不同生育期水稻对Cd、Pb的吸收累积特征及品种差异

在盆栽条件下研究了污染土壤水稻不同生育期对Cd、Pb的吸收累积特征及品种差异,结果表明,8个供试品种各器官Cd、Pb含量均表现为分蘖期>成熟期>抽穗期。抽穗期根系和茎叶Cd平均含量分别较分蘖期降低了12.7%和21.6%,较成熟期降低了5.5%和9.5%;抽穗期根系和茎叶Pb平均含量分别较分蘖期降低了24.2%和39.8%,较成熟期降低了11.6%和16.7%。水稻不同生育期Cd、Pb含量的相关性及Cd、Pb在不同器官中迁移的难易程度均与品种密切相关。综合分析认为,分蘖和成熟期为水稻吸收累积Cd、Pb的两个关键时期,针对该时期采取有效措施控制土壤中重金属活性对于降低水稻籽粒Cd、Pb的累积具有重要意义。     

稻田土壤氧化态有机碳组分变化及其与甲烷排放的关联性

稻田土壤有机碳是甲烷排放的关键底物之一,不同研究者由于采取的有机碳研究方法不同而得出稻田甲烷排放与土壤有机碳关系的结论不一。为明确影响稻田甲烷排放的土壤有机碳组分,设计了稻田施用不同外源有机碳(稻草还田、鸡粪和猪粪)的田间试验,对稻田甲烷排放和土壤有机碳组分的动态变化及其关联性进行监测和分析。结果表明,猪粪处理的甲烷排放与化肥处理无显著差异,而鸡粪和稻草2个处理的甲烷排放分别比化肥增加1.67倍(P<0.05),2.69倍(P<0.05);甲烷排放量与土壤易氧化有机碳含量显示相同顺序:稻草>鸡粪>猪粪>化肥;通径分析表明,土壤易氧化有机碳组分1(被33 mmol/L KMnO₄氧化的有机碳)与甲烷排放直接相关,其他有机碳组分仅通过组分1间接作用于水稻生育后期甲烷排放,且排放量较低。由此推断,易氧化有机碳组分1是甲烷排放的主要底物,通过有效措施降低肥源中易氧化态有机碳组分1是减排甲烷的关键技术之一。     

不同工业废弃物对稻田土壤中镉 铅生物有效性及其形态的影响

应用盆栽试验研究了几种工业废弃物对水稻土壤中Cd、Pb的生物有效性及其形态的影响,以寻找有效的土壤重金属化学修复技术应用于当前轻度污染土壤.结果表明,施用纸厂滤泥、石灰使土壤交换态Cd比对照分别降低了47.6%、47.1%,糙米中的Cd含量分别比对照下降了61.3%、51.9%;使土壤交换态Pb比对照降低了93.8%、91.1%,糙米Pb含量下降了57.6%、61.8%.铁尾渣、粉煤灰对降低土壤Cd、Pb生物有效性也表现了不同程度的效果.偏硅酸钠对降低污染土壤中糙米Cd的效果不明显,但降低糙米Pb效果显著,为53.3%,接近石灰和纸厂滤泥.纸厂滤泥为造纸厂废弃物,含高碱度和有效硅、磷酸盐,添加后不造成作物减产,且对降低稻田土壤Cd、Pb生物有效性具有显著的效果,因而是一种有效的、低成本化学修复技术.     

土壤-水稻系统Cd-As同步钝化与吸收阻控研究进展

我国稻田土壤镉-砷(Cd-As)复合污染形势严峻,是实现农田安全利用的难点。相较于其他粮食作物,水稻积累Cd/As的能力更强,对人类健康危害更大,因此,修复Cd-As复合污染稻田土壤,降低稻米Cd/As含量,对保障我国食品安全意义重大。原位钝化技术是目前应用最广泛且治理效率较高的重金属污染土壤修复技术,本文重点阐述了针对稻田土壤Cd-As复合污染的典型钝化剂及其钝化机理,主要包括铁(Fe)+碱性无机材料复合钝化剂、Fe+有机材料复合钝化剂、Fe+有机+碱性无机材料复合钝化剂、有机+碱性无机材料复合钝化剂等;在此基础上,从根际稳定固持和体内运移阻控两方面,探讨原位钝化技术同步降低水稻Cd-As吸收的作用机制。最后,提出未来Cd-As复合钝化剂的研发方向,强调了土壤友好型Fe-Si复合钝化剂可有效从土壤钝化和生理阻隔两方面同步降低Cd/As生物毒害,应用前景广阔。     

施用有机肥对长江中游地区双季稻田磷素径流损失及水稻产量的影响

利用渗漏池模拟长江中游地区2种主要稻田土壤，研究了施用等P2O5量的有机肥（猪粪）和化肥对表面水总磷动态及其降水径流损失的影响．结果表明，施用化肥后，双季稻田表面水总磷均在施肥第1天就达到最高水平，然后迅速下降，而且晚稻的总磷浓度峰值显著高于早稻，有效磷含量高的河沙泥总磷峰值明显高于红黄泥．施用猪粪后，晚稻在第1天表面水总磷出现峰值，2种土壤分别较施化肥的提商了43．2％和66．9％，而且整个生长期总磷浓度均高于施用化肥的；早稻施肥后前3d表现较低的表面水总磷浓度，至7d后表面水总磷高于化肥处理的．双季稻种植制度下化肥和猪粪处理的磷素径流流失分别占施P量的0．86％和1．44％．早稻施肥后15d内发生2次径流，化肥和猪粪处理的径流液中总磷浓度较高，其总磷径流损失量分别占早稻生育期内总径流损失量的65．6％和60．8％．产量分析表明，施用猪粪和化肥的水稻产量差异不显著，但均显著高于不施肥处理．     

不同硅材料处理的磷酸盐矿对水稻生长及体内重金属含量的影响

为研究不同硅材料处理磷酸盐矿后,磷酸盐矿对水稻生长及其体内质外体和共质体中磷含量和重金属镉锌铅含量的影响。本试验通过室内恒温培养,设置对照（磷酸盐矿）、硅藻土（硅藻土＋磷酸盐矿）、硅粉（硅粉＋磷酸盐矿）、水淬渣1（水淬渣1＋磷酸盐矿）、水淬渣2（水淬渣2＋磷酸盐矿）、胶体硅1（胶体硅1＋磷酸盐矿）和胶体硅2（胶体硅2＋磷酸盐矿）,共7个处理。研究结果表明,和未添加硅材料处理培养的水稻相比,添加不同硅材料处理能促进水稻生长,显著增加水稻的生物量,其中添加硅粉的磷酸盐矿处理对水稻生长的促进效果最显著,总生物量增加了128．05％,根、茎、叶生物量分别增加了115．03％、149．97％和98．41％。和对照相比,施硅处理能有效降低水稻根、茎、叶质外体和共质体中镉、锌、铅含量。不同硅材料处理的磷酸盐矿能有效降低重金属镉锌铅和磷的生物有效性。     

洞庭湖区不同稻田土壤及施肥对养分淋溶损失的影响

在渗漏池模拟洞庭湖区三种主要水耕人为土的基础上,进行了为期2 a的施用化肥(CF)、控释氮肥(CRNF)和配施猪粪(OM)对N、P、K养分淋失影响的试验,以探明双季稻田养分淋溶损失现状和规律。结果表明,普通简育水耕人为土(THS)、底潜简育水耕人为土(EHS)、普通铁聚水耕人为土(TFS)双季稻田CF处理的氮素淋溶损失总量分别占施氮量的2.28%、0.66%和1.50%。其中,THS的渗漏水总氮(TN)浓度与TFS相近,但由于渗漏水量高而导致TN淋失显著增加,EHS的渗漏水量及其TN浓度均显著低于其他两种土壤;稻田淋溶损失的氮素形态中,铵态氮占39.7%,有机态氮占56.8%,硝态氮仅占3.5%。三种土壤的总钾(TK)淋溶损失分别占施钾量的14.0%、4.68%和11.5%,但渗漏水TK浓度高低顺序为:TFS>THS>EHS;各土壤的总磷(TP)淋失均很小且施磷与不施磷(CK)无差异。比较不同施肥处理的养分渗漏损失情况显示,CRNF处理的渗漏水TN浓度最高,三种土壤中均显著高于CK,CF和OM处理仅THS和TFS的TN淋失量显著高于CK;配施猪粪和单施氯化钾时,三种土壤的渗漏水TK浓度均显著高于CK。由于养分淋溶损失是一个长期累积的过程,而本试验仅连续2 a,施用不同氮、钾肥源的N、K素淋溶损失差异不显著。     

长期不同施肥显著影响双季稻产量及养分吸收

为了解决双季稻氮、磷肥料施用过量、养分利用率偏低等问题,在典型双季稻区设置不同氮、磷施肥处理,对双季稻的产量效应和养分吸收进行分析,探讨合理的施肥量,为双季稻施肥管理提供理论支持。研究结果表明:(1)施肥显著影响水稻稻谷产量与秸秆生物量,水稻植株体氮、磷含量和积累总量随施肥量增加而显著增加。早稻氮(N,下同)、磷(P_2O_5,下同)施肥量分别在150和90 kg/hm~2,晚稻氮、磷施肥量分别在180和90 kg/hm~2范围内时,稻谷产量与秸秆产量随施氮量增加显著增加。超过该施肥量,对稻谷产量水稻增产没有显著效果。(2)区域早稻理论最高产量对应的氮、磷量分别为158.5和100.2 kg/hm~2,晚稻理论最高产量对应的氮、磷量为190.1和77.5 kg/hm~2。(3)稻田生态系统每年接受环境中氮、磷养分达108.1和29.8 kg/hm~2。     

稻草高桩还田免耕抛栽晚稻肥料运筹效应研究

通过田间试验,研究了稻草高桩还田免耕抛栽晚稻条件下养分运筹效应,结果表明:(1)降低基蘖肥比例,适当增加施肥次数和增加后期穗粒肥比例,有利于土壤养分持续稳定供应、晚稻稳健生长发育及产量提高.(2)同等肥料养分投入情况下,只要肥料运筹合理,就目前施肥水平,氮肥仍有适当减量施用的空间.(3)分次施肥有利于好氧细菌、厌氧细菌和放线菌的生存繁殖,增施氮肥有利于提高土壤中纤维素酶活性和加速还田新鲜秸秆矿化.     

水稻不同生育期施用生石灰对稻米镉含量的影响

为了深入探究镉污染稻田土壤施用生石灰降低稻米镉含量的过程机理,采用盆栽试验,分别在水稻插秧前、分蘖期、孕穗期、灌浆期进行生石灰施加处理,水稻成熟后采集植株样品和土壤样品进行相关指标测定。试验结果显示,在水稻不同生育期施加生石灰均可显著提高土壤pH值,降低土壤有效态镉及根系镉含量,同时显著降低糙米镉含量(P0.05)。分蘖期施加生石灰对糙米镉含量的降低程度最大,其含量比空白对照下降55.2%,显著低于其他处理。在分蘖期施加生石灰后发现,水稻茎秆中的钙含量最高,显著高于其他处理(P0.05),而其茎秆中的镉含量反而最低,显著低于其他处理(P0.05)。多变量主成分分析显示,茎秆钙含量与镉含量显著负相关(P0.05)。综上认为,在水稻分蘖期施用生石灰不仅可以降低土壤有效态镉含量,减少根系对镉的吸收积累,还可以提高水稻茎秆中的钙含量,进而抑制镉由根系向茎秆的转移,表明这两个过程的叠加效应可能是水稻分蘖期施用生石灰降低糙米镉含量的关键因素。