不同钝化剂对镉污染小麦镉富集及产量的影响

为实现河套灌区轻中度Cd污染农田的修复与安全利用,在河套灌区轻中度Cd污染农田开展了为期两年不同钝化剂处理的大田试验,7种钝化剂分别为生物炭(BC)、海泡石(SEP)、膨润土(BE)、坡缕石(PA)、腐植酸(HA)、硅酸钠(SS)、硫酸锰(MN),以不施用钝化剂为对照(CK),分析了不同处理下小麦产量、生物量、各器官Cd富集系数和转运系数,比较了不同钝化剂的钝化效果。结果表明,2020-2021年,SEP和SS处理较CK增产显著,增幅为11.09%～81.49%,各器官生物量均有不同程度的增加,其中籽粒及根增加显著;SS处理显著降低叶部Cd含量,降幅为26.75%,SEP处理显著降低籽粒Cd含量,降幅达47.62%。钝化剂处理下,各部位Cd富集系数均<1,根部到叶部Cd最高。小麦籽粒Cd含量与茎中Cd富集系数呈极显著的正相关,与茎向叶部、根向穗部的Cd转运系数呈显著的正相关;2年茎的Cd富集系数对籽粒Cd富集系数均有显著正效应,穗到籽粒、茎到叶的Cd转运系数对籽粒Cd富集系数影响最大。海泡石和硅酸钠处理增加了小麦产量,降低了植株Cd含量,抑制了Cd在植株体内的转运富集;内蒙古河套...     

原位钝化对稻田镉污染土壤修复效果及土壤酶活性的影响

选取海泡石、石灰、铁改性木本泥炭和弱碱性生物有机肥等4种钝化剂为材料，研究其对镉(Cd)污染稻田土壤原位修复效果及土壤酶活性的影响。结果表明，施用4种钝化剂均能提升土壤pH和水稻产量，降低土壤中Cd生物有效性和糙米Cd含量，且糙米Cd含量低于国家食品安全标准限值(Cd≤0.2 mg/kg)。施用1 500 kg/hm²弱碱性生物有机肥的处理对土壤pH提升效果最好，从6.07提升至7.00，增幅为13.2%；施用2 500 kg/hm²铁改性木本泥炭的处理，土壤有效态Cd和糙米Cd含量降幅最大，分别从0.538 mg/kg和0.260 mg/kg下降至0.232 mg/kg和0.076 mg/kg，分别下降了56.8%和70.8%。施用1 500 kg/hm²弱碱性生物有机肥的处理增产水稻效果最好，增幅为6.4%。施用4种钝化剂后，土壤中蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性均有不同程度提升。其中，施用1 200 kg/hm²生石灰处理对土壤中蔗糖酶活性提升效果最好；施用2 500 kg/hm²     

磷肥减量施用对土壤磷含量、微生物群落及烟株磷吸收的影响

为探索适合湖南永州烟稻轮作体系下烟叶生产的磷肥施用量，为烟草优质生产提供理论依据，在湖南永州设置CK(P₂O₅164.3 kg/hm²)、T1(磷素施用总量降低10%)、T2(磷素施用总量降低20%)3个处理，比较分析磷肥减量施用对土壤磷含量、微生物群落及烟株中磷含量的影响。结果显示，磷肥减量处理土壤中全磷和有效磷含量下降幅度分别为21.82%～40.95%和42.37%～58.18%;减磷10%和减磷20%处理的烟草茎和叶中磷含量显著下降，下降幅度分别为14.09%～26.19%和13.38%～26.32%;根际土壤中总磷和有效磷含量的下降幅度大于烟叶和烟茎，烟株含磷量仍处于适宜生长的范围内。微生物群落分析表明，减少施用10%和20%磷素处理显著增加了土壤细菌群落的丰富度和多样性，T1和T2处理都显著减少了变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)与解磷微生物的丰富度。T1和T2处理根际土壤细菌群落中与磷代谢相关的功能基因丰度降低。磷肥减量...     

新型改良剂“良田宝”对土壤有效镉及稻米镉含量的影响

为探明新型改良剂"良田宝"的降镉效果,明确其适宜用量,以湖南省岳阳市湘阴县镉污染水稻土进行盆栽试验,研究其对土壤有效镉含量与水稻镉积累的影响。结果表明:添加改良剂"良田宝"可以显著降低土壤有效Cd含量及水稻地上部Cd含量,较CK最高降幅分别为27.33%和78.26%。"良田宝"不同施用量对糙米Cd含量影响不同,施用0.6、1.2、1.5 g/kg土,其米镉含量分别比CK降低50.0%、33.3%、16.7%;施用0.3、0.9 g/kg土,其米镉含量分别比CK提高了150%、50%,但各处理糙米Cd含量均低于食品安全国家标准中的限量值(0.2 mg/kg)。施用适量土壤改良剂能有效促进水稻干物质的积累,当改良剂施用量超过一定范围时水稻各部分生物量反而降低。考虑水稻产量、稻米镉含量和土壤修复效果,潮泥田镉污染土壤上施用"良田宝"1.2 g/kg土左右为宜。     

黑豆—油菜与大豆—油菜轮作模式土壤镉修复能力比较

通过设置黑豆-油菜、大豆-油菜的轮作模式在湖南醴陵进行大田试验,结果发现黑豆表现出较强的镉富集能力,其根、茎、叶及果壳中镉含量分别为2.14、2.63、4.10及1.34 mg/kg,富集系数均在1以上。油菜各个部位镉含量较高的分别为叶与茎,达到了7.13和4.73 mg/kg。黑豆各部位镉转运系数均高于大豆,各油料作物提取的重金属主要集中在茎与叶。大豆叶的镉富集系数为2.06,茎的镉富集系数为0.86,明显低于黑豆同部位的富集能力。每公顷土地经过一轮黑豆-油菜、大豆-油菜轮作分别能够从土壤中提取73.52 g和51.68 g的镉,对土壤重金属镉的修复效率约为3%。     

烟稻轮作系统水稻除草剂用量对烟草叶片的影响及其土壤残留

通过大田试验研究烟稻轮作系统水稻季施用不同浓度的除草剂的土壤残留量以及对烟草叶片的影响,为烟草安全生产和上茬作物除草剂合理使用提供依据。结果表明,在烟稻轮作系统下,水稻季施用二氯喹啉酸对后茬作物烟草的生长发育造成影响,水稻季施用二氯喹啉酸(50%有效成分)总量超过1 500 g/hm~2时会出现中重度的药害。同时,当二氯喹啉酸(50%有效成分)使用量超过750 g/hm~2,烟叶中二氯喹啉酸的含量为0.00648~0.103 mg/kg,而土壤中二氯喹啉酸的含量为0.169~0.772 mg/kg,严重影响烟叶的品质和后续的加工利用。     

改性稻秸生物质炭对水田土壤及水稻植株Cd2+的钝化效应

采用亚克力管套作法，以稻秸生物质炭(BC)为原料，通过KMnO₄浸渍(BC-Mn)、NaOH碱化(BC-Na)、羟基磷灰石浸渍(BC-H)和FeC1₃浸渍(BC-Fe)4种改性手段制备相应的生物质炭，设置0、0.3和0.6 kg/m²的投加量，以揭示改性稻秸生物质炭对水田土壤及水稻植株Cd²⁺的钝化效应。结果表明：1)在未施加生物质炭的情况下，水田土壤有效态镉含量会随水稻生育期延长而不断累积，当各类生物质炭投加量为0.3和0.6 kg/m²时，与秧苗期相比，水稻成熟期土壤有效态镉含量均有所降低，投加量为0.3 kg/m²时，BC-Mn处理下的土壤有效态镉含量降幅最大，而在投加量为0.6 kg/m²时，改性稻秸生物质炭对土壤有效态镉含量的钝化效应均不如生物质炭原样；2)在投加各类生物质炭后，与秧苗期相比，在水稻成熟期，水田土壤全镉含量均有不同程度降低，其中，效果最显著的为BC-Na处理，土壤全镉含量会随BC-Na投加量的增加而降幅增大；...     

海藻渣与镁配施对红壤理化性质和烟草生长的影响

针对部分红壤地区土壤酸性强、有效养分含量低及透气性差等特性,研究了硫酸镁和海藻渣配施对红壤理化性质及烟草生长的影响,为烟区红壤改良提供理论基础。采用盆栽试验,设置6个处理,CK：对照,不加镁和海藻渣;MS：单独施用硫酸镁,每千克土施用0.375 g;SF：单独施用海藻渣,每千克土施用50 g;C₁：每千克土施用MgSO₄ 0.375 g+海藻渣50 g;C₂：每千克土施用MgSO₄ 0.563 g+海藻渣75 g;C₃：每千克土施用MgSO₄ 0.75 g+海藻渣100 g。烟草收获时,测定并分析不同处理对土壤pH、有机碳、矿质养分含量、土壤容重、总孔隙度,以及烟草农艺性状、烟叶矿质养分含量等的影响。结果表明：单独施用硫酸镁或海藻渣以及硫酸镁与海藻渣配施后,烟草株高、茎粗和叶片数等农艺性状明显改善,生物量比对照显著提高;硫酸镁单施处理中烟叶的P和Mg含量比对照显著提高,海藻渣单施及硫酸镁与海藻渣配施的烟叶P、K和Mg含量比对照显著提高;C₃处理土壤pH比对照提高0.38个单位,碱解氮、有效磷、速效钾、交换性钙和交换性镁含量分别比对照提高了42.85%、60.01%、33.73%、253.02%和689.07%;C₁、C₂和C₃处理土壤有机碳含量分别比对照提高了212.9%、385.7%和540.7%;海藻渣单施及与镁配施对土壤有效磷、速效钾、交换性钙和交换性镁含量显著提高;海藻渣单施或与镁配施能显著降低土壤容重并提高土壤总孔隙度;C₃处理土壤容重比对照显著降低9.78%,总孔隙度比对照显著提高8.87%。因此,海藻渣和硫酸镁配施能促进红壤中烟草的生长,并有效改善红壤的理化性状。     

湘东某植烟区土壤钙对烟叶镉含量的影响

在湖南省东部某植烟区大范围采集了112个土壤样品和烟叶样品,测定并分析了土壤中镉的含量、土壤交换性钙含量、烟叶镉含量及其相关性。结果表明:植烟区土壤镉的含量范围0.08~0.82 mg/kg,平均值0.37 mg/kg,其超标率为58.13%;植烟区内烟叶镉含量范围1.06~20.15 mg/kg,平均值7.29 mg/kg;土壤总钙的平均含量为10 649 mg/kg,交换性钙平均含量为1301 mg/kg。烟叶中的镉含量与土壤中的镉含量呈极显著性正相关,与土壤中的总钙含量及交换性钙含量呈负相关,伴随着土壤中钙含量的增加,烟叶镉的含量有降低趋势。     

不同降镉处理对水稻土酸碱缓冲能力和有效镉含量的影响

通过在重金属污染耕地达标生产区水稻土中连续2 a设置施用商品有机肥、土壤调理剂和石灰的大田降镉定位试验,研究其对土壤缓冲能力和有效镉含量的影响。结果表明：与对照相比,施石灰、商品有机肥和土壤调理剂后,土壤pH提高0.1~0.4个单位,增幅在5.62%~8.67%之间,变化顺序为：石灰>商品有机肥>土壤调理剂。土壤中总镉和有效镉含量降幅分别在0.24%~19.24%和3.48%~11.01%之间,其处理效果为：商品有机肥>石灰>土壤调理剂。3种降镉处理中,水稻土酸碱缓冲容量都有所扩增,缓冲能力效果表现为：石灰>商品有机肥>土壤调理剂。不同降镉处理均能改善土壤肥力且显著增加有效磷含量（P<0.05）。研究区稻田土壤缓冲容量和能力与pH、交换性酸总量,及其他土壤养分等众因子关系密切。     

不同降镉措施降低水稻籽粒中镉积累的效果

为了解不同降镉措施对镉轻度污染农田土壤的治理及降低水稻糙米镉含量的效果,为污染农田安全利用提供技术支撑,在浙江省桐庐县江南镇和瑶琳镇各选择镉轻度污染农田开展了不同用量石灰调控pH降低水稻镉积累、施用腐殖质型土壤调理剂+钙镁磷肥降低水稻镉积累、施用等量不同土壤改良剂降低水稻镉积累、石灰与叶面阻控剂配合施用降低水稻镉积累和...     

红壤区施用稻草源生物炭对烟叶钾含量的影响

在红壤区,土壤钾素缺乏严重限制了烟草的需钾能力和品质提升。本研究以稻草源的生物炭为切入点,分别 在水稻土和旱地红壤上设不施钾肥（CK）、化学钾肥（FK）、60%化学钾肥配施 40%的稻草钾肥（60% FK+40% SK）、 60%化学钾肥配施 40%的生物炭钾肥（60% FK+40% BK）等 4 个处理,分析烤烟产量和烟叶钾素含量以及土壤速效钾 含量。结果表明,与 CK 和 FK 相比,60% FK+40% SK 和 60% FK+40% BK 处理可以显著提高烟叶产量和烟叶钾含量, 且水稻土明显高于旱地红壤。在所有处理中,均呈现出 60% FK+40% BK 处理的增幅最高。与 CK 相比,水稻土上 60% FK+40% BK、60% FK+40% SK 和 FK 处理的土壤速效钾含量分别增加了 48.43%、40.88%和 11.95%,旱地红壤上的增 幅分别为 29.63%、22.96%和 20.00%。进一步分析表明,土壤速效钾含量与烟叶钾含量呈显著的正相关关系（p<0.05）。通过拟合方程发现,盆栽试验条件下,水稻土和旱地红壤的速效钾含量增加 10 mg/kg,烟叶钾含量可以增加 0.12%,但还有待进一步验证。因此,在红壤地区,施用稻草源的生物炭可以替代 40%的化学钾肥,且可以保证烟叶产量和提高烟叶钾含量。     

红壤区施用稻草源生物炭对烟叶钾含量的影响

在红壤区,土壤钾素缺乏严重限制了烟草的需钾能力和品质提升。本研究以稻草源的生物炭为切入点,分别在水稻土和旱地红壤上设不施钾肥（CK）、化学钾肥（FK）、60%化学钾肥配施 40%的稻草钾肥（60% FK+40% SK）、60%化学钾肥配施 40%的生物炭钾肥（60% FK+40% BK）等 4 个处理,分析烤烟产量和烟叶钾素含量以及土壤速效钾含量。结果表明,与 CK 和 FK 相比,60% FK+40% SK 和 60% FK+40% BK 处理可以显著提高烟叶产量和烟叶钾含量,且水稻土明显高于旱地红壤。在所有处理中,均呈现出 60% FK+40% BK 处理的增幅最高。与 CK 相比,水稻土上 60% FK+40% BK、60% FK+40% SK 和 FK 处理的土壤速效钾含量分别增加了 48.43%、40.88%和 11.95%,旱地红壤上的增幅分别为 29.63%、22.96%和 20.00%。进一步分析表明,土壤速效钾含量与烟叶钾含量呈显著的正相关关系（p<0.05）。通过拟合方程发现,盆栽试验条件下,水稻土和旱地红壤的速效钾含量增加 10 mg/kg,烟叶钾含量可以增加 0.12%,但还有待进一步验证。因此,在红壤地区,施用稻草源的生物炭可以替代 40%的化学钾肥,且可以保证烟叶产量和提高烟叶钾含量。     

施用石灰对酸性植烟土壤的改良效果

对耒阳市植烟土壤普查表明,酸黄泥土植烟区土壤pH平均值为5.12,其中有75%低于5.5。本试验通过在酸黄泥土施用石灰来提高土壤的pH值,结果表明施用石灰可以促进烤烟的生长发育,使烤烟化学成分更趋于协调,提高中上等烟比例,显著增加烤烟产、质量。施用石灰量以750kg/hm2效果最好。     

Metals and micronutrients – food safety issues

Of all the elements, the most important to consider in terms of food-chain contamination are arsenic (As), cadmium (Cd), mercury (Hg), lead (Pb) and selenium (Se). Where soils are enriched in these elements, it is usually through the agricultural, industrial or urban activities of man, except for Se where high concentrations in soil are often derived from high-Se parent rock materials. The propensity for plants to accumulate and translocate these contaminants to edible and harvested parts depends largely on soil and climatic factors, plant genotype and agronomic management. Elevated As intake, especially of inorganic As, is most likely to arise from high-As drinking water than from ingestion of food. Cadmium and Se are of the greatest concern in terms of terrestrial food-chain contamination, with the former element receiving most attention. Worldwide, the probability of insufficient Se in the human diet exceeds that of toxicity, with deficiency usually associated with monotonous vegetarian diets in areas with Se-deficient soils. Excessive human intake of Cd is of concern as this element accumulates over a lifetime in the body, with impairment of kidney function being the main adverse effect. Cadmium inputs to soil in fertilizer, biosolids, soil amendments and atmospheric deposition often exceed outputs in crops and drainage waters, so that Cd concentrations in many agricultural soils are slowly increasing. However, evidence for increases in Cd concentrations in crops over time is contentious, as is the evidence for human health problems due to low-level Cd contamination of the food chain. Adverse health effects due to Cd intake have been manifest only in situations of gross soil contamination, with a predominantly rice-based diet, where soil–plant and plant–human transfer of Cd would have been enhanced. Human feeding studies have indicated that food Cd bioavailability is dependent on Fe nutrition, and animal studies have indicated that Zn, Ca, P and other elements and food constituents (e.g. fiber, phytate) affect Cd bioavailability. While plant breeding and agronomic management can minimize soil–plant transfer of Cd, and maximize concentrations of antagonists to Cd assimilation in humans, it remains important that inputs of this metal to soil be minimized.     

宜宾烟区土壤和烟叶含氯状况及氯化钾肥的适宜施用量研究

为明确四川宜宾烟区土壤和烟叶含氯状况,提高烟叶质量,采用定点定位取样的方法,分析了四川宜宾烟区110个土壤样品与73个烟叶样品的氯含量;在氯含量较低的土壤上进行不同氯化钾施用量对烟叶氯含量及土壤氯含量的影响研究。宜宾市植烟土壤平均水溶性氯含量15.58 mg/kg,76.36%土壤的水溶性氯含量处于较低及低水平;烟叶平均氯含量0.22%,80.82%烟叶处于低及缺水平。不同生育期烟叶和初烤烟叶的氯含量随着氯化钾施用量的增加而增加;施用氯化钾80 kg/hm^2处理的烤后各部位烟叶氯含量均在适宜范围(0.3%~0.8%)内;施用氯化钾后土壤中的氯含量明显提高,随着生育期的推进,土壤水溶性氯含量逐渐减少,至烟叶采收后和第二年烤烟移栽前土壤中基本无氯积累。土壤含氯量低的烟区可适当增施氯化钾肥以提高烟叶质量。     

施用新型土壤调理剂改善烟草产量品质及土壤理化性质

为了考察新型土壤调理剂施用对植烟酸性障碍土壤的调理效果,在田间条件下以不施用调理剂以及传统调理剂为对照,研究了不同用量的新型土壤调理剂对烟草产量品质以及土壤理化性质的影响。结果表明：施用调理剂可以显著提高烤烟根层土壤pH（P<0.05）,比不施调理剂的处理提高0.7~1.3,土壤pH和烤烟的产量以及上等烟比例呈极显著正相关关系。和传统调理剂（白云石粉）相比,新型土壤调理剂在1100（三分之二用量）和1500（等量）kg/hm ²用量下,上等烟叶比例比传统调理措施分别提高了6.5和6.9个百分点,烟叶产量分别增加4.8%和5.1%,烟叶产值分别提高4830.0、3989.3元/hm ²。同时,1100、1500 kg/hm ²这2个用量下烟草无论在农艺性状、烟叶产量、上等烟比例和烟叶产值上均无差异,因此从节约成本的角度出发,1100 kg/hm ²为最佳的调理剂施用量。     

秸秆还田与优化施氮改善烤烟根际土壤碳氮转化及氮素吸收

针对华南沙泥田烟区氮肥过量施用导致烟叶品质下降的问题,拟通过秸秆还田与氮肥优化配施调节烤烟各生育期氮吸收、根际土壤碳氮转化及相关酶的活性。试验采用随机区组设计,设水稻秸秆还田与氮肥两因素,其中3个碳（秸秆还田）水平：C0,无秸秆还田,0 kg/hm ²;C1,中量秸秆还田,4500 kg/hm ²;C2,全部秸秆还田,9000 kg/hm ²;2个氮水平：N1,传统施氮,169.50 kg/hm ²;N2,优化施氮,105.00 kg/hm ²。结果表明,与N1相比,N2处理秸秆还田下烤烟前期烟叶和根系氮吸收和累积正常,而后期有所下降;C1、C2处理时,与现蕾期相比,成熟期时根系氮含量均降低4.2 g/kg,叶片氮含量降低3.8、3.0 g/kg;成熟期时,与N1处理相比,N2处理时C1、C2处理的土壤无机氮含量降低30.4%、20.0%,前期2个氮处理间土壤无机氮含量无差异,优化施氮下中量秸秆还田（C1N2）处理烤烟土壤NH₄ ⁺-N含量在整个生育期内较高且呈降低趋势,而硝态氮和土壤无机氮含量在成熟期最低,表明中量秸秆还田下优化施氮能够维持生育前期土壤无机氮含量,且降低成熟期土壤无机氮含量。2个秸秆还田量处理时,团棵期N2处理的土壤转化酶活性是N1处理的1.30、1.13倍;旺长期土壤转化酶活性是N1处理的1.27、1.10倍;与传统施氮相比,秸秆还田下优化施氮处理增加了整个生育期土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性。在中量秸秆还田（C1）处理下,与N1水平相比,现蕾期和成熟期的N2处理土壤水溶性碳含量提高11.2%和14.1%;与N1相比,N2处理的土壤微生物量氮含量呈降低趋势。综上所述,优化施氮耦合中量秸秆还田（C1N2）能够提高土壤水溶性碳含量,维持土壤氮素合理供应,稳定烤烟生育前期对氮素吸收与累积,减少生育后期烟叶氮素奢侈吸收,与烤烟吸氮规律比较吻合。