不同形态硫叶面喷施对水稻镉积累影响

为研究叶面喷施不同形态硫对水稻镉的阻控效果,以"湘早籼45号"为材料,采用盆栽试验及田间试验的方法,设计两种不同喷施次数(分蘖盛期喷施一次,分蘖盛期与孕穗期共喷施两次),3种不同形态硫元素(—SH形态的半胱氨酸、SO_4~(2-)形态的硫酸钾及S~(2-)形态的硫化钾)的叶面喷施试验。盆栽试验以叶面硅肥、硝酸钾(KNO_3)及自来水为对照,田间试验以自来水为对照。结果表明:3种形态的硫及硅较自来水对照对糙米降镉效果显著,降镉能力为半胱氨酸(Cys)硫化钾(K_2S)硅(Si)硫酸钾(K_2SO_4),其盆栽试验喷施两次叶面肥的糙米镉含量分别降低53.57%、46.43%、39.29%和28.57%,KNO_3对水稻无降镉效果。田间试验喷施两次叶面肥Cys、K_2S、K_2SO_4的糙米镉含量依次降低47.18%、39.49%和27.69%。喷施不同形态叶面硫肥及硅肥是通过降低茎部向叶部镉转运系数,进而降低糙米镉含量。研究表明,3种不同形态的硫对水稻糙米的降镉效果为CysK_2SK_2SO_4,喷施Cys和K_2S能使盆栽试验和田间试验糙米的镉含量在0.2 mg·kg~(-1)以下,且喷施两次效果更好。     

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。     

不同形态氮素对水稻体内镉形态的影响

采用不同形态氮营养液的培养方法,研究不同形态氮素对水稻体内镉存在形态的影响。结果表明,两种不同形态氮素即ＮＨ＾＋４－Ｎ,ＮＯ＾－３－Ｎ营养液培养中,ＮＨ＾＿４－Ｎ促进了水稻对镉的吸收,并增加了水稻根中和地上部的水提取氮和氯化钠提取态镉的含量;而ＮＯ＾－３－Ｎ处理却增加了醋酸提取态镉含量。盐酸提取态和残留态的镉两处理差异不明显。     

不同叶面肥对水稻积累镉的影响

选用喷喷富、纳米硒、镉无忧、维谷康和兴万红五种叶面肥,在广东省清远市电子垃圾拆解区受重金属镉(Cd)污染农田开展田间控镉试验,探讨五种叶面肥对稻米产量及Cd含量的影响,结果表明: 对Cd污染区水稻喷施5种叶面肥后,与对照处理相比, 除纳米硒外,施用其余4种叶面肥可显著提高水稻产量,增产增收效果从高到低依次为兴万红＞镉无忧＞喷喷富＞维谷康。施用5种叶面肥均可有效降低稻米Cd含量,与对照相比, 施用维谷康、镉无忧、纳米硒和喷喷富后稻米Cd含量均低于《食品安全国家标准 食品中污染物限量》(GB 2762-2017)中糙米Cd 0.2 mg/kg的限量,降Cd率依次为66.6%、62.8%、61.4%和42.5%。S施用兴万红后降Cd率为9.5%,但仍未达标。综合看来,镉无忧在降Cd同时增产增收方面表现较优。     

镉胁迫对不同基因型水稻生长和镉吸收的影响

采用盆栽试验,以水稻不育系、恢复系以及水稻品种为研究对象,探索了在土壤中不同浓度镉胁迫下水稻各生长期状况以及镉的吸收特性.结果表明:镉胁迫促进了川33B水稻的分蘖;低浓度镉胁迫促进S527与Lemont水稻分蘖,高浓度则抑制分蘖;分蘖期对镉胁迫不敏感的品系为Ⅱ-32B.同一基因型水稻在不同镉浓度胁迫下,株高和穗长差异均不显著.低浓度镉胁迫能提高水稻有效穗的形成和增加千粒重,高浓度则起抑制作用.除不育系Ⅱ-32B外,供试的其余品系水稻籽粒和秸秆中镉含量均随土壤镉浓度增加而升高.恢复系T3028和水稻品种岗优725的籽粒富集镉的能力较强,不育系川33B籽粒不易富集镉.不同基因型水稻耐受镉的浓度约为0.3 mg/kg.     

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。     

硅对水稻吸收镉的影响

采用营养液培养的方法,在镉浓度为1.0×10~(-6)mol·L~(-1)时,研究了硅对水稻吸收镉的影响.结果表明:加硅和缺硅处理对水稻的幼苗干物质的积累无明显影响;硅对水稻根系的镉的吸收量也无明显影响,硅明显降低了水稻地上部分镉的吸收量.即硅减少了水稻根部吸收的镉向地上部分迁移的量.     

不同钾肥对水稻镉吸收和运移的影响

研究了镉污染的水稻土上三种钾肥，即KCl，K2SO4和KNO3对水稻在不同生育期吸收累积Cd的影响。结果表明：Cl－对水稻吸收Cd有促进作用，而且K＋和Cl－对水稻吸收Cd的促进作用，在不同生育期表现的程度不一样。SO42－显著降低水稻对Cd的吸收，降低糙米中Cd的含量。在稻田施加KCl，增加了土壤交换态Cd的含量。     

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。     

镉胁迫下硅对不同品种水稻镉积累的影响

为明确施硅条件下不同品种水稻对镉的响应,在中和硅酸钠碱性和消除钠离子影响的基础上,通过盆栽试验研究镉胁迫下硅对两个品种水稻镉积累的影响。结果表明:水稻对镉毒害的响应存在明显的基因型差异,与对照相比,镉胁迫下"辽星19"和"辽粳9"的生物量和产量均极显著降低(p<0.01),生物量分别降低20.79%和24.94%,产量分别降低21.50%和34.31%;水稻糙米中镉含量极显著增加(p<0.01),分别是各自对照处理的46.94倍和35.27倍;"辽星19"镉的转移系数和富集系数也都高于"辽粳9"。镉胁迫下,施硅显著提高水稻的生物量和产量,降低糙米镉的含量和镉的转移系数与富集系数;其中"辽星19"生物量增加8.75%～10.00%、"辽粳9"增加4.40%～20.06%,"辽星19"和"辽粳9"稻米的转移系数分别降低30.17%～57.76%和45.25%～72.07%;富集系数分别降低24.63%～58.77%和40.11%～63.81%;当施硅量(以SiO₂计)大于100mg·kg^-1土时,"辽粳9"糙米中镉含量已能符合国家食品...     

不同品种硫肥对苋菜镉累积的影响

为选择适宜种类的硫肥来辅助苋菜修复土壤Cd污染,采用盆栽试验,以苋菜(Amaranshus mangostanus L.)为供试作物,在两种酸性土壤(黄棕壤、赤红壤)上施用硫磺、硫酸钙、硫酸铵三种不同硫肥,探究不同特性硫肥对酸性土壤上苋菜生长及其对硫和Cd的吸收以及累积的影响。结果显示,两种酸性土壤中施用硫肥均促进了苋菜植株对硫的吸收,且减轻了Cd对植株的毒害作用,苋菜的生物量显著提高。此外,三种不同特性硫肥施入两种Cd污染的土壤,苋菜地上和地下部Cd含量均显著增加。两种酸性土壤施用不同硫肥后,苋菜硫和Cd累积量增加,其中以施加硫酸铵效果最佳;黄棕壤和赤红壤中苋菜地上部Cd累积量分别比对照高1.45倍和2.39倍;施加硫磺后苋菜根部Cd累积量最少。硫酸铵作为含氮硫肥在黄棕壤和赤红壤上施用,可有效辅助苋菜修复土壤Cd污染。     

镉胁迫下不同改良剂对水稻种子萌发和镉吸收积累的影响

采用种子萌发试验和溶液培养试验方法,比较4种不同改良剂对Cd胁迫下水稻种子萌发和Cd吸收积累的影响。结果表明:添加硼酸、褪黑素、钼酸钠和硅酸钠均可以促进Cd胁迫下水稻种子萌发和水稻幼苗的生长发育。在浓度为5μmol·L~(-1)的Cd胁迫下,添加1 mg·L~(-1)硼酸、10μmol·L~(-1)褪黑素、0.5 mg·L~(-1)钼酸钠和1 mmol·L~(-1)硅酸钠使水稻种子发芽率比CK处理分别提高11.1%、10.0%、11.1%和10.0%,发芽势分别提高17.8%、17.8%、17.8%和22.2%;添加这4种改良剂可以不同程度地降低水稻种子萌发和水培实验中水稻植株Cd含量。5μmol·L~(-1)的Cd胁迫下,添加硼酸、褪黑素、钼酸钠和硅酸钠均显著降低种子萌发试验中水稻幼根和幼芽Cd含量,其中幼根Cd含量降低38.6%～51.3%,幼芽Cd含量降低36.9%～41.1%。水培实验中,当Cd浓度为1μmol·L~(-1)时,添加硼酸、褪黑素、钼酸钠和硅酸钠使水稻根系Cd含量比对照处理分别降低32.6%、38.3%、47.0%和72.5%(8 d)。硅酸钠降低水稻Cd含量的效果最明显,其次是钼酸钠和褪黑素,硼酸的效果稍差。     

不同形态氮素对水稻和旱稻响应水分胁迫的影响

为比较不同氮素形态下水稻与早稻对水分胁迫的响应状况,采用营养液培养,通过供应不同形态氮素及PEG(6000)模拟水分胁迫的方法,对水稻、旱稻生长状况及相关指标进行了分析和评价。结果表明:(1)水分胁迫条件下,铵态氮营养水稻(或旱稻)叶片和地上部干重与正常水分条件下的相应处理相比无明显差异,而其余两种氮形态营养水稻与早稻的叶片和地上部干重明显低于正常水分条件下的相应处理;(2)铵态氮营养水稻(或旱稻) 在受到水分胁迫后,其吸水量的降低幅度明显小于硝态氮营养水稻(或旱稻);(3)水分胁迫条件下,硝态氮营养水稻和旱稻伤流液pH值低于正常水分条件下的相应处理,铵态氮和铵硝混合营养水稻和旱稻的伤流液pH值则均较正常水分条件下的相应处理有所升高。因此,可通过供应不同形态氮素调节水稻(或旱稻)对水分胁迫的适应性。     

不同钝化材料对弱酸性稻田稻米吸收镉的影响

为了找到适宜弱酸性镉轻度污染稻田应用的钝化材料及用量，通过田间小区试验设置不同钝化材料处理，探究其对弱酸性镉（Cd）轻度污染稻田（pH值范围6.1~6.5）土壤pH值、全Cd含量、有效态Cd含量、稻米Cd含量及水稻产量的影响。研究结果表明：与CK相比，施加0.1%生石灰、0.3%微米羟基磷灰石、0.3%洁地保土壤调理剂均显著提升土壤pH值，分别提高了约0.86、0.66、0.28个单位，使土壤环境由弱酸性向中性过渡或转变为中性；各处理土壤全Cd含量无显著性差异，0.1%生石灰、0.3%微米羟基磷灰石、0.5%稻壳生物炭、0.3%洁地保土壤调理剂处理土壤有效态Cd含量均显著降低（P<0.05），下降率分别为20.08%、20.92%、13.99%、20.60%；各处理稻米Cd含量均显著降低22.02%~72.80%，均符合《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762-2017），降Cd效果显著，其中0.1%生石灰、0.3%微米羟基磷灰石、0.3%洁地保土壤调理剂处理稻米Cd降Cd率均在60%以上；各处理水稻产量均无显著差异，且小幅增产1.23%~6.13%。结合适宜水稻生长发育的土壤pH值范围、综合考虑钝化材料长效稳定性，建议施用0.3%微米羟基磷灰石或0.3%洁地保土壤调理剂。研究结果可为今后指导弱酸性Cd轻度污染稻田原位钝化修复技术的应用与研究提供一定的科学依据和理论基础。     

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...     

田间条件下不同钝化剂对水稻镉吸收累积的影响及其时效性

为明确田间条件下不同钝化材料及其复配组合处理对水稻Cd吸收累积的影响及其时效性差异,采用大田试验,研究了桑树枝杆生物炭、贝壳粉、膨润土、蚕沙4种钝化材料及其3个复配组合处理对土壤pH、土壤有效态Cd含量和水稻植株各部位Cd含量的影响,并分析了不同钝化剂的作用时效性。结果表明：钝化剂处理提升了土壤pH,其中贝壳粉(O)处理升幅最大;土壤有效态Cd含量显著(P<0.05)降低,4种材料中贝壳粉效果最好,不同钝化剂处理中桑树枝杆生物炭配合贝壳粉和蚕沙组合(MOS)处理降幅最大,3季分别降低了38.25%、34.24%和14.60%;水稻根、秸秆、谷壳、糙米中的Cd含量明显降低,其中,MOS处理糙米Cd含量显著低于其他处理,3季分别降低了49.04%、54.31%和25.22%,但仍未达到国家食品安全Cd含量在0.2 mg·kg^-1以下的标准要求;水稻根、秸秆、谷壳、糙米的Cd富集系数明显降低;Cd由根到秸秆的转运系数(TF_秸秆/根)和由谷壳到糙米的转运系数(TF_{糙米/谷壳})明显降低,其中MOS处理降低效果最佳;随着钝化剂...     

不同再生稻栽培模式对稻田温室气体排放和产量的影响

为研究再生稻对稻田温室气体排放和产量的影响,于2017年在潜江广华农场,设置常规栽培与优化栽培两种再生稻种植模式,研究其对稻田N_2O与CH_4排放、头季与再生季水稻产量的影响。结果表明,栽培模式显著影响N_2O排放、CH_4排放和全球增温潜势(GWP)。与常规栽培模式相比,优化栽培模式N_2O累计排放量在头季、再生季和全生育期分别显著增加了82.0%、45.3%和64.0%,CH_4累计排放量分别降低了55.0%、260.0%和34.9%,GWP分别降低了52.7%、218.6%和31.9%。同时,与常规栽培模式相比,优化栽培模式头季产量、再生季产量和总产分别提高了23.8%、30.0%和25.4%。研究表明,优化栽培模式相对于常规栽培模式在降低全球增温潜势的同时还能提高头季与再生季水稻产量,是一项低碳高产的再生稻栽培模式,值得在湖北省稻区推广。     

不同氮形态对东南景天镉积累的影响

    通过水培试验,研究不同氮形态对2种生态型东南景天生长和镉吸收积累的影响.结果表明,外加(NH4)2SO4、Ca(NO3)2或NH4NO3均能显著提高超积累生态型东南景天地上部生物量及叶绿素含量.且无论在低镉(10 μmol·L-1)还是高镉(100 μmol·L-1)条件下,以(NH4)2Sv处理的增幅最大.不同氮形态对2种生态型东南景天地上部镉含量没有显著影响,而在一定程度上提高了根系镉的含量.3种氮形态显著提高了2种生态型东南景天地上部和根系的镉积累量,对超积累生态型东南景天,无论在何种镉水平下,(NH4)2SO4处理效果明显好于Ca(NO3)2或NH4NO3处理.本研究结果表明不同氮形态对东南景天Cd积累的促进顺序为:NH4+-NNO3--N,因此从植物修复角度考虑,在Cd污染土壤中施用适量的(NH4)2SO4提高超积累植物东南景天的生物量和地上部镉积累量具有重要的应用价值.     

镉污染农田不同水稻品种镉积累差异研究

为降低稻米Cd含量,筛选适用于粮食安全生产的Cd低积累水稻品种,利用8个早稻品种和10个晚稻品种进行Cd低积累水稻品种筛选田间小区试验,对比不同品种水稻糙米及其他部位的Cd含量,并分析不同品种水稻的生长发育及产量状况。结果显示:不同品种水稻间根际土pH值和根际土有效态Cd含量均有显著差异,且两者和水稻Cd含量的相关性较高,根际土pH值降低和有效态Cd含量升高会导致了水稻Cd含量升高;综合考虑降Cd效果和产量状况,供试的18个水稻品种中,早稻中嘉早17、株两优189、华1s/R039三个品种和晚稻长两优772、长两优1419、长两优051三个品种推荐为湖南地区中低Cd污染农田适宜推广的Cd低积累水稻品种,且早稻品种株两优189糙米Cd含量仅有0.09 mg·kg-1,晚稻品种长两优772和长两优051也仅有0.085 mg·kg-1左右,Cd低积累特性明显。研究表明,利用不同水稻品种对Cd的积累特性差异,可以筛选出适于中低Cd污染稻田的低累积型水稻品种,使稻米Cd含量降至国家粮食安全限量标准。