控制镉污染土壤上作物吸收镉的研究——Ⅱ.对小麦和后作水稻的控制效果

上文*作者报道了施用石灰和钢铁渣控制镉污染土壤上水稻和白菜吸镉的结果。在(?)栽试验中,我们采用以下作物轮换方式: 水稻→白菜→小麦→水稻 白菜收获后播种小麦,品种是宝丰7228。麦子成熟收获后再栽插水稻,品种仍为原丰早。施肥量     

磷对镉污染土壤中水稻吸收积累镉的影响

采用盆栽试验,研究水稻土中施磷对水稻吸收积累镉的影响。结果表明,施磷能够缓解镉对水稻的毒害作用,提高水稻的生物量。当镉浓度相同条件下,随着施磷浓度的增加,水稻根、茎叶和糙米中镉含量均呈显著下降趋势,其中施磷量为450mg·kg-1时效果最显著。植株体内镉主要集中在根部,其次是茎叶部。此外植株中镉含量与土壤环境中镉浓度呈极显著正相关。     

影响作物对镉吸收的因素分析及土壤镉污染的防治对策

以土壤-作物-镉这一生态系统为研究对象,充分运用现有的研究成果,综合分析了作物种类与品种、根际环境因子等对作物吸收与累积镉的影响,提出生物修复法、施用改良剂、采用适宜的耕作栽培制度等综合治理措施.并指出该领域研究的薄弱环节和需要进一步拓展的有关课题.     

不同土层镉污染状况对水稻吸收镉的影响

在温室中利用土壤分层试验,模拟不同土层镉污染对水稻吸收镉的影响。结果表明,在任一生育期中,表层土壤(0—10cm)未污染的水稻体内各器官镉含量都明显低于表层污染的土壤;随着表层土壤中镉污染程度的增加,水稻体内镉含量逐渐增加;表层土壤未污染时,随着深层土壤(10—20cm)污染程度的加重,水稻地上部镉含量有增加的趋势,但当表层土壤污染时,随着深层土壤镉污染程度的增加,地上部各器官镉含量的差异不明显。当表层土中镉浓度为5mg·kg-1时,水稻籽粒中的镉含量为0.264mg·kg-1,超过国家粮食卫生标准(0.2mg·kg-1);表层土壤未污染时,即使当深层土壤镉浓度为10mg·kg-1时,水稻籽粒中镉含量仅为0.032mg·kg-1,低于国家粮食卫生标准。     

土壤镉污染对小麦生长及镉吸收的影响

为明确小麦对镉的吸收状况,以扬麦13号为材料,采用盆栽试验,分析了不同外源镉污染水平（0、5、10、20 mg·kg^-1和50mg·kg^-1）对小麦生长状况、光合生理指标、磷含量及镉吸收的影响,并使用目标危险系数（THQ）法预估了食用该小麦籽粒对人体健康产生的风险。结果表明,低浓度的外源镉（<10 mg·kg^-1）未显著影响小麦的生长速率、各部位生物量、光合生理指标和小麦各部位的磷含量。但当外源镉浓度增大时,小麦生长速率受到抑制。当外源镉浓度>20 mg·kg^-1时,小麦生物量、蒸腾速率及磷含量显著降低。小麦各部位的镉含量及籽粒中镉的THQ值都随镉污染水平的增大而增加,各污染水平下THQ值均大于1,且儿童的THQ值大于成人。研究结果显示,虽然中、低浓度的外源镉不会对小麦生长造成显著的影响,但在该环境中生长的小麦籽粒中的镉含量仍然会对人体造成明显的不利影响,表明仅依靠镉对小麦的生长影响不足以说明镉对小麦及人体的危害,必须综合各个指标来讨论。     

土壤调控剂与硅肥配施对镉污染土壤的改良效果及水稻吸收镉的影响

【目的】本研究为稻米Cd污染阻控技术提供理论依据和技术支撑。【方法】通过田间试验,研究了土壤调控剂T1(纳米活性炭+硅钾钙镁肥)、T2(火山石+钙镁磷肥)和Si(叶面硅肥)单一及组合共5种不同调控措施(T1、T2、Si、T1+Si、T2+Si)对云南个旧矿区稻田镉污染土壤的修复效应及对稻米镉累积的影响。【结果】土壤调控措施均能提高土壤pH,T2处理调控效果最好,较对照提高0.80个单位;调控剂处理后,土壤酸可提取态Cd都有不同程度的降低,残渣态有不同程度的增加,T1+Si处理对土壤酸可提取态调控效果最好,较对照降低了31.6%。经调控措施处理后水稻产量有不同程度的提高,组合调控处理的增产效果优于单一调控措施,T1+Si、T2+Si组合处理较对照分别增加27.2%、29.7%。不同处理水稻根系Cd含量有不同程度的降低,但茎叶中Cd含量有不同程度的上升,糙米中Cd含量均有不同程度的降低,符合国家食品污染物限量标准(GB 2762-2012),其中T1+Si处理糙米中Cd含量较对照降低45.3%。【结论】采用纳米活性炭+硅钾钙镁肥基施以及在水稻灌浆期和抽穗期分别喷施叶面硅肥不仅可以有效修复个旧矿区镉污染土壤,而且可以明显降低糙米中镉的含量,提高矿区稻米安全质量。     

改良剂对不同性质镉污染土壤中有效镉和小白菜镉吸收的影响

采用盆栽试验,研究了施用石灰、鸡粪、泥炭、石灰+鸡粪、石灰+泥炭处理对4种外加镉污染土壤上小白菜生物量、镉吸收量以及土壤有效镉含量和p H的影响。结果表明,各改良剂单施和有机物料+石灰配施均可以显著提高小白菜生物量,小白菜生物量较对照提高11.76%~59.38%,且改良剂配施效果优于单施;改良剂单施处理对小白菜的增产效果是鸡粪>泥炭>石灰,单施石灰能显著提高南方酸性土上小白菜生物量,对北方碱性土小白菜生物量影响不显著。与不施改良剂的对照相比,施用改良剂的处理明显降低了小白菜对镉的吸收量和土壤有效镉含量,且改良剂配施的效果好于单施,土壤有效镉含量较对照降低31.2%~67.0%;比较单施有机物料或单施石灰,在南方酸性土壤上,单施石灰效果好于单施有机物料,在北方碱性土上,单施有机物料效果则好于单施石灰。另外,在对土壤p H的影响上,单施鸡粪或石灰,鸡粪+石灰和泥炭+石灰四个处理均可以显著提高土壤p H,增幅在0.15~2.16个单位,且石灰、鸡粪+石灰和泥炭+石灰效果好于鸡粪处理,泥炭处理对南方酸性土p H影响不大,但可以降低北方碱性土的p H。     

施硒对不同镉污染土壤当季及后茬水稻镉吸收转运的影响

为探讨施硒对当季和后茬水稻镉吸收转运的影响,本研究选取基本性质相似的中、重度镉污染稻田土壤为对象,采取盆栽试验的方法,研究不同施硒量(0.5、1.0、2.0、4.0 mg·kg^-1)对当季及后茬水稻各部位镉与硒含量的影响,并探讨其作用机理。结果表明：中度镉污染稻田土壤仅施硒2.0 mg·kg^-1处理使当季稻米镉含量降低28.6%(P<0.05);施硒对重度镉污染土壤当季稻米镉含量均有降低作用,其中施硒1.0 mg·kg^-1处理的降镉效果显著,镉含量降低36.1%(P<0.05);施硒处理使两种土壤后茬稻米镉含量显著降低30.9%～50.7%(P<0.05)。适量施硒(1.0、2.0 mg·kg^-1)使当季水稻镉TF_茎/根降低21.5%～28.3%(P<0.05),而对后茬水稻镉转运则无显著影响。中、重度镉污染土壤施硒,可增加当季和后茬水稻植株各部位硒含量,硒含量增幅随施硒量增加而增加。稻米镉富集系数随稻米硒含量增加呈自然对数降低(P<0.05)。中...     

不同改良剂抑制水稻吸收镉的研究——在酸性土壤上

通过田间小区试验研究了锌肥、石灰,硅肥、钙镁磷肥、铬渣钙镁磷肥、石膏、牛粪、粉煤灰等8种改良剂在pH为5.27—5.63的酸性Cd污染土壤上抑制水稻吸收镉的效果。结果表明,以硅肥、钙镁磷肥或铬渣钙镁磷肥高用量(1.5kg/m~2)时效果最佳,不仅可显著提高土壤的pH,降低土壤中植物有效态镉含量和水稻米镉含量,而且可提高稻谷产量。     

不同改良剂对石灰性镉污染土壤的镉形态和小白菜镉吸收的影响

采用盆栽试验,分别在正常土壤(A)、低镉含量土壤(B)、高镉含量土壤(C)三种土壤上种植小白菜,研究4种改良剂(鸡粪、腐植酸、海泡石和生物炭)对小白菜生长、镉含量及土壤各形态含量的影响。结果表明,高施用量的鸡粪能显著提高小白菜的生物量,增加42.7%~79.8%。在B土壤中,除海泡石外,鸡粪、腐植酸和生物炭均增加小白菜地上部的镉含量;在C土壤中,4种改良剂对小白菜吸收镉均有促进作用。施入不同改良剂对土壤中镉形态的影响不同,在A土壤中镉主要以交换态和铁锰氧化态形式存在,在鸡粪和腐植酸处理下,土壤中镉主要以交换态和碳酸盐结合态形式存在,海泡石则增加了土壤中残渣态和有机态的比例。相关分析表明,小白菜镉含量与土壤中交换态镉、碳酸盐结合态镉、铁锰氧化态镉和有机态镉存在极显著正相关关系(P<0.01),与土壤总镉含量的相关性最好。     

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。     

水体镉污染对水稻生长发育影响的研究——Ⅰ.水稻种子萌发时对水体镉污染的反应

镉对作物生长发育有毒害作用,水稻种子萌发期间对人体镉污染产生十分明显的反应:低浓度(10ppm)时略有暂时性的促进作用,高浓度(30ppm以上)时表现为抑制作用,而且随着镉离子浓度的提高,这种抑制作用逐渐加强。对镉离子的反应,胚根比胚芽敏感,α-淀粉酶比β-淀粉酶敏感。     

不同改良剂抑制水稻吸收镉的研究——在石灰性土壤上

通过盆栽试验研究了石灰、过磷酸钙、铬渣钙镁磷肥、污泥及粉煤灰等五种土壤改良剂在石灰性的Cd污染土壤上抑制水稻吸收镉的效果。结果表明,以亩施铬渣钙镁磷肥250公斤的改土、增产及抑制效果最佳。     

不同材料生物炭对镉污染土壤修复和青菜镉吸收的影响

采用大田试验的方法研究水稻秸秆炭、竹炭、山核桃壳炭对镉污染土壤修复及青菜镉吸收的影响。结果表明,不同种类生物炭处理的土壤镉含量均显著降低,降幅达11.46%~17.54%。p H值增幅明显,比对照提高0.38~0.46个单位;施用不同种类的生物炭均可显著降低青菜地上部和根部的镉含量,降幅分别达10.8%~21.5%和9.1%~18.8%,青菜鲜产量也都有增加的趋势。     

不同钝化剂修复镉污染稻田及其对水稻吸收镉的影响

以氧化钙镁(NL)、生物炭(B)和碳酸盐岩(SRC)3种钝化剂在大冶市轻度(S1)、中度(S2)镉(Cd)污染农田土壤开展田间试验,研究不同钝化剂对土壤有效态Cd含量及对水稻子粒Cd吸收的影响。结果表明,3种钝化剂处理均显著降低水稻子粒Cd含量,与对照相比,试验点S1、S2水稻子粒Cd含量分别降低了42.88%～67.29%、38.25%～52.59%,其中试验点S2水稻子粒Cd含量达到了食品安全国家标准(GB2762—2017,Cd≤0.2 mg/kg)。NL、B、SRC处理能不同程度降低土壤有效态Cd含量,与对照相比,试验点S1、S2土壤有效态Cd含量分别降低了14.09%～17.51%、30.38%～37.60%、9.22%～10.54%。试验点S1、S2土壤有效态Cd含量与水稻子粒呈一定的正相关。施用3种钝化剂显著提高试验点S1的土壤pH,土壤pH与水稻子粒Cd含量呈显著负相关,相关系数(R2)达0.727 8。3种钝化处理下对水稻产量没有显著影响,且达到了NY/T3343—2018评价标准中重金属钝化剂施用后作物减产不超过10%的要求。3种钝化剂原位钝化修复中度、轻度Cd污染...     

纳米羟基磷灰石对土壤镉化学形态 和水稻镉吸收的影响

采用吸附等温试验和盆栽试验,研究了nano-HAP 对镉的吸附行为和对土壤镉化学形态及水稻Cd 吸 收的影响。吸附等温试验结果表明,nano-HAP 对镉离子有很高的吸附能力,且其吸附行为可用Langumir 方程和 Freundlich 方程很好地描述;盆栽试验结果表明,nano-HAP 明显提高了土壤溶液中pH 值,显著降低了土壤Cd 的生 物有效性,0.5%、1%和2%施用量的nano-HAP 处理下生物有效态Cd 含量分别下降63.21%、80.62%和92.32%。nano- HAP 对Cd 污染下的盆载水稻生长也有一定的促进作用,并显著降低了盆栽水稻籽粒中Cd 的含量,且全部达到国家 规定的可食用标准。     

木炭施用对镉污染土壤小白菜生长及镉吸收的影响

以镉污染土壤和小白菜为供试对象,采用盆栽试验,研究了木炭在用量分别为5、10、25、50 g·kg~(-1)水平时对土壤理化性质、小白菜生长及吸收镉的影响。结果表明,木炭的施入可改善土壤理化性质,当施用量≥25 g·kg~(-1)时能显著提高土壤pH值;与对照相比,添加木炭的各处理土壤有机质含量、碱解氮含量和有效磷含量等指标均显著增加,土壤速效钾含量在木炭用量为25 g·kg~(-1)时达最大,达显著水平(P0.05)。木炭的施用还促进了小白菜生长,使其地上部生物量、叶绿素含量和根部生物量均呈增加趋势。同时,木炭的添加降低了土壤镉有效性,减少了小白菜对镉的吸收。与对照相比,在木炭用量为5~50 g·kg~(-1)范围内,土壤Ca Cl2提取态镉含量、小白菜地上部镉含量和小白菜根部镉含量的降幅分别为5.05%~20.57%、6.08%~35.98%和5.13%~31.50%,小白菜各部位对镉的富集随处理水平呈递减趋势。研究表明添加适当比例的木炭可以抑制蔬菜对镉的吸收,并改良土壤。     

受镉污染土壤增施磷锌对水稻吸镉影响

镉污染的土壤如何改良利用,已有不少研究者作了许多的探讨。镉和锌是同为锌分族元素,它们的化学性质及其对生物的行为亦有许多相似性,磷锌的相互作用对作物生长影响已有大量报道。     

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。     

土壤镉污染对水稻孕穗期植株生长及镉积累的影响

为了明确Cd对水稻孕穗期植株生长的影响及其在植株体内的积累分配特征,以水稻品种中优169为试材,通过盆栽试验,研究了土壤不同含量Cd对水稻孕穗期植株根系活力、干物质量以及Cd积累和分配的影响。结果表明:水稻孕穗期根系活力和器官干物质量均随土壤Cd含量的提高而降低,当Cd含量为5 mg/kg时,水稻根系活力和器官干物质量均受到明显抑制;随着Cd含量的提高,水稻根系和地上部的Cd含量以及积累量均明显增加;1 mg/kg的Cd处理下水稻根系Cd富集系数和分配比例下降,而转运系数以及地上部的富集系数和分配比例增加;5 mg/kg的Cd处理下水稻根系和地上部的Cd富集系数、转运系数以及地上部的Cd分配比例下降,而根系的Cd分配比例增加。较高程度的Cd污染,抑制了孕穗期水稻的生长。Cd污染增加了水稻各部位对Cd的积累,但高Cd污染时Cd向水稻地上部迁移与分配的能力会降低。