产467.8 kg·hm~(-2)(+5.7%,P0.05);三个试验点施用石灰和碱性缓释肥均能提高土壤p H,降低土壤有效Cd含量,其效果为碱性缓释肥小于石灰;三个试验点施用石灰和碱性缓释肥均能显著降低水稻稻米和茎叶Cd含量,在北山、大同桥酸性土壤中碱性缓释肥降低稻米Cd含量的效果优于石灰,两地的稻米Cd含量分别较施用石灰下降0.023mg·kg~(-1)(-13.5%)和0.080 mg·kg~(-1)(-26.7%),梅林桥偏中性的土壤上则为石灰降低稻米Cd含量的效果优于碱性缓释肥。     

不同镉污染特征稻田施用土壤调理剂修复效果

选择长株潭地区不同镉(Cd)污染特征稻田,施用"宇丰"土壤调理剂,探明其在不同Cd污染稻田中的修复效果。结果表明:施用的石灰和土壤调理剂皆可显著提高酸性土壤p H值,有效降低土壤有效态Cd含量,显著降低水稻对Cd的吸收积累。施用石灰1 500 kg/hm2平均可提高土壤p H值0.35个单位,降低稻米Cd含量34.54%;而施用土壤调理剂1 500 kg/hm2则可平均提高土壤p H值0.30个单位,降低稻米Cd含量46.20%,效果优于石灰。施用石灰降低稻米Cd含量的效果主要受土壤Cd有效率的调控;而施用土壤调理剂降低稻米Cd含量是多途径抑制水稻对Cd吸收和转运的综合效果,因而"宇丰"土壤调理剂降低稻米Cd含量的效果更稳定,适应范围更广。     

石灰与Cd~(2+)复合作用对三七Cd含量及其累积特征的影响

【目的】研究石灰与Cd2+复合处理条件下,三七生物量和Cd含量及累积特征。【方法】开展田间小区试验,测定不同石灰施用量[0 (CK)、750和1 500 kg/hm2]、Cd2+(0、0.6、3.0、6.0、9.0和12.0 mg/kg)处理条件下,土壤pH、土壤有效态镉含量、三七生物量、Cd含量等指标。【结果】(1)随石灰施用量的增加,土壤pH升高,土壤中有效态镉含量显著降低。当石灰施用量为1 500 kg/hm2时,与CK相比,有效态镉含量显著降低(P0.05),降低幅度为9.2%～38.1%。(2)在1 500 kg/hm2石灰和3.0mg/kg Cd2+处理下,三七主根、茎叶和总生物量分别比CK增加了74.4%、41.4%和31.1%。(3)在Cd2+为3.0、6.0、9.0和12.0 mg/kg时,施加1 500 kg/hm2石灰与CK相比,主根中Cd含量显著降低了13.0%、5.8%、13.2%和17.6%(P0.05);在Cd2+为6.0、9.0、12.0 mg/kg时,施加1 500 kg/hm~2石灰与CK处理相比,茎叶中Cd含量显著降低了13.6%、12.4%、20.8%(P0.05)。【结论】施加石灰可以显著提高土壤pH (P0.05),降低土壤中有效态镉含量,减少三七对Cd的吸收累积,增加三七生物量。     

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。     

纳米矿物基土壤调理剂对水稻的降镉效果

将纳米矿物基土壤调理剂应用于湖南省株洲市镉污染稻田进行修复效果验证。结果表明:施用矿物基土壤调理剂对水稻产量无显著影响,但可显著降低稻米中的镉含量,并在一定程度上减少土壤有效态镉含量。施用该土壤调理剂100~300 kg,土壤有效态镉含量下降18.52%~31.48%,稻米镉含量则下降19.23%~38.46%,降镉效果随其施用量的增加而增强。     

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。     

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。     

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。     

广西稻田镉污染状况及硅对稻米镉的消减作用（英文）

[目的]调查广西稻田土壤镉污染现状,开展硅对稻米镉的消减作用研究,为治理广西稻田土壤镉污染提供科学依据。[方法]在广西境内,采集水稻主产区的稻田耕层(0~20 cm)土样157个,分析其镉含量,并采用单因子指数法和Hakanson的潜在生态风险指数法对稻田土壤环境质量和潜在生态风险进行评价;另外,在镉超标稻田上进行不同硅肥处理对稻米镉的消减试验,试验设不施硅肥作对照、土壤中施用硅肥750 kg/hm~2、叶面喷施0.2%纳米硅1 500 L/hm~2和土壤中施用硅肥750 kg/hm~2+叶面喷施纳米硅1 500 L/hm~24个处理,测定各处理的稻米中的镉含量。[结果]采样调查结果表明,广西稻田耕层土壤中全量镉含量为0.02~7.33 mg/kg,平均0.53 mg/kg,其中35.03%土壤样品的镉含量超过国家土壤环境质量标准的Ⅱ级标准,以中、轻度污染为主。硅肥试验结果表明,不同硅肥处理均显著降低了稻米中镉的含量(P0.05),其中土施硅肥750 kg/hm~2+叶面喷施纳米硅1 500 L/hm~2处理效果最好,稻米镉含量比对照处理下降73.45%;喷施纳米硅1 500L/hm~2处理稻米镉含量下降62.07%,土施硅肥750 kg/hm~2处理下降34.48%。[结论]广西稻田土壤中镉的生态风险为中等至高的风险,合理施用硅肥可有效降低稻米镉的含量。     

复合土壤修复剂对镉砷污染稻田的影响研究

为治理镉砷复合污染农田土壤,选取了湖南省某矿区附近的镉砷复合污染稻田,以小区对比试验研究了复合土壤修复剂(亚硒酸钠+钙镁硅肥+聚合硫酸铁+膨润土+硫磺+氯化钙)对土壤中镉(Cd)、砷(As)有效态、土壤pH,稻谷中Cd、As含量及稻谷产量等指标的影响。结果表明,在2 700 kg/hm~2施用水平,施用土壤修复剂能提高土壤pH 0.4单位,土壤CEC增加9.23 cmol/kg,有机质增加14.32 g/kg;施用土壤修复剂土壤有效态镉、有效态砷含量分别降低41.93%、64.34%,稻米中镉、无机砷含量分别降低81.25%、77.92%,达到国家食品污染物限量标准;同时,施用土壤修复剂能在一定程度上提高稻谷的长势及产量,稻谷产量增加6.82%。     

高活性土壤调理剂在镉污染酸性稻田中应用

通过田间试验,研究了土壤调理剂对中轻度镉污染稻田土壤的修复效果。结果表明:施用该土壤调理剂可显著提高土壤pH值,提高幅度最高可达0.47个单位,在施用量为1 125和1 500 kg/hm~2条件下,土壤有效态镉平均浓度分别降低了0.114和0.127 mg/kg,精米镉含量分别下降了34.8%和39.2%,稻谷产量分别增加了8.7%和11.6%。该产品可有效改善酸性土壤理化性质、降低土壤镉的可移动性、减少水稻镉吸收、提升稻谷产量,进而提高经济效益。     

潴育型水稻土稻米镉污染VIP控制技术试验初报

2015年,在宁远县潴育型水稻土上开展稻田VIP镉污染控制技术的小区和大田示范试验,分析农艺性状,对试验区域的土壤pH值和糙米镉含量进行比较。结果表明:VIP控制技术对水稻田污染起到一定的控制作用,土壤pH值较试验前有明显提高,土壤镉含量均有一定程度的减少,采用低镉品种加施用生石灰的效果极显著优于施用生物菌肥,早稻稻米含镉量明显低于晚稻稻米含镉量,实现了镉污染农田土壤中生产的稻米镉含量降低61%,达到国家稻米安全生产的目标(镉含量0.2 mg/kg),但对生育期、产量有所影响。     

秸秆还田配施石灰对水稻镉吸收累积的影响

秸秆还田是提升土壤肥力、增加作物产量的重要措施,但存在增加稻米镉(Cd)含量的风险。为探索合理的秸秆资源利用方式,以成都平原稻麦轮作土壤为对象,设置秸秆不还田、秸秆还田及秸秆还田配施4个石灰施用水平(600、1 200、1 800、2 400kg·hm~(-2))等6个处理,研究秸秆还田配施不同量石灰对水稻Cd吸收累积的影响。结果表明,与秸秆不还田相比,秸秆还田稻米Cd含量提高了18.1%,土壤溶解性有机碳(DOC)含量、有效态Cd含量分别提高了28.5%～95.7%、7.7%～18.9%,且DOC含量差异达显著水平(P0.05)。与秸秆还田相比,秸秆还田配施石灰可通过有效提高土壤pH(0.15～0.85个单位)、降低土壤DOC(6.6%～29.3%)和有效态Cd含量(11.4%～38.6%)等来降低稻米Cd含量(11.2%～44.9%),且稻米Cd含量随石灰用量的增加而降低直至平稳水平,其中以秸秆还田配施石灰1 800 kg·hm~(-2)和2 400 kg·hm~(-2)处理表现最佳(P0.05),低于《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762—2017)0.2 mg·kg~(-1)的标准限值。此外,秸秆还田配施石灰水稻产量增加3.3%～6.2%(P0.05)。在本研究试验条件下,秸秆还田配施石灰的最佳用量为1 800 kg·hm~(-2),既能兼顾水稻产量,又能保障稻谷、土壤生态安全。     

施用生石灰对镉污染酸性土壤中水稻镉积累的影响

通过两年的田间小区试验,研究了生石灰基施和追施两种方式,以及375、750和1 125 kg/hm~2的施用量对镉污染酸性土壤中水稻生长和糙米镉含量的影响。结果表明:施用生石灰可使稻谷产量提高20~760 kg/hm~2;显著提高土壤pH值,最大提高幅度达到0.3个单位;并能有效降低糙米中镉的含量,且追施方式的降镉效果优于基施方式,其中追施1 125 kg/hm~2生石灰处理在两年试验中可使糙米镉含量均降低至国家食品卫生标准限值(0.2 mg/kg)以内。因此,在水稻孕穗末期追施1125 kg/hm~2可推荐为镉污染酸性稻田改良措施。     

铁改性木本泥炭对镉砷复合污染稻田的修复效果研究

铁改性木本泥炭是一种新型环保有机类土壤调理剂,在稻田镉砷复合污染治理方面具有很大的应用潜力。为研究铁改性木本泥炭对稻田镉砷同步钝化效果的稳定性,在珠三角地区开展了三年的田间定位试验。结果表明:施加铁改性木本泥炭可显著降低稻米镉砷含量,下降率分别达到了41.3% ～ 57.6%和40.1%～55.8%;;可显著促进水稻增产,水稻单季撒施2 250 kg/hm~2铁改性木本泥炭,水稻增产810 ～1 125 kg/hm~2,增产率为14.3% ～18.4%;土壤的有效态镉和有效态砷含量同步降低,下降率分别为25.8% ～ 46.4%和42.6%～ 56.1%。而单施木本泥炭仅对稻米镉的吸收积累表现出较好的抑制作用,单施铁粉仅抑制了稻米砷的积累。此外,施加铁改性木本泥炭后,土壤pH提高了0.33 ～ 0.44个单位,有机质增加了2.1 ～ 3.3 g/kg,阳离子交换能力(CEC)提高了1.0～2.6 cmol/kg。这表明铁改性木本泥炭可以有效改善土壤的理化性质。对比2016—2018三年(六季)铁改性木本泥炭修复稻田镉砷复合污染效果发现,3年间早稻稻米镉砷含量下降率、产量增幅的年际差异均较小,晚稻亦然,表明铁改性木本泥炭可以稳定地抑制稻米镉砷积累、提高稻米产量。