水分调控和钝化剂处理对水稻土镉的钝化效应及其机理

采用盆栽试验,研究了水分管理和钝化剂处理对红壤性水稻土重金属镉的钝化效应及其作用机理。结果表明,在土壤镉含量为0.75 mg·kg-1下,添加海泡石复配磷肥可以显著提高土壤pH值,长期淹水、常规管理水分条件下,土壤交换态Cd分别降低了20.4%和15.7%,碳酸盐结合态Cd分别下降了15.5%和14.1%,糙米Cd分别降低了52.3%和46.0%。未添加钝化剂条件下,长期淹水处理的根表Fe(Ⅱ)含量比常规处理增加了1.2倍,根表Cd含量则是常规处理的82.6%。土壤经钝化处理后,长期淹水和常规管理水分条件下,根表Fe(Ⅱ)分别增加了40.1%和70.0%,而根表Cd分别降低了35.3%和42.4%。糙米Cd含量与根表Fe(Ⅱ)含量呈显著负相关,与根表Cd含量呈显著正相关。土壤Fe2+和Cd2+对水稻根表吸附点位的竞争以及土壤镉较低的生物有效性是钝化处理组糙米镉含量下降的主要原因。     

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。     

不同钙质钝化剂对稻田土壤溶液中Cd浓度的影响

为探讨不同钙质钝化剂对稻田土壤溶液中Cd浓度的影响,以一种Cd严重污染的农田土壤和两个水稻品种(台粳8号、Ⅱ优3301)为试验材料,采用盆栽试验法研究了三种钙质钝化剂(石灰石粉、白云石粉和消石灰)对土壤溶液Cd浓度以及相应的土壤Eh值和土壤溶液pH、Fe、Mn、TOC浓度动态变化的影响进行研究,并探讨了钙质钝化剂降低植稻土壤Cd有效性的机理。结果表明,在植稻期间,三种钝化剂均显著提高了土壤溶液的pH值,降低了土壤溶液中Cd、TOC、Fe和Mn的浓度和土壤的Eh值,降低了根表铁膜数量、铁膜Cd含量和水稻根系Cd含量。统计分析表明,土壤溶液Cd浓度与土壤Eh值、土壤溶液的TOC、Fe、Mn浓度之间均呈显著正相关,与土壤溶液pH值呈显著负相关,表明在酸性Cd污染的植稻土壤上,钙质钝化剂通过提高土壤pH值、促进土壤的还原、抑制Fe/Mn氧化物的还原溶解、减少水溶态有机物的形成等途径降低了土壤Cd的溶解性。钙质钝化剂抑制了水稻根表铁膜的形成、降低了铁膜对Cd的富集,从而也降低了水稻根系对Cd的吸收。在钝化剂种类、移栽时间和水稻品种三个外部因素中,水稻品种对土壤溶液中Cd的影响较大。在pH、Eh、TOC、水溶性Fe和Mn浓度等土壤因素中,水溶性Fe浓度成为影响水溶性Cd的主要因素(成熟期)。研究表明,三种钙质钝化剂对土壤溶液中Cd浓度的影响无显著差异,对根系Cd含量的降低效果因水稻品种而变。在提高土壤溶液pH方面,白云石粉的效果总体强于石灰石粉和消石灰。     

水分状况对水稻镉砷吸收转运的影响

为探明不同水分状况下(淹水深度和潜水位高度)水稻对镉(Cd)、砷(As)吸收转运差异,采用盆栽试验,以湿润管理为对照,研究了3、6、9 cm的淹水深度和-3、-6、-9 cm潜水位高度下水稻对Cd、As吸收转运的影响。与湿润管理(CK)相比,淹水对水稻产量无显著影响,但低潜水位下的水稻产量比CK下降了21.06%~28.44%;淹水显著降低了水稻米、茎叶、根的Cd含量,但促进了根As的积累,淹水的稻米Cd含量比CK下降了61.11%~69.43%;而低潜水位处理则显著增加了水稻对Cd的吸收,但显著抑制了对As的积累,低潜水位处理的稻米Cd含量比CK增加了4.08~4.48倍,而稻米As含量比CK降低了79.20%~81.96%。Cd、As在土壤-水稻系统的迁移转运过程中,不同水分状态下水稻对Cd、As的积累主要取决于土壤至根系的迁移转运环节,且米As含量还受As在根系、茎叶、稻米中转运分配的调节。不同淹水深度或不同潜水位高度对水稻米、茎叶、根的Cd含量或As含量影响皆不明显,水稻对Cd、As的吸收主要受限于淹水的状态;相关分析结果表明,不同水分管理模式下,水稻对Cd和As的吸收积累呈极显著负相关。因此,在Cd、As污染土壤的水分管理过程中,应结合土壤Cd、As污染程度制定适当的水分管理策略。     

水稻秸秆生物炭对3种土壤水溶态Cd动态变化的影响

【目的】探讨淹水环境下生物炭对不同类型土壤中镉(Cd)的钝化效果,为生物炭修复镉污染稻田土壤提供科学依据。【方法】将外源Cd添加到黄壤、红壤性水稻土和棕壤中,分别设置对照和添加5%(W/W)生物炭处理,通过室内模拟试验探讨淹水条件下生物炭对不同土壤中Cd钝化效果的影响。【结果】淹水初期(1 d),与对照相比生物炭处理显著降低3种土壤溶液的pH值和土壤氧化还原电位值(Eh),但提高了土壤电导率值。随淹水时间增加,对照处理的3种土壤Eh值均逐渐降低,生物炭处理可使土壤氧化还原反应减缓。在淹水初期,对照处理下的3种土壤水溶态Cd含量由高到低依次为:黄壤(272.5μg·L~(-1))红壤性水稻土(23.48μg·L~(-1))棕壤(1.44μg·L~(-1)),生物炭处理的3种土壤水溶态Cd含量分别降低31.66%、75.04%和66.67%。随淹水时间增加,对照处理下黄壤和红壤性水稻土的水溶态Cd含量均逐渐降低,到淹水30 d时的降幅分别为89.34%和76.53%;而生物炭处理的水溶态Cd含量降低幅度较小,分别为85.41%和37.03%。淹水30 d之后,与对照处理相比,生物炭处理的黄壤、红壤性水稻土和棕壤有效态Cd含量分别降低17.3%、56.3%和12.4%。【结论】5%生物炭处理可显著降低3种土壤的水溶态Cd含量。但随淹水时间增加,3种土壤的对照处理与生物炭处理之间的水溶态Cd含量差值均缩小。淹水30 d后,与对照处理相比,生物炭对水稻土有效态Cd含量的降幅大于棕壤和黄壤。     

不同水稻品种中镉及微量元素含量的差异分析

采用盆栽试验,以沈阳农业大学水稻所提供的10个水稻品种为供试作物,在土壤外源添加Cd为2.5,10mg.kg-1,以不添加Cd为对照的条件下,根据方差分析和聚类分析筛选出低镉和高镉积累水稻品种,分析水稻根、茎叶、糙米中Cd含量与Cu,Fe,Mn,P,Si,Zn的相关关系。在Cd添加2.5mg.kg-1的条件下,研究低Cd和高Cd积累水稻品种中Cu,Fe,Mn,P,Si,Zn含量差异。结果表明:供试的10个水稻品种中,品种4和品种5属于低镉积累,品种9属于高镉积累,在Cd添加浓度为2.5mg.kg-1和10mg.kg-1时,2个水稻品种糙米中Cd含量分别相差0.79mg.kg-1和2.61mg.kg-1。水稻根系中Cd与Mn有协同作用,茎叶中Cd与Mn、P有协同作用,糙米中Cd与P有拮抗作用。减少水稻对Mn的吸收量可以降低根系对Cd的吸收,适当增加P的使用量有利于降低糙米中Cd含量。     

不同类型土壤淹水对pH、Eh、Fe及有效态Cd含量的影响

基于数据收集整理,分析了南方不同酸碱性土壤淹水后,土壤pH值、Eh值、Fe[Fe(Ⅱ)和无定型氧化铁]含量、有效态Cd含量和不同有机质土壤淹水后有效态Cd含量变化趋势,同时分析了pH、Eh、Fe变化趋势对有效态Cd含量的影响。结果表明:不同酸碱性土壤长时间淹水后,pH均趋于中性、Eh下降、Fe含量增加;有效态Cd含量在酸性和中性土壤中呈持续下降趋势,分别降低了42%和38%;在碱性土壤中降低了27%,其中淹水前15 d呈增加趋势,淹水15 d后逐渐减少。不同有机质含量土壤淹水后,有效态Cd含量在中高(≥20 g·kg~(-1))有机质土壤中降低78%,且为持续降低趋势;在中低(≤20 g·kg~(-1))有机质土壤中降低了52%,在淹水15~30 d增加,且淹水15 d有效态Cd含量要低于淹水60 d有效态Cd含量。土壤有效态Cd含量随着pH值增大而降低,且变化速率一致,即pH值增加速率大时,有效态Cd含量降低速率也大,反之亦然;土壤有效态Cd含量在淹水前15 d随Fe含量的增加而增加,淹水15 d后随着Fe含量增加而降低;整个淹水期间,土壤有效态Cd含量随着Eh值降低而降低。综上,酸性土壤和中高有机质土壤淹水后可有效降低土壤有效态Cd含量,碱性土壤淹水时间不低于30 d、中低有机质土壤淹水不超过15 d才能达到有效降低土壤有效态Cd含量之目的。     

淹水灌溉协同钝化剂对水稻Cd吸收和积累的影响

在严格管控区Cd污染稻田开展田间试验,探讨淹水灌溉协同石灰和土壤调理剂对土壤Cd的有效性,以及水稻Cd吸收和累积的影响。结果表明：淹水灌溉协同钝化修复技术可有效降低土壤Cd的有效性和水稻Cd的吸收和积累。淹水灌溉协同石灰和调理剂处理下,土壤pH值较对照显著（P<0.05）提高0.97个单位,且土壤有效态Cd含量以及水稻根、茎和叶片Cd含量较对照分别显著（P<0.05）降低36.4%、63.0%、80.3%和42.4%,糙米Cd含量降至0.15 mg·kg^-1。淹水灌溉协同石灰和调理剂处理还显著抑制Cd向糙米部位的累积。糙米Cd的富集系数和Cd累积量较对照分别显著（P<0.05）降低67.8%和62.8%。因此,淹水灌溉协同土壤钝化修复技术是一种有效实现Cd污染稻田水稻安全生产的措施。     

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。     

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。     

水稻镉高积累品种对镉的富集特性

【目的】研究了水稻Cd高积累品种对Cd的富集特性,并探讨其对Cd污染土壤的修复潜力,为Cd污染农田修复提供理论依据。【方法】以前期筛选出的Cd高积累品种泸17-T2171（Lu17-T2171）和武金4B（Wujin4B）为试验材料,普通品种泸恢17（Luhui17）为对照,采用土培试验,分析其在不同Cd处理条件下分蘖期和扬花期的Cd含量、积累量等变化特征,并探讨其对不同Cd污染程度土壤的净化能力差异。【结果】（1）随着Cd处理浓度的升高,Cd高积累品种的生物量逐渐增加,与对照相比（Cd0）,Lu17-T2171生物量在分蘖期和扬花期Cd50条件下分别增加了33.96%和19.51%,Wujin4B分别增加了54.71%和15.22%。（2）高积累品种在分蘖期对Cd的吸收能力较强,特别是在Cd50条件下,Lu17-T2171地上部和根部Cd含量分别达到87.24和400.59 mg•kg-1,分别为Luhui17的2.38和2.86倍;Wujin4B地上部和根部Cd含量分别达到102.26和384.77 mg•kg-1,分别为Luhui17的2.79和2.86倍。两类水稻品种对Cd的富集系数均随着Cd处理浓度的增加而下降,且高积累品种富集系数明显大于普通品种。（3）高积累品种在扬花期对Cd的积累能力较强,在Cd50条件下,Lu17-T2171地上部和根部Cd积累量分别达到1 847.20和892.06 μg/pot,分别为Luhui17的2.91和2.74倍;Wujin4B地上部和根部Cd积累量分别达到1 895.37和783.42 μg/pot,分别为Luhui17的2.98和2.41倍,且高积累品种扬花期迁移率明显大于普通品种。（4）高积累品种的全株和地上部净化率明显高于普通品种。在Cd50条件下,Lu17-T2171扬花期整株和地上部净化率分别达到5.07%和3.42%,分别为Luhui17的2.86和2.90倍,Wujin4B整株和地上部净化率分别达到4.96%和3.51%,分别为Luhui17的2.79和2.98倍。【结论】在高Cd处理条件下,水稻Cd高积累品种对Cd有较强的吸收和富集能力,可作为农田Cd污染潜在的修复材料。     

矿物调理剂对稻田土壤镉形态和水稻镉吸收的影响

【目的】探索施用调理剂对稻田土壤镉形态和水稻镉吸收的影响,为调理剂的田间应用提供指导。【方法】选取一种碱性矿物源复合材料作为供试调理剂,采用水稻盆栽试验动态取样方法,研究调理剂对不同生育时期稻田土壤镉形态及镉在植株体内迁移的影响。【结果】矿物调理剂有效提高土壤pH,降低土壤有效态镉（DTPA-Cd）含量,促进土壤镉的可利用态持续向难利用态或残渣态转化。矿物调理剂显著降低水稻根系、茎叶、谷壳和糙米镉含量,且其用量分别与水稻根系、茎叶、谷壳、糙米镉含量呈显著负相关。水稻各部位镉含量与土壤DTPA-Cd、返青期土壤可交换态镉和孕穗期土壤可交换态镉呈极显著正相关,与返青期土壤可氧化态镉和孕穗期土壤可还原态镉呈极显著负相关。不同生育时期水稻根系和茎叶中镉含量的显著不同,对照处理（CK）不同生育时期根系镉含量的大小顺序为：成熟期≈返青期＞拔节期＞分蘖期＞孕穗期;茎叶镉含量的大小顺序为：返青期＞成熟期＞分蘖期＞拔节期＞孕穗期;成熟期时,与对照相比,矿物调理剂对水稻根系、茎叶、谷壳和糙米镉含量的最大降幅依次为92.0%、94.1%、86.3%、80.6%;当调理剂用量达到5 g·kg^-1土时,糙米镉含量低于食品安全国家标准（0.2 mg·kg^-1）。水稻各部位镉含量顺序为根系＞＞茎叶＞＞糙米＞谷壳。由不同生育时期镉从根系向茎叶的转运系数可知,矿物调理剂对水稻生育前期镉的阻控效果优于生育后期。【结论】该调理剂可促进土壤中高活性镉向低活性转化,抑制水稻各器官对镉的吸收富集。     

水稻镉安全亲本材料对镉的吸收分配特性

【目的】筛选获得水稻镉（Cd）安全亲本材料,研究水稻Cd安全亲本材料对Cd的吸收分配特性,为稻米安全生产提供优良的种质资源。【方法】以56份水稻亲本材料为研究对象,在Cd污染农田土壤上进行大田试验,以糙米Cd含量为筛选指标,通过聚类分析筛选出水稻Cd安全亲本材料,并分析其在不同生育时期对Cd的吸收及分配特性。【结果】（1）当大田土壤Cd含量为13.89 mg·kg^-1时,56份水稻亲本材料地上部Cd含量和积累量在分蘖期（CV=44.05%和CV=50.21%）、孕穗期（CV=23.57%和CV=28.62%）和成熟期（CV=44.98%和CV=44.69%）材料间均存在极显著差异。糙米Cd含量的变幅为0.15―1.77 mg·kg^-1,最大值与最小值相差达11.80倍,其中Cd含量最低为0.15 mg·kg^-1,低于食品安全国家标准0.2 mg·kg^-1。（2）以糙米Cd含量为筛选指标将供试材料划分为安全材料、普通材料和高积累材料3类,其中安全材料的糙米Cd含量平均为0.20 mg·kg^-1,显著低于普通材料（0.65 mg·kg^-1）和高积累材料（1.57 mg·kg^-1）,且谷壳中的Cd含量以及籽粒分配系数也以安全材料为最低。（3）3类材料地上部Cd含量均随着生育时期的推进显著降低,且安全材料地上部Cd含量在分蘖期、孕穗期和成熟期均显著低于普通材料和高积累材料,特别是成熟期普通材料和高积累材料较安全材料高1.35和3.39倍。（4）安全材料地上部Cd积累量在3个生育时期均显著低于普通材料和高积累材料。其中安全材料在成熟期地上部的平均Cd积累量与普通材料相差2.23倍,与高积累材料相差3.86倍,成熟期材料间差异在3个生育时期为最大。且其地上部的Cd阶段性积累量在分蘖期―孕穗期积累能力最强,孕穗期―成熟期最弱。但普通材料和高积累材料则在3个生育时期阶段性积累量差异不显著。（5）安全材料糙米中Cd含量较低,与其向籽粒中较低的Cd分配转移能力有关。安全材料糙米中Cd的分配量仅占地上部Cd积累总量的8.11%,而普通材料和高积累材料糙米Cd积累量占地上部Cd积累总量的11.60%和17.59%。【结论】通过筛选获得的安全材料D62B、IRBN95-90和GRlu 17/ai TTP//lu 17_2在大田试验中其糙米Cd含量均低于食品安全国家标准（0.20 mg·kg^-1）,这3份材料可作为Cd安全亲本材料,为中轻度Cd污染农田水稻生产提供Cd安全种质资源。     

硅素调理剂在镉超标菜地中的应用效果

【目的】探讨不同用量的硅素调理剂对镉超标菜地叶菜吸收镉和土壤镉有效性的影响作用,以明确施硅对土壤镉的调控效应,为合理利用硅素调理剂来减少叶菜镉含量提供参考。【方法】2009 年在广州市郊镉超标菜地设置两个田间试验,研究硅素调理剂在4种施用水平下对土壤镉活性及叶菜吸收、累积镉的效应。【结果】硅素调理剂对镉超标菜地上菜心和生菜的增产效应不明显,但在用量为60 kg•667m-2时可显著增加两种叶菜体内硅含量,降低其镉含量;两种叶菜地上部硅含量分别比Si0处理增加了1.00和2.40倍,根系硅含量分别比Si0处理增加了0.95和2.37倍;在该用量水平下,两种叶菜地上部镉含量分别较Si0处理降低了25%和32%,根系镉含量较Si0处理降低了17%和15%。施用硅素调理剂后土壤DTPA-Cd含量较对照显著降低,#1菜地土壤pH较对照无明显变化, #2菜地土壤pH显著增加,但不同用量间差异不显著。【结论】适当施用硅素调理剂对降低叶菜体内镉含量效果显著,可以作为一种有效抑制镉超标菜地叶菜镉吸收的改良措施。     

节水灌溉对水稻产量和品质影响的荟萃分析

【目的】 与持续淹水灌溉相比,节水灌溉能够提高水分利用率。但是,节水灌溉对水稻产量和品质的影响尚不清楚。本研究采用Meta分析以探明节水灌溉对水稻产量和品质影响的综合效应。【方法】 在本研究中,以持续淹水灌溉为对照,节水灌溉为处理,筛选出了34篇文献,建立了包含263对观测值的数据库。利用Meta分析方法,针对不同试验类型、节水灌溉类型、种植制度、水稻类型、节水灌溉时期、土壤全氮、土壤质地、氮肥施用量及施用次数,探究了节水灌溉对水稻产量和品质的影响。【结果】 从总效应来看,与持续淹水灌溉相比,节水灌溉对水稻产量和品质均无显著影响。从不同的节水灌溉类型来看,与持续淹水灌溉相比,轻度节水灌溉显著提高了稻米糙米率（+0.9%）、精米率（+1.5%）和整精米率（+2.3%）,对水稻产量、垩白粒率、垩白度、长宽比、直链淀粉、胶稠度和蛋白质含量无显著影响;但是,重度节水灌溉显著降低了水稻产量（-22.1%）、糙米率（-2.7%）、精米率（-2.7%）和整精米率（-3.6%）,同时显著增加了稻米垩白粒率（+28.0%）和垩白度（+46.7%）,对稻米长宽比、直链淀粉、胶稠度和蛋白质含量影响不显著。此外,从不同的种植制度来看,与持续淹水灌溉相比,在我国双季晚稻区进行节水灌溉显著降低了稻米蛋白质含量（-9.8%）;而在双季早稻区、中稻区和单季稻区进行节水灌溉对稻米蛋白质含量影响不显著。【结论】 与持续淹水灌溉相比,轻度节水灌溉显著提高了稻米加工品质,对水稻产量、外观品质、蒸煮食味品质和营养品质影响不显著;重度节水灌溉显著降低了水稻产量、加工品质和外观品质,对蒸煮食味品质和营养品质影响不显著。本研究结果为评估节水灌溉对水稻产量和品质的影响提供了数据支撑。     

蚯蚓对黑麦草在土壤体系中镉迁移影响的研究

[目的]探讨蚯蚓在高浓度镉污染土壤植物修复中的作用,以便为进一步利用蚯蚓改善植物修复技术提供理论依据.[方法]以灰漠土为供试土壤,在两种Cd浓度(200和500 mg/kg)处理下,模拟高浓度Cd污染土壤,设置了接种不同数量(10、30和50条)蚯蚓和不加蚯蚓的对照处理,并种植黑麦草以研究高浓度Cd污染土壤中不同数量蚯蚓活动对黑麦草富集Cd的影响.[结果]加入蚯蚓提高了黑麦草的生物量,在2个浓度的处理中加入10条蚯蚓黑麦草生物量增长最大,分别为对照的135.8;、146.3;.在200 mg/kg Cd处理下,蚯蚓提高了黑麦草地上部和地下部Cd浓度,30条蚯蚓对黑麦草地上部Cd的富集影响最大.在500 mg/kg Cd处理下,蚯蚓提高了黑麦草地上部Cd浓度,但对地下部Cd浓度影响不显著.[结论]蚯蚓活动不仅能促进黑麦草生物量的增长,而且能促进黑麦草对Cd的吸收.     

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。     

氮肥对双季稻根表铁膜形成及双季稻镉积累的影响

为探究淹水条件下氮肥比例对水稻根表铁膜形成量及对镉吸收转运的影响,开展大田试验,选取早稻株两优819（低镉品种）、陆两优996（高镉品种）和晚稻湘晚籼12号（低镉品种）、玉针香（高镉品种）为试验材料,以水稻全生育期施氮量为180 kg·hm^-2,设3个氮肥比例,基肥：蘖肥：穗肥：粒肥分别为4：4：2：0（T1）、8：0：2：0（T2）、6：0：2：2（T3）及不施氮处理（CK）。水稻分蘖期和乳熟期,整株采集水稻,测定植株各部位镉含量和根膜铁、镉含量;成熟期测定根、茎叶、糙米镉含量。结果表明,不同稻季低镉品种根膜铁含量为分蘖期>乳熟期,高镉品种根膜铁含量及镉吸附量为乳熟期>分蘖期。株两优819、陆两优996和玉针香乳熟期根膜镉含量以T1、T2处理时较CK有所降低,T3处理时最高,湘晚籼12号以不施氮情况下最高,T2处理下最低。高镉品种陆两优996不同时期根膜铁含量与根膜镉含量显著正相关（P<0.05）,高镉品种玉针香分蘖期根膜铁含量与根膜镉含量显著正相关（P<0.05）,乳熟期根膜铁含量与叶、穗镉含量显著负相关（P<0.05）。水稻根和茎、叶镉含量随生育期的延长而增加,施氮可降低早稻成熟期各部位镉含量,提高晚稻根和茎、叶镉含量。不同稻季糙米镉含量在氮处理下显著降低,施氮量一致情况下,改变氮肥比例对低镉品种株两优819和湘晚籼12号糙米镉含量无明显影响,高镉品种陆两优996和玉针香糙米镉含量以T3处理降低最明显,较CK分别降低52.72%和74.13%。由此可知,淹水条件下,可依据水稻品种,结合水稻镉积累关键生育期,制定合理的氮肥比例以降低糙米镉含量。     

不同耕作方式对杂交水稻根系特性及产量的影响

 【目的】探明不同耕作方式下杂交水稻根系特性及增产的机制。【方法】在田间试验条件下，研究不同耕作方式(翻耕和免耕)对直播稻和移栽稻根系特性和产量的影响。【结果】无论直播或移栽，免耕稻最高分蘖期的根冠比、单蔸根干重、根系总吸收表面积和活跃吸收表面积均高于翻耕稻，其成熟期0～5 cm土层的根重、根重密度和5～10 cm、10～20 cm土层的比根长也比翻耕稻高。在移栽条件下，免耕稻成熟期0～5 cm土层的根长、根长密度和根表面积高于翻耕稻，其最高分蘖期的根系32P吸收总量和根系氧化力分别比翻耕稻平均增加40.72%、13.81%；在直播条件下，免耕稻最高分蘖期、孕穗期、齐穗期的根系32P吸收总量和根系氧化力分别比翻耕稻平均增加54.56%、19.53%、2.80%和12.59%、24.06%、74.19%，其孕穗期的地上部32P的转运率比翻耕稻平均增加13.68%，而其根系残留率比翻耕稻平均降低10.22%。无论移栽或直播，免耕稻的有效穗数比翻耕稻低，但其每穗粒数高于翻耕稻。在直播和移栽条件下，免耕稻的产量平均分别为8979.0 kg·ha-1和8588.0 kg·ha-1，比翻耕稻分别增产2.30%和1.19%，但未达到5%的显著水平。【结论】免耕稻相对于翻耕稻有明显的增产优势，是其根系特性的一种响应。