水肥管理对重金属镉在稻米中积累的影响

通过大田试验,探究不同的水肥管理技术对稻米镉含量与水稻产量的影响.结果表明,施加硅肥和有机肥可以降低稻米镉含量并增加水稻产量;全生育期淹水会减少稻米镉含量,但会降低水稻产量.本试验处理中,降镉效果最好的处理是全生育期淹水添加有机肥,稻米镉含量降低了65.4％,达到显著水平(P<0.05);产量最高的为常规灌溉添加有机肥...     

硅肥与硒肥施用对水稻吸收积累Cd的影响规律研究

采用盆栽试验,研究了铅锌冶炼污染区土壤中基施硅肥和硒肥,对栽种的水稻不同生育期各器官内Cd含量的影响。研究结果表明:施硅肥和硒肥能抑制水稻对Cd的吸收,同时也能抑制根系吸收的Cd向茎叶转移。早稻金优974和晚稻金优297施加硅肥后糙米中Cd含量低于国家标准,稻米中的Cd得到理想控制,硅肥可以作为土壤改良剂控制稻米Cd污染;但基施硒肥的控制效果欠佳。     

土壤改良剂对Cd污染石灰性稻田土壤Cd形态与水稻Cd积累的影响

【目的】镉(Cd)是一种有毒重金属,稻田Cd污染和稻米中Cd的积累已严重影响了现代农业高质量发展。研究不同土壤改良剂对南方Cd污染石灰性稻田中土壤Cd化学形态变化及水稻吸收积累Cd的影响,为选择适合修复南方石灰性稻田Cd污染的钝化材料和保障粮食安全生产提供理论依据。【方法】研究以Cd污染石灰性稻田为研究对象,通过大田原位修复试验,在等量氮磷钾养分投入条件下,研究了添加土壤调理剂(AF)、炭基微生物菌剂(CMF)和复合微生物肥+RBM微生物液体菌剂(RBM)对Cd污染稻田土壤化学性质、Cd形态含量变化以及水稻各部位Cd富集与转移的影响。【结果】施用土壤改良剂在一定程度上能保证水稻产量。与单施化肥处理相比,添加炭基微生物菌剂可以提高土壤有机碳含量,增幅为13.19%,而且施用土壤改良剂的处理均能增加土壤CEC,同时降低水稻成熟期土壤DTPA有效态Cd含量和土壤酸可提取态Cd含量,其中AF和CMF处理土壤酸可提取态Cd含量显著降低了8.84%和8.37%,促进了土壤Cd由活性强的形态向稳定态转化;通过BCR法分析土壤中Cd的4种化学形态发现,各处理土壤化学形态Cd含量大小均表现为残渣态>...     

调理剂及农艺措施对污染稻田中水稻吸收镉的影响

【目的】探究水分管理、调理剂措施和组合措施对污染稻田稻米降Cd效果,旨在探索出不显著降低水稻产量前提下,能更高效降低土壤Cd生物有效性和稻米中Cd含量的方法。【方法】在湖南省株洲市选择中度Cd污染稻田开展田间小区水稻试验。试验中水稻种植两季,早稻品种为中嘉早17,晚稻为泰优390。试验分为6组,分别为水分管理(T2)处理、施用硅肥(T3)处理、施用竹炭处理(T4)、施用硅肥结合水分管理(T5)处理、施用竹炭结合水分管理(T6)处理和1个试验对照(T1),重复3次。【结果】试验各处理对稻田土壤有效态Cd含量均有降低,竹炭结合水分管理(T6)处理对两季水稻土壤均有显著降低,硅肥结合水分管理(T5)处理对晚稻土壤有效态Cd降低幅度最大。试验各处理对水稻各部位Cd含量均有降低效果,在糙米Cd含量方面,5个试验处理中对糙米Cd含量降低幅度以组合措施修复技术效果最好,即硅肥结合水分管理(T5)和竹炭结合水分管理(T6)处理。在水分管理修复技术(T2)中降Cd效果最高为29.23%;在施用调理剂修复技术中,硅肥处理(T3)和竹炭处理(T4)对稻壳和糙米中Cd含量均有显著降低(P<0.05)作用...     

石灰和硅肥对非污染土壤Cd有效性和花生Cd含量的影响

本文研究了花生盆栽过程中,不同用量石灰及石灰、硅肥配施对非污染土壤有效态Cd和花生籽仁Cd含量的影响。结果表明:(1)在常规施肥条件下,施用石灰及石灰、硅肥配施均能显著提高土壤pH值,同时使得花生叶片细胞膜透性具有降低的趋势;石灰施用量为0.67g·kg-1土时的土壤有效态Cd含量降低了12.6%(显著低于CK),而石灰、硅肥配施组合对降低土壤有效Cd含量的作用不显著,可能与硅肥中Cd含量较高有关。(2)不同石灰施用量均有降低花生籽仁中Cd含量的趋势,其中石灰施用量为0.67g·kg-1土时花生籽仁Cd含量比CK降低26.1%;但石灰、硅肥配施对降低花生籽仁Cd含量的作用不显著。(3)花生籽仁Cd含量与土壤有效态Cd含量达正相关显著水平,表明土壤Cd有效性是影响花生籽仁Cd含量的主要原因。     

Cd Pb Cu Zn As复合污染对水稻的影响

应用田间试验和盆栽试验,研究Ｃｄ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｓ复合污染在草甸棕壤上对水稻产量及元素含量的影响。结果表明,在接近土壤环境质量标准低浓度水平下,水稻发育正常,减产幅度＜１０％,但土壤Ｃｄ、Ｐｂ临界值下降,籽实中Ｃｄ、Ｐｂ、Ｚｎ吸收系数提高,Ｃｄ、Ｐｂ含量超标,低剂量时Ｃｄ超标３７．５％,高剂量时超标１００％,增加了对人体健康潜在危险。主要原因在于５元素间存在协同作用,Ｐｂ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｓ的存在增加了Ｃｄ的活性与解吸率,使其易迁移,为防止土壤污染增加了困难。     

不同浓度镉（Cd）对水稻幼苗生长的影响

探究水稻幼苗植株对镉(Cd)的适应能力,为水稻的重金属防治提供理论基础。利用琼脂培养条件模拟湿地环境,研究在不同Cd浓度条件下水稻幼苗植株生长、Cd含量及生理指标的所受影响及其对Cd的适应能力。结果表明:水稻幼苗内Cd元素含量随添加的Cd浓度升高而升高,根系中的Cd含量远高于地上部,当Cd浓度≥2.5mg·L^-1时,水稻幼苗鲜重、干重、株高和根长的抑制均达到了显著程度。琼脂培养基质中的镉浓度在0～20mg·L^-1范围内,富集系数在Cd浓度为10.0mg·L^-1时达到最小,随后趋于平稳;转运系数呈先增长后趋于平稳的趋势。综上说明水稻幼苗在Cd浓度≥2.5mg·L^-1时生长受到显著抑制,水稻幼苗对Cd具有一定的富集和转运能力。     

不同生育期施用硅肥对水稻吸收积累镉硅的影响

为探明硅肥对镉污染稻田降低稻米镉的作用机理,完善稻米镉消减的硅肥施用技术,采用田间试验,研究水稻不同生育期(基肥、分蘖期和孕穗期)施用硅肥对水稻吸收积累镉、硅的影响。结果表明:施用硅肥能够提高土壤0.160~0.290个pH单位,降低镉生物有效性,同时,显著增加土壤有效硅含量,增幅为295.3%~399.2%(P0.05);不同生育期施用硅肥中,基施硅肥能够显著增加9.7%的水稻产量,高于其他处理,基施硅肥显著降低了水稻茎秆、叶片、稻壳和稻米中的镉含量,降幅分别为31.9%(P0.05)、65.8%(P0.05)、46.1%(P0.05)和25.3%(P0.05),施硅降低了镉由茎秆向叶片和稻壳的转运,从而降低了稻米镉的积累,同时显著增加茎秆、叶片和稻壳硅含量,增加幅度分别为44.1%(P0.05)、71.5%(P0.05)和28.8%(P0.05)。综上表明,镉污染稻田基施硅肥能够显著增加水稻产量,降低土壤镉生物有效性,阻止镉的迁移转运,减少稻米镉积累,是镉污染稻田修复中推荐的硅肥施用技术。     

硅、硫对水稻砷吸收、积累的影响研究进展

综述了近年来硅、硫对水稻砷吸收、积累及其相关生理、分子机制影响的研究进展,重点阐述了硅和水稻吸收砷以及硫和水稻砷转运积累之间的关联,并对今后研究的主要方向进行了展望。     

厌氧水稻土中水溶性As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的测定方法研究

针对现行土壤污染物环境标准和分析方法都是用总砷表示,而对水溶性砷研究较少的现状,选择蠕动注射方法添加还原剂KBH4-NaOH溶液,通过控制样品溶液pH,对As( )和As( )进行了分步还原,用硝酸银-聚乙烯醇-乙醇溶液作吸收液来吸收还原生成的AsH3,分光光度法在400nm波长下测定吸收液的吸光度,求算As( )和As( )含量。用这种方法对模拟环境砷污染水样和厌氧水稻土中As( )和As( )的测定进行了研究。结果表明,砷质量浓度为0～0.5mg/L时,吸光度和砷质量浓度符合朗伯-比尔定律,标准溶液测定的相对误差为-3.60%～2.20%,检测限为0.6μg;环境水样测定的As回收率为97.14%～103.4%,与Ag-DDC标准方法比较无显著差异;水稻土中总砷和As( )的回收率分别为98.36%～102.8%及56.02%～65.34%;对22种无机离子的干扰试验测定表明,在容许量内无干扰。     

生物炭与水分管理耦合对晚稻镉迁移与积累的影响

选择中度镉污染稻田,以晚稻品种H优518为试验材料,采用前干后淹(W1)、前淹后干(W2)、长期淹水(W3)、常规水分管理(W4)4种水分管理方式为主处理,施用4个水平(C1-5 t·hm~(-2)、C2-7.5 t·hm~(-2)、C3-10 t·hm~(-2)、C4-0 t·hm~(-2))的生物炭为副处理,通过大田裂区试验研究生物炭与水分管理耦合对土壤pH以及晚稻镉吸收、迁移与积累的影响。结果表明:16个处理的pH均有上升,上升幅度在0.65～1.37个单位,W3-C3上升幅度最大,达到1.37个单位;各处理中,W3-C3对糙米镉含量降低效果最为明显,与对照(W4-C4)相比,糙米中镉含量降低了59.10%,含量为0.18 mg·kg~(-1),同一主处理中,各器官镉含量均呈现随着施炭量增加而下降的趋势;各处理均能够减弱镉在水稻器官间的转运能力,与对照相比,水稻吸收的镉由根部向糙米、由茎叶向糙米的转运系数下降最多的处理分别为W3-C3、W3-C2,下降幅度分别为38.48%、27.03%;经过处理,糙米镉积累量显著降低,积累量最低的处理为W3-C3,与对照相比,下降幅度为53.44%。综上,长期淹水与生物炭耦合能有效抑制晚稻对镉的吸收、迁移与积累,在长期淹水条件下,生物炭施用量为10 t·hm~(-2)时降镉效果最为明显。     

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。     

叶面阻隔联合土壤钝化对水稻镉吸收转运的影响

为了探讨叶面阻隔联合钝化对水稻镉吸收转运的影响,实现重金属污染农田稻米安全生产,采用大田试验的方式,选用氨基酸螯合硒营养液肥和活性硅肥作为叶面阻隔剂,硅钙肥和贝壳粉作为土壤钝化剂,在田间共设置7个处理：水稻常规种植（CK）,叶面喷施氨基酸螯合硒营养液肥（Se400）,叶面喷施活性硅肥（Si1000）,叶面喷施氨基酸螯合硒营养液肥的同时分别基施硅钙肥（Se400GG）和贝壳粉（Se400BK）,叶面喷施活性硅肥的同时分别基施硅钙肥（Si1000GG）和贝壳粉（Si1000BK）。水稻成熟后对水稻籽粒、颖壳、秸秆、根四部分的镉含量进行检测。结果表明：与对照处理相比,各处理水稻籽粒中镉含量均不同程度降低,且叶面阻隔联合土壤钝化处理的效果更好。Se400GG处理水稻籽粒镉含量下降最明显,降幅为88.13%,水稻籽粒镉含量为（0.18±0.01）mg·kg^-1,低于大米镉限量值0.2 mg·kg^-1（GB 2762—2017）;其次是Si1000GG处理,水稻籽粒镉含量下降了56.77%;单独叶面阻隔的两个处理Si1000和Se400效果较差,水稻籽粒镉含量仅下降了18.28%和9.03%。水稻籽粒镉含量降低的主要原因是水稻各部位的富集系数和转运系数减小,Se400GG和Si1000GG处理水稻根到秸秆的转运系数下降了84.93%和72.60%,水稻籽粒的富集系数下降了87.88%和56.06%,而Se400和Si1000处理水稻根到秸秆的转运系数仅下降46.58%和38.36%,水稻籽粒的富集系数仅下降12.12%和15.91%。可见,叶面阻隔联合钝化技术,尤其是叶面喷施氨基酸螯合硒营养液肥的同时基施硅钙肥能更有效地阻隔水稻对镉的吸收和转运,降低水稻籽粒镉的含量,是值得在镉低污染稻田推广应用的技术。     

不同改良剂和水分管理对水稻吸收积累砷的影响

为筛选出有效治理As污染农田土壤的修复模式,采用盆栽试验的方法,比较了不同混合改良剂和水分管理对As污染土壤中水稻吸收积累As的影响。结果表明,土壤以及水稻籽粒、茎叶和根系中的As含量在不淹水条件下较低,在淹水条件下较高,在孕穗期至灌浆期淹水条件下处于前两者之间。不同水分管理方式下,添加Si+Mo使籽粒As含量降低4.8%～19.9%,茎叶As含量降低16.9%～56.3%;添加Fe+Ca使籽粒As含量降低26.6%～50.6%,茎叶As含量降低40.3%～81.2%。添加改良剂还能降低水稻根系向茎叶和籽粒转运As的能力。综合而言,不淹水+Fe+Ca处理降低水稻As含量的效果最明显。     

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。     

不同水分条件下多种Mn肥对水稻Cd累积的影响

为探讨不同 Mn 肥在淹水和落干条件下对水稻 Cd 累积的影响,分别于这两种水分管理条件下,对两个水稻品种施加Mn CO₃、Mn SO₄、Mn Cl₂、杨木屑吸附 Mn Cl₂肥(PS-Mn)、米糠吸附 Mn Cl₂肥(RB-Mn),进行温室盆栽试验。3 种无机 Mn 肥施用量为250 mg·kg^-1(以 Mn计,下同),2种有机 Mn肥施用量为 25 mg·kg^-1(对应的 Mn施用量为 PS-Mn:380 mg·kg^-1,RB-Mn:177 mg·kg^-1)。试验所用土壤中Cd含量为0.75 mg·kg^-1,p H 6.33。结果表明,持续淹水条件下水稻Cd含量明显低于落干条件(P<0.05)。落干条件下,2个水稻品种籽粒Cd含量均为Mn SO₄、Mn CO₃处理最低,RB-Mn处理最高。研究表明,持续淹水能显著降低...     

外源亚精胺对水稻吸收积累镉砷的影响

通过水培试验和大田试验,研究外源亚精胺（Spd）对水稻吸收积累Cd、As的影响。结果表明：水培试验中,在10 μmol·L^-1的Cd胁迫下,外源添加250 μmol·L^-1的Spd能显著降低水稻茎叶Cd含量58.0%,在50 μmol·L^-1的As胁迫下,添加同样浓度的Spd可以显著降低水稻茎叶As含量20.1%,阻止了水稻根系中Cd、As向茎叶的转运累积;在大田试验中,外源添加1 000 μmol·L^-1的Spd显著降低了水稻根系、叶片和籽粒中Cd的积累,分别降低了25.8%、51.9%和37.4%,同时降低了水稻茎和根系中As的含量,分别降低了23.9%和31.2%。研究表明,外源施用Spd可以降低苗期水稻对Cd、As的吸收积累,同时可显著降低水稻籽粒中Cd的含量。因此,可合理使用亚精胺缓解Cd、As对水稻的胁迫,为提高粮食安全提供有力保障。     

硅对镉胁迫条件下两个水稻品种镉亚细胞分布、非蛋白巯基物质含量的影响

采用营养液培养方法,以两种籽粒镉含量不同的水稻品种宁粳4号和徽两优6号为试验材料,分别生长在含有硅(Na_2SiO_3)和50μmol·L~(-1)镉(CdCl_2)的介质中7 d,研究了硅对两种水稻吸收累积镉及其非蛋白巯基物质(NPT)含量的影响,比较了两种水稻地上部和根中镉的亚细胞分布特征。研究结果表明:在不同硅镉处理下,相同镉处理浓度下,加入硅后,两种水稻生物量较单独镉处理明显增加;两种水稻根中的镉含量明显高于地上部,籽粒镉含量低的水稻品种宁粳4号转移系数小于籽粒含量高的徽两优6号;外源硅(1.8 mmol·L~(-1))会显著降低水稻对镉的吸收和转运。镉胁迫条件下,硅对水稻植株体内的非蛋白巯基物质(NPT)的含量产生了影响,单独镉处理时两种水稻根部NPT含量较对照明显升高,硅镉复合处理时宁粳4号根NPT含量变化不明显但显著降低了地上部NPT含量,徽两优6号根中NPT含量增加,地上部NPT含量下降。两种水稻品种镉在根中的亚细胞分布表现为细胞可溶物质中含量高于细胞壁,细胞器上含量最少;镉在地上部的亚细胞分布表现为细胞壁中含量高于细胞可溶物质,细胞器上含量最少。     

旱稻吸收砷镉的基因型差异研究

通过盆栽试验,比较了29种不同基因型旱稻对As、Cd的吸收与转运。研究结果表明:不同基因型旱稻在生物量和As、Cd吸收上均表现出显著差异,单株平均生物量和变异系数分别为23.57 g和15.8%。茎叶、颖壳和糙米As含量分别为1.022、0.177、0.050 mg·kg~(-1),变异系数分别为25.1%、54.3%和39.7%;Cd含量分别为0.811、0.230、0.116 mg·kg~(-1),变异系数分别为58.2%、38.9%和58.0%。旱稻不同器官对As、Cd累积的大小顺序均为糙米颖壳茎叶,Cd、As在三器官间的比值分别为1∶1.9∶6.7和1∶3.5∶20.4,说明不同器官间Cd转移系数高于As。相关性分析表明,茎叶与颖壳、茎叶与糙米、颖壳与糙米之间的相关系数:Cd分别为0.466(P0.05)、0.658(P0.01)和0.758(P0.01),As分别为0.437(P0.05)、0.290和0.611(P0.01)。旱稻对Cd的吸收与转运能力以及其基因型差异均较As大。29份不同基因型旱稻糙米As含量均达标(NY 5115—2002,0.5 mg·kg~(-1)),82.8%的旱稻Cd达标(GB 2762—2012,0.2 mg·kg~(-1)),糙米As、Cd含量均低于二分之一标准的基因型占37.9%,包括V2、V3、V6、V11、V12、V13、V15、V16、V19、V20和V25,表明通过筛选Cd、As低吸收的旱稻进行非淹水种植可保障稻米安全生产。     

叶面喷施锌离子对水稻各器官镉积累特性的影响

为了探讨锌离子对稻米镉(Cd)积累特性的影响,在水稻开花期喷施不同浓度的ZnSO_4,对成熟期水稻各器官的Cd含量及其他必需元素的变化进行了分析。研究结果表明:在相同的Cd污染农田中,不同处理间晚稻各器官中的Cd含量明显高于早稻。与对照相比,叶面喷施5 mmol·L~(-1)和10 mmol·L~(-1)ZnSO_4能够显著降低晚稻和早稻籽粒和穗轴以及穗下节中的Cd含量,籽粒中的Cd含量和穗下节以及倒二节中的Cd含量还呈极显著正相关。此外,无论是对照还是各处理小区,晚稻和早稻穗下节中的Cd含量是穗轴和旗叶Cd含量的10倍左右,倒二节Cd含量是倒二节间中Cd含量的3倍左右。与此同时,喷施5 mmol·L~(-1)和10 mmol·L~(-1)的ZnSO_4使晚稻籽粒中的Zn含量分别增加13.81%和44.60%,早稻籽粒中的Zn含量分别增加39.02%和47.88%,但对籽粒中的Mg含量无显著影响。此外,喷施10 mmol·L~(-1)的ZnSO_4显著降低了早稻和晚稻籽粒中的K、Ca、Mn含量。由此可见,叶面喷施ZnSO_4主要通过提高Zn向籽粒的转运效率来抑制Cd由营养器官向穗轴及籽粒的转运,从而产生降Cd增Zn的明显效果。