施用钝化剂对镉污染稻田土壤微生物学特征的影响

以镉污染稻田土壤为研究对象,以土壤的微生物生物量、主要酶活性及土壤真菌和细菌的种群结构为指标,采用熏蒸提取法、常规酶学分析和末端限制性酶切片段长度多态性分析(T-RFLP)等方法,研究石灰(L)、钙镁磷肥(P)、海泡石(S)和腐植酸矿粉(H)4种钝化剂储备性施用对土壤微生物的影响。结果表明,镉污染稻田储备性施用钝化剂对土壤的微生物生物量碳(Cmi)c及磷酸酶和脲酶的活性均无显著影响,但施用石灰和海泡石可使土壤微生物生物量氮(Nmi)c分别降低33.0%和33.8%,施用钙镁磷肥使Nmic增加44.9%;施用钝化剂对土壤酶活性的影响有限,仅海泡石处理的过氧化氢酶活性显著提高(增幅达19.0%)。T-RFLP的结果表明,施用海泡石和腐植酸矿粉可使土壤真菌多样性显著降低,且4种钝化剂处理均可不同程度的导致原有T-RF片段缺失和新的T-RF片段产生,表明施用钝化剂在镉污染土壤修复过程中使土壤微生物的种群结构发生变化。     

广西桂平市稻田土壤酸化与镉污染风险评价探析

[目的]分析广西桂平市稻田生态区的土壤酸化和镉污染风险程度,为保障粮食质量安全和完善土壤环境质量评价指标体系提供参考依据.[方法]调查广西桂平市稻田生态区土壤的酸化和镉污染现状,对土壤pH的变异及土壤镉的分布情况进行分析,并以741个稻田土壤样本及其对应的稻米样本为对象,分别采用GB 15618—2018《土壤环境质量标准》和GB 15618—1995《土壤环境质量标准》两种国标对稻田土壤的镉污染风险进行分类评定,比较稻田土壤镉含量和稻米镉含量超标或不超标的吻合与背离程度.[结果]广西桂平市稻田pH≤6.5的酸性土壤占比79.35%,土壤镉含量范围为0.004~2.456 mg/kg,平均值0.191 mg/kg,变异系数102.63%,在广西稻田生态区中土壤全镉的水平相对较低,需管制的土壤镉中重度污染区占比较小.按照GB 15618—2018得出的土壤镉超标率较GB 15618—1995降低7.16%(绝对值,下同),评价结果吻合度(置信概率)(87.84%)提高4.58%,背离度(否定概率)同步降低4.58%,但两种国标的置信概率均未达显著水平(P>0.05).[结论]广西桂平市稻田生态区土壤酸化严重,但稻田土壤镉的污染程度较低,需管制的土壤镉中重度污染区占比较小.除矿区周边稻田外,稻米镉暴露可能起因于稻田土壤的酸化.     

五种钝化剂施用水平对稻田镉污染土壤的修复效果研究

筛选高效价廉的土壤重金属钝化剂是农田重金属污染防控的关键。在大田试验条件下,研究了5种钝化剂（石灰+沸石、凹凸棒土、硅-钙钝化剂、硅-钙-铝钝化剂、硅-钙-镁钝化剂）在不同添加量的情况下对稻田土壤镉（Cd）的钝化效果以及对水稻中镉含量的影响。结果表明,5种钝化剂均能提高土壤pH,其中石灰+沸石处理对土壤pH影响最大。硅-钙钝化剂处理的稻田土壤有效态镉含量最低,最大降幅为15.9%。当硅-钙钝化剂、凹土、石灰+沸石3种钝化剂的添加量为4 500 kg/hm2时,所有处理糙米样品镉含量均达到GB 2762—2017安全标准,可安全食用。硅-钙钝化剂对该镉污染水田具有较好的钝化效果,能改善土壤理化性质并促进作物生长,可作为镉污染水田的安全利用措施。     

不同钝化剂对镉污染稻田的修复效果比较

为农田土壤修复筛选合适的镉钝化剂,通过盆栽试验,设置10个钝化剂处理：T1（矿石、纳米生物炭等）、T2（生石灰）、T3（牡蛎壳等）、T4（CaO）、T5（硅钙肥）、T6（羊粪有机肥）、T7（枯草芽孢杆菌等）、T8（猪粪有机肥）、T9（牡蛎壳）及T10（微生物等）,比较研究10种钝化剂对镉污染稻田的修复效果及水稻生长的影响。结果显示,钝化剂可以提高稻田土壤的pH,并改变土壤镉的赋存形态。各处理土壤可交换态镉含量较对照下降4.6%~44.8%,其中T8（44.8%）、T6（36%）、T1（31.15%）、T10（28.4%）下降幅度较大;碳酸盐结合态含量上升;铁锰氧化物结合态及有机物结合态的含量变化不明显;残渣态镉的比例呈现上升趋势,T6处理上升幅度最大,较CK增加53.85%。各钝化剂处理水稻籽粒生物量增加5.75%~25.30%。水稻籽粒、稻壳和秸秆的Cd含量呈现秸秆>籽粒>稻壳的规律,籽粒镉含量在0.068~0.254 mg/kg,T2（0.152 mg/kg）、T5（0.143 mg/kg）、T6（0.088 mg/kg）、T7（0.126 mg/kg）、T8（0.072 mg/kg）、T9（0.068 mg/kg）和T10（0.071 mg/kg）7个钝化剂处理低于国家限量标准（0.2 mg/kg）,其中T6、T8、T9、T10籽粒镉含量较CK分别下降了61.90%、68.83%、70.56%、69.26%,降幅较大。综合土壤镉形态转化、水稻生物量和籽粒镉含量来看,钝化效果较好的是T2（生石灰）、T6（羊粪有机肥）和T8（猪粪有机肥）处理。     

不同钝化剂对镉污染黄壤和棕壤的钝化效果

为了解钝化剂对不同性质镉污染土壤的钝化效果,分别选取模拟镉污染的广西黄壤和江苏棕壤为研究对象.利用盆栽试验研究碳酸钙、硅酸钙、磷酸二氢钙和硫化钠4种常见钝化剂对2种土壤pH值、可交换态镉含量、小麦地上部生物量、籽粒产量和籽粒中镉含量的影响.结果表明,在2种土壤中添加碳酸钙、硅酸钙、硫化钠均可以使土壤pH值上升,而添加磷...     

酸性镉污染稻田土壤改良与安全利用技术及应用

耕地土壤环境质量直接影响着农产品质量安全,关系到人民群众的身体健康。本文以酸性镉污染稻田为研究对象,根据近几年在轻度和中度镉污染稻田土壤改良和安全利用中积累的好经验、好做法,提出了土壤改良与安全利用建议,即：对于轻度污染稻田,应以农艺调控技术措施为主,采取“VIP+N”技术模式,可有效改善酸性稻田土壤环境,降低土壤重金属镉元素活性,保障粮食安全;对于中度污染稻田,应在全面应用农艺调控技术的基础上,通过适量施用土壤调理剂,阻控作物植株与籽粒对重金属的吸收,实现耕地安全利用。     

镉污染稻田修复效果评估指标体系的构建

为科学评估镉污染稻田修复效果,运用理论分析、文献分析、德尔菲法与层次分析方法开展了评估指标筛选与权重确定研究,建立了镉污染稻田修复效果评估指标体系。基于修复效果评估目标,指标体系包括土壤肥力、重金属污染、水稻生长安全、修复经济安全等4个准则层下共15个评估指标。指标体系的准则层中水稻生长安全权重(0.430)和重金属污染权重(0.340)最大,指标层中土壤有效镉消减量权重(0.219)和糙米含镉量权重(0.259)最大,本指标体系权重分配体现了粮食安全和土壤环境安全是镉污染稻田土壤修复的主要关注点。     

强酸性轻度镉污染稻田安全利用技术模式探究——以浙江省永康市镉污染试验区为例

为探究适合强酸性镉(Cd)污染稻田土壤的安全利用技术模式,在浙江省永康市Cd污染试验区,连续2年开展田间Cd低累积水稻品种和土壤钝化材料筛选及其组合效果试验。结果表明：在品种筛选试验中,‘秀水519’(XS519)、‘浙糯106’(ZN106)、‘中浙优1号’(ZZY1H)和‘中嘉8号’(ZJ8H)可被推荐为当地适宜种植的低Cd累积水稻品种,其中‘秀水519’的Cd累积能力较低且稳定,2年的平均富集系数分别为0.090和0.159。在钝化材料筛选试验中,石灰对土壤p H值的提高效果显著,石灰、铁基生物质炭和钙镁磷肥能在一定程度上降低土壤有效态Cd含量(钝化率分别为14.8%、7.1%和6.9%),1 800 kg/hm²铁基生物质炭和2 400 kg/hm²土壤调理剂对‘中嘉8号’籽粒的降Cd效果较好,施用后籽粒含Cd量分别降低了32.2%和29.0%。在Cd低累积品种和钝化材料的组合试验中,施用2 250 kg/hm²铁基生物质炭和2 250 kg/hm²土壤调理剂均使水稻分蘖期和灌浆期的土壤pH...     

不同钝化剂对轻度镉污染农田水稻吸附的钝化修复作用

添加钝化剂是修复重金属污染土壤的有效方法之一.通过在成都平原的水稻轻度Cd污染农田进行田间试验,选取石灰、生物炭、生物有机肥3种钝化剂,探讨轻度Cd污染农田土壤原位钝化修复技术效果.结果表明,向农田土壤中施加石灰、生物炭、生物有机肥等钝化剂可以在一定程度上降低作物籽粒中Cd含量.单一石灰处理、生物炭配施石灰处理以及生物有机肥配施石灰处理可以使水稻常规修复试验中水稻籽粒中Cd含量降低8.85％～29.62％.由此可见,向农田土壤中施加钝化剂可以在一定程度上降低作物籽粒中Cd含量.     

湖南省镉污染土壤现状及建议

2013年攸县镉大米事件后,湖南省镉污染长期积累的环境、社会问题逐渐暴露,引起了各级政府的高度重视。本文综述了湖南省目前镉污染土壤情况的现状,分析了湖南省镉污染土壤严重的原因,提出了符合湖南省镉污染治理实情的建议,为湖南省的镉污染土壤治理和可持续发展提供数据支撑和理论依据。     

湖南镉污染稻区再生稻发展需解决的重点问题

为了促进湖南省再生稻健康发展,本研究综合前人对湖南省水稻镉污染防治与调控以及再生稻研究成果,在湖南省大力发展再生稻的背景下,结合湖南省土壤与稻米镉污染的现状以及再生稻的优势,归纳了当前再生稻镉污染研究的薄弱环节以及空白。提出了今后再生稻镉污染需解决的重点问题：一是对不同程度镉污染区再生稻作安全生产评价,二是明确农艺措施对再生稻镉吸收与分配的调控效应,三是集成镉污染区再生稻安全高产栽培技术体系。     

改性膨润土钝化土壤Cd对不同水稻品种安全生产研究

[目的]在Cd污染土壤修复的同时,实现水稻的安全生产。[方法]以钙基膨润土为基本材料,通过特殊改性后制备了氨基磺酸改性膨润土与巯基化改性膨润土,不考虑离子浓度影响时两种修复材料对Cd的饱和吸附容量分别可达40.35、69.13 mg/g。通过盆栽试验种植不同品种水稻,探讨两种材料对Cd污染土壤的钝化效果。[结果]巯基化改性膨润土对Cd的钝化效果明显优于氨基磺酸改性膨润土。在Cd 10 mg/kg左右污染土壤上施加巯基化改性膨润土后,土壤中Cd的弱酸提取态含量降低了8.39%~16.22%,可还原态含量增加了9.91%~18.60%,有效地固定了土壤中的Cd,降低了Cd在土壤中的活性。供试的6个品种水稻糙米Cd含量在0.08~0.29mg/kg,分别比对照降低了82.37%、80.18%、84.85%、86.90%、90.95%、83.88%,其中有4个水稻品种糙米中Cd含量达到《食品安全国家标准》(GB2762-2012)。[结论]巯基改性膨润土对种植水稻的重金属污染土壤有着强大的修复能力,且可不间断农业生产。     

南方稻田保护性耕作模式的技术特征值及其量化分析 ——以湖南双季稻区为例

[目的]研究湖南双季稻区5种保护性耕作模式的技术特征值,综合分析5种保护性耕作模式的特点及其适宜区域.[方法]以双季稻冬闲种植为对照,根据"三少两高"(少动土、少裸露、少污染、高保蓄、高效益)技术原理构建指标体系,对湖南双季稻区5种保护性耕作模式的技术特征值做量化分析.[结果]双季稻-马铃薯的综合保护度最大,为20.1,双季稻-黑麦草与双季稻-油菜模式的综合保护度次之,达17.5和16.0;双季稻-紫云英栽培模式的综合保护度为10.5,双季稻双免种植模式的综合保护度最低,为3.4.[结论]5种保护性耕作技术模式均具有一定的"保护度",但差异较大.其中双季稻-马铃薯的综合保护度最高,经济效益值最高、土壤的保蓄能力也最高,劳动力消耗也最大,适宜于劳动力相对充裕的区域;双季稻-黑麦草综合保护度与双季稻-油菜的相近,其经济效益值较高,土壤的保蓄能力也高,但劳动力消耗不大,适宜性较为广泛;双季稻-紫云英的综合保护度也较高,且由于其减少了农药、化肥的使用,使得其对环境的毒害作用最小;双季稻双免栽培的劳动力消耗最低,但综合保护度为正值,即表现为一定的保护性,适宜农村劳动力较为贫乏的区域.     

湛江水稻生产环境及其稻米中Cd的安全性评价

为研究湛江稻米生产环境及其稻米中Cd的安全性,抽样测定了湛江4个水稻主产区的大田土壤、灌溉水、植株器官和稻米中重金属镉(Cd)的含量.结果表明:早稻与晚稻均表现为,Cd在根中的积累量显著地高于茎、叶和稻米.同时,Cd在稻米中的积累量显著地低于茎、叶,Cd在茎、叶中的含量水平相当,水稻植株器官对Cd的富集水平基本为根＞叶＞茎＞稻米,根系是吸收和积累Cd的主要植株器官;湛江市4个水稻主产区生产的稻米中Cd的含量范围为0.034～0.047 mg· kg-1,符合国家粮食卫生控制标准值(GB 2715-2005),尚不存在Cd暴露的风险.水稻种植区的土壤中Cd含量为0.155～0.180 mg·kg-1,达到国家土壤环境质量一级标准(GB 15618-1995),仍属于自然背景值范围;灌溉水的重金属Cd含量的范围为0.001 9～0.004 9 mg·L-1,均达到国家农田灌溉水标准(GB 5084-2005)的要求.因此,湛江市水稻生产的土壤和灌溉水环境是安全的,生产的稻米Cd的安全性高,不会危害消费人群的身体健康.     

菌根对镉污染水稻生长的影响研究

[目的]研究菌根对镉污染水稻生长的影响.[方法]以水稻为试验材料,采用土壤盆栽方式,研究了镉胁迫条件下,AMF菌剂对水稻植株营养生长的影响.[结果]AMF可与水稻稳定共生,镉的施加对水稻侵染率不会产生明显抑制,施加菌剂处理后水稻的菌根依赖性指数提高.水稻株高和根长均随镉含量的增加呈下降趋势,且施加菌剂可缓解镉对水稻产生的生长抑制效应.不同镉处理条件下水稻地上干重顺序为GM＞ GI＞ CK,其中.GM较CK相比增加幅度为10.76％～59.48％,因此摩西球囊霉对于水稻生物量的促进更为明显,且地下干重的增加趋势情况与地上顺序一致.在镉含量为5 mg/kg内的低浓度镉胁迫条件下,水稻根冠比降低程度较缓慢,表明菌剂在中低浓度的镉污染情况下对水稻有较强的保护作用.[结论]将AMF施加在镉污染的农田土壤时,能够很好地缓解镉胁迫对水稻造成的生长发育的抑制,对于保障水稻良好的生长状况有较强的应用潜力.     

原位化学淋洗技术对湖南省重金属复合污染农田土壤处理效果研究

[目的]研究原位化学淋洗技术对湖南省重金属复合污染农田土壤的处理效果.[方法]通过室内模拟大田原位化学淋洗工程,研究了EDTA复合盐浓度、淋洗时间、液固比、复合盐种类对湖南省某重金属污染农田土壤中重金属去除效果的影响.[结果]淋洗剂浓度为5 mmol/L、液固比为3、淋洗时间为60 rmin时,Ca-EDTA对土壤中Pb、Cd、Cu、Zn 4种重金属的总去除率分别为65.80％、75.89％、36.00％、14.74％,其中Cd淋洗效率最高,Zn的淋洗效率最低.[结论]Ca-EDTA作为一种有效的土壤重金属螯合剂,它在多金属污染土壤修复中具有巨大的应用潜力和广阔的商业市场.     

湖南省优质晚稻品种的区域适应性研究

对湖南省大面积种植的10个优质晚稻品种进行了区域适应性试验,结果表明:在湖南省湘北、湘中和湘南种植优质晚稻,其平均产量无明显差异,而稻谷碾米品质、外观品质和食味品质差异达显著水平;3个地区之间比较,湘北益阳地区种植的优质晚稻稻谷垩白米率低,直链淀粉含量适中,出糙率、整精米率分别为79.8%和58.8%,显著高于长沙地区。不同的优质晚稻品种有各自适宜种植地区:创香5号、玉针香、农香18、农香21、湘晚籼12号、黄华占适宜在益阳种植,其各项品质指标均能达到优质稻谷国家标准;星2号和湘晚籼13号更适合在郴州地区种植。     

湘中地区直播稻田杂草发生危害与防治

阐述了湘中地区直播稻田杂草危害的特点,结合当地自然生态条件从化学防治和农艺措施两方面提出了控制杂草危害的具体措施,以为湘中地区直播稻田杂草的防除提供参考。