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>...     

不同镉污染特征稻田施用土壤调理剂修复效果

选择长株潭地区不同镉(Cd)污染特征稻田,施用"宇丰"土壤调理剂,探明其在不同Cd污染稻田中的修复效果。结果表明:施用的石灰和土壤调理剂皆可显著提高酸性土壤p H值,有效降低土壤有效态Cd含量,显著降低水稻对Cd的吸收积累。施用石灰1 500 kg/hm2平均可提高土壤p H值0.35个单位,降低稻米Cd含量34.54%;而施用土壤调理剂1 500 kg/hm2则可平均提高土壤p H值0.30个单位,降低稻米Cd含量46.20%,效果优于石灰。施用石灰降低稻米Cd含量的效果主要受土壤Cd有效率的调控;而施用土壤调理剂降低稻米Cd含量是多途径抑制水稻对Cd吸收和转运的综合效果,因而"宇丰"土壤调理剂降低稻米Cd含量的效果更稳定,适应范围更广。     

不同混施钝化剂对水稻吸收累积Cd的影响

将石灰、赤泥和高岭土按不同比例混合(施用总量为4500kg hm-2)施加于Cd污染稻田土壤,根据混合比例不同设置CK(常规种植)、T1(1∶7∶4)、T2(3∶5∶4)、T3(4∶4∶4)和T4(6∶2∶4)共5个处理,探究不同混施钝化剂对水稻吸收累积Cd的影响。结果表明:4种混施处理能够显著降低土壤有效态Cd含量,较CK相比依次降低了28.0%、40.9%、43.4%和57.4%。4种混施处理能够不同程度地降低水稻各部位对Cd的吸收累积,籽粒的Cd含量依次降低47.1%、49.2%、55.5%和81.6%,T2、T3和T4处理水稻籽粒中Cd含量达到了食品安全国家标准(G B27622017,Cd≤0.2mg kg-1)。土壤有效态Cd含量与水稻根、茎、叶和籽粒中Cd含量的Pearson相关系数分别为0.826、0.709、0.778和0.532,均达到显著相关。不同处理根系富集系数依次为5.03、1.83、2.22、1.32和0.90,钝化处理显著降低了水稻根系对Cd的富集能力。各处理水稻产量以及籽粒K、Mg元素含量没有显著差异,T1到T4处理Ca元素含量依次增加。综合分析,T4处理对于降低土壤中有效态Cd含量以及水稻籽粒中Cd含量效果最佳,且没有降低水稻产量和与稻米品质密切相关的K、Mg和Ca元素含量。     

镉污染稻田改制玉米的农产品质量安全研究

采用田间小区试验,研究了镉(Cd)污染稻田水旱轮作改制的农产品质量安全。结果表明,早稻改种春玉米(玉-稻轮作)年度总产量为13340 kg/hm2,比种植双季稻(稻-稻轮作)增产9.3%(P0.05);晚稻改种秋玉米(稻-玉轮作)年度总产量为11298 kg/hm2,比种植双季稻减产7.4%(P0.05)。稻-玉轮作(晚稻改种秋玉米)农产品Cd含量较低,早稻稻米Cd含量为0.22 mg/kg,配合钝化措施可以达到食品安全国家标准,秋玉米Cd含量仅为0.06 mg/kg,在食品安全国家标准之内;而玉-稻轮作(早稻改种春玉米),春玉米Cd含量为0.07 mg/kg,春玉米食用安全,但晚稻稻米Cd含量达1.59 mg/kg,远高于食品安全国家标准的0.2 mg/kg,比稻-稻轮作的晚稻稻米Cd含量增加137%(P0.05),早稻改种春玉米显著增加后茬晚稻稻米对Cd的吸收积累。Cd污染土壤(全Cd含量1.08 mg/kg)改制玉米(早稻改种春玉米、晚稻改种秋玉米)皆可避开当季农产品的Cd污染风险,稻-玉轮作配合钝化措施可确保农产品的质量安全,而玉-稻轮作则可采用春玉米食用与晚稻作为富集植物修复Cd污染土壤的生态循环减控模式,实现农产品安全生产和修复Cd污染土壤的双重目的。     

不同土壤调理剂对黔中地区水稻Cd积累转运和产量的影响

为验证土壤调理剂在黔中酸性Cd污染稻田上的应用效果,通过田间小区试验,分析不同土壤调理剂对土壤pH值、总Cd、有效Cd、水稻各部位Cd积累量和水稻产量的影响。结果表明:相对于空白对照,施用石灰和11种调理剂使土壤pH值显著(P<0.05)提高0.25~1.02个单位,土壤有效态Cd含量显著(P<0.05)降低8.90%~22.14%。施用石灰和11种调理剂均可有效降低水稻各部位Cd含量和Cd富集系数,其中,糙米中的Cd含量显著(P<0.05)降低19.09%~85.45%,根、茎、叶、糙米中的Cd富集系数分别显著(P<0.05)降低16.62%~69.90%、18.40%~94.18%、25.82%~78.02%、18.02%~85.46%。石灰和11种调理剂均能显著(P<0.05)降低Cd从叶到穗轴和从稻壳到糙米的转运。应用11种调理剂的经济成本均高于石灰,其中,特贝钙土壤调理剂的经济成本最低,为7 200元·hm^-2。综合分析降Cd效果和成本因素,试验条件下,以特贝钙土壤调理剂的效果最佳,可在黔中地区推荐使用。     

淹水灌溉协同钝化剂对水稻Cd吸收和积累的影响

在严格管控区Cd污染稻田开展田间试验,探讨淹水灌溉协同石灰和土壤调理剂对土壤Cd的有效性,以及水稻Cd吸收和累积的影响。结果表明：淹水灌溉协同钝化修复技术可有效降低土壤Cd的有效性和水稻Cd的吸收和积累。淹水灌溉协同石灰和调理剂处理下,土壤pH值较对照显著（P<0.05）提高0.97个单位,且土壤有效态Cd含量以及水稻根、茎和叶片Cd含量较对照分别显著（P<0.05）降低36.4%、63.0%、80.3%和42.4%,糙米Cd含量降至0.15 mg·kg^-1。淹水灌溉协同石灰和调理剂处理还显著抑制Cd向糙米部位的累积。糙米Cd的富集系数和Cd累积量较对照分别显著（P<0.05）降低67.8%和62.8%。因此,淹水灌溉协同土壤钝化修复技术是一种有效实现Cd污染稻田水稻安全生产的措施。     

蚕沙与海泡石联合施用对水稻根际土壤Cd生物有效性及籽粒Cd富集的影响

矿区重金属稻田土壤治理对水稻粮食安全意义重大,为探索蚕沙与海泡石联合施用对矿区重金属Cd污染稻田土壤的生态修复效果,明确其对水稻根际土壤Cd生物有效性和植株不同部位Cd富集及稻米安全性的影响,进行稻田原位土壤修复试验,早稻设置蚕沙+海泡石(T1)、蚕沙+腐植酸钠+海泡石(T2)、蚕沙(T3)3种钝化处理及不添加改良剂为对照(CK)处理,晚稻进行老化效果跟踪试验。采用梯度扩散薄膜(DGT)技术研究稻田根际土壤Cd生物有效性,探讨水稻植株不同部位Cd富集、籽粒Cd累积与其相关性。结果表明,蚕沙单独施用及与其他钝化材料联合施用均可降低Cd污染稻田根际土壤Cd生物有效性,与CK相比,早稻T1、T2、T3处理Cd生物有效性显著下降,分别下降88.36%、82.00%、74.18%;晚稻T3处理下降29.71%。蚕沙与海泡石联合施用减少水稻对Cd的吸收。水稻根系、茎秆、叶片、谷壳和籽粒Cd含量下降31.71%～55.54%、17.01%～84.60%、18.21%～57.09%、44.94%～49.69%和47.62%～53.84%。蚕沙与海泡石联合施用改变土壤理化性质,土壤pH提升0.13～0.27,电导率提高16.45%～121.54%,土壤有机质提高15.51%～39.64%。在老化效果跟踪试验中,蚕沙与海泡石施用处理下水稻籽粒的Cd含量达到安全水平,符合《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762—2017)中的相关标准,对稻田Cd污染作用的持续影响效果最久。蚕沙与海泡石联合钝化有效阻控了土壤-水稻Cd之间的传递,可作为一种稻田Cd污染逆境生态调控的应用技术。     

施用石灰降低污染稻田上双季稻镉积累的效果

【目的】研究在不同镉（Cd）污染程度稻田上施用石灰（CaO）的效果以及双季稻稻米Cd积累的差异,为早、晚稻季下不同污染程度稻田上的稻米安全生产提供参考。【方法】在湖南省选取43个县（区）的典型Cd污染稻田作为试验点,以常规栽培作为对照,研究施用石灰（1 200 kg·hm^-2）后,轻度污染（土壤有效镉≤0.2 mg·kg^-1）、中度污染（0.2 mg·kg^-1土壤有效镉≤0.4 mg·kg^-1）、重度污染（0.4 mg·kg^-1土壤有效镉≤0.6 mg·kg^-1）和严重污染（土壤有效镉>0.6 mg·kg^-1）稻田土壤pH、土壤有效镉含量、稻米Cd含量以及稻米富集系数的变化。【结果】（1）从Cd污染稻田整体的角度分析,相比常规栽培,施用石灰能够极显著降低早、晚稻米Cd含量均值,降幅分别为31.0%和28.6%。（2）从不同稻季下不同污染程度稻田的角度分析,相比常规栽培,施用石灰能够降低早稻季中度、重度和严重污染稻田的稻米Cd含量均值,降幅分别为37.0%、38.7%（P＜0.05）和22.6%;施用石灰能够降低晚稻季轻度、中度、重度和严重污染稻田的稻米Cd含量均值,降幅分别为2.0%、31.3%（P＜0.05）、31.8%和22.9%。不同污染程度稻田施用石灰后能够提高土壤pH,降低土壤有效镉含量,使稻米Cd富集系数明显下降,实现对稻米Cd含量的调控。【结论】施用石灰能够有效调控早稻季的轻度、中度、重度以及晚稻季的轻度Cd污染稻田的稻米Cd含量均值,降至限量标准（0.2 mg·kg^-1）以下。因此,以石灰施用为基础,结合其他降Cd措施,实施“分稻季分污染程度”和“晚稻优先于早稻”的治理思路,能提高大田生产上稻米Cd含量调控的稳定性并降低治理成本。     

“田师傅”土壤调理剂应用于湖南Cd污染稻田的效果研究（英文）

采取湖南典型Cd污染的大田试验,研究"田师傅"系列土壤调理剂对水稻生长的影响及降低水稻吸收积累Cd的效果。结果表明,"田师傅"土壤调理剂、土壤调理菌剂及两者混施皆可促进水稻生长,提高水稻产量,并显著降低稻米Cd含量。北山点"田师傅"土壤调理剂、土壤调理菌剂及两者混施的稻米Cd含量分别比常规施肥下降37.63%(P0.05)、32.59%(P0.05)、27.95%(P0.05);湘潭点则分别下降54.36%(P0.05)、50.19%(P0.05)、45.22%(P0.05),皆达到食品安全国家标准,且"田师傅"系列调理剂的降Cd效果为土壤调理剂土壤调理剂与土壤调理菌剂两者混施土壤调理菌剂;与施用石灰降低水稻对Cd的吸收相比,施用"田师傅"系列土壤调理剂还抑制了稻草中的Cd向稻米中转运;"田师傅"土壤调理剂、土壤调理菌剂及两者混施皆可有效改良土壤酸性,提高土壤p H,并在一定程度上降低土壤有效态Cd含量。     

不同玉米品种Cd、Pb积累特性及先玉335与大丰30对比研究

通过田间试验,研究22个玉米品种在镉(Cd)、铅(Pb)复合污染土壤条件下,植株各部位对Cd、Pb的富集和转运特性,并探讨土壤镉铅全量和离子交换态含量与玉米植株不同部位镉铅含量的相关性。结果表明：玉米植株Cd含量分布规律为根>茎叶>籽粒、茎叶>根>籽粒2种情况,而Pb含量分布规律为根>茎叶>籽粒,Zn含量分布规律为茎叶>根>籽粒,玉米植株各部位镉铅富集和转运系数的大小与各部位积累量高低基本保持一致,籽粒Cd和Pb积累量的差异主要取决于土壤中Cd和Pb的生物活性,以及茎叶部富集和向上转运的程度,地上部Zn含量较高主要取决于植物生长的元素需求。土壤中镉铅全量和离子交换态含量与玉米植株、地上部以及各部位镉铅含量总体呈显著正相关(P<0.05)或极显著正相关(P<0.01),且土壤中镉铅全量和离子交换态含量与茎叶部的相关性明显高于根部,同时茎叶与籽粒的相关性明显高于根与籽粒,表明玉米籽粒镉铅的积累与茎叶部的富集和转运密切相关,且地上部镉铅含量的差异是由镉铅在植株内的转运和分配不同引起的,而非吸收差异所致。通过22个玉米品种植株Cd和P...     

叶面阻控剂与土壤调理剂对稻米降镉效果研究

以石灰、土壤调理剂、水溶硅肥为材料,在镉污染耕地上进行水稻种植试验。结果表明:通过提高土壤中p H值,可以有效地改变土壤中镉的存在形态,不易被植物吸收,施用石灰后稻米和稻草中重金属镉含量分别比对照降低了73.4%和66%;通过喷施叶面阻控剂,可以使镉停留在植物根、茎基部,阻止其向稻米中传送,喷施后稻米和稻草中重金属镉含量分别比对照降低了41.5%和25.3%;施用土壤调理剂后稻米和稻草中重金属镉含量分别比对照降低了71.3%和69.3%。     

镉污染“VIP技术”修复治理措施示范研究

茶陵县是重金属镉中、轻污染区。2015年进行了稻田重金属Cd污染"VIP技术"修复治理小区、示范试验。结果表明:稻田重金属Cd污染"VIP技术"修复治理稻米有明显的降Cd效果,采用低Cd品种,施用适量生石灰,既环保又有效;对稻田土壤降Cd没有明显效果。中、轻度稻田重金属Cd污染区早稻收割期土样全Cd和有效Cd含量都明显高于晚稻收割期土样的全Cd和有效Cd含量,早稻稻米含Cd量又明显低于晚稻稻米含Cd量。     

赤泥对Ｃｄ污染稻田水稻生长及吸收累积Ｃｄ的影响

采用田间小区试验,研究了不同赤泥施用量对酸性Cd污染稻田(潮泥田)水稻生长及吸收累积Cd的影响。结果表明,赤泥施用量为4948kg·hm-2时水稻产量达到最高,其主要作用是促进了水稻有效穗的形成。同时施用赤泥能显著提高土壤pH,降低土壤有效态Cd含量和减少水稻Cd累积。与不施赤泥的对照相比,施用赤泥3000kg·hm-2的处理水稻增产12.4%(P<0.05),水稻根Cd降低22.0%(P<0.05),糙米Cd(0.14mg·kg-1)降低40.8%(P<0.01),并达到国家粮食卫生标准(GB2715—2005);当赤泥施用量增至9000kg·hm-2时,土壤pH提高12.0%(P<0.01),有效态Cd含量降低24.9%(P<0.05),水稻根系、茎叶和糙米Cd分别降低55.7%(P<0.01)、54.5%(P<0.01)和69.9%(P<0.01)。表明利用赤泥修复中轻度酸性Cd污染土壤是可行的,并能起到改良土壤和促进水稻增产的效果。试验所用赤泥重金属含量很低,不会造成二次污染。但将赤泥大面积应用于酸性Cd污染稻田还需要系统研究应用参数,并采取农机配套和激励机制来鼓励农民自发行动的积极性。     

我国稻田土壤镉污染现状及安全生产新措施

水稻是我国重要的粮食作物,由于受重金属污染威胁日益增大,其安全生产问题备受关注。通过综述我国稻田土壤及稻米镉污染现状、镉污染土壤改良剂研究进展以及稻米对镉富集的品种间差异,认为在土壤中镉的去除修复技术无法在短时间内实现的前提下,镉排异型水稻品种的筛选与利用是实现其安全生产的一个新的有效措施。在此基础上,配合一些污染土壤改良剂的使用,会进一步增强其安全生产水平。     

化学改良剂对矿区土壤中Cu和Cd的修复

[目的]为了探明改良剂与土壤Cu和Cd的作用规律。[方法]通过解吸试验和土培试验,分析粉煤灰和石灰为化学改良剂对矿区土壤Cu和Cd化学形态的影响。[结果]当粉煤灰和石灰用量分别为土重的5.00%和0.10%时,Cu和Cd的浸提量可控制在阈值内(TCLP,USEPA)。[结论]粉煤灰和石灰可有效降低土壤重金属可提取态的含量。     

羟基磷灰石对铅、镉在土壤-水稻体系中吸收和转移的影响

为研究羟基磷灰石(HAP)对Pb、Cd在土壤-水稻系统中转移的影响,在Cd-Pb-Zn复合污染的土壤中施用不同用量(0、2、4、8、16、32 g·kg~(-1))的羟基磷灰石,进行了水稻的盆栽试验。结果表明,施用HAP显著提高了土壤pH,使水稻分蘖期和成熟期土壤中有效Pb含量分别降低13.47%~44.38%和8.72%~40.10%,使有效Cd含量分别降低9.75%~42.20%和8.50%~45.79%;施用HAP使宜优673糙米Pb含量降低了17.55%~88.74%,但使糙米Cd含量增加了45.63%~148.2%;施用HAP使分蘖期从茎到叶、成熟期从茎到糙米、成熟期从叶到糙米Pb的转移系数分别降低26.35%~71.62%、28.42%~74.74%和25.49%~82.35%,但使成熟期Cd从叶到糙米的转移系数增加了48.78%~182.93%。另外,施用HAP后土壤有效Zn含量也有所降低。以上结果说明,HAP通过降低土壤中Pb的有效性和抑制分蘖期Pb从茎到叶及成熟期从茎和叶到糙米的转移能力来降低籽粒中Pb的富集;HAP虽可以显著降低土壤中Cd的有效性,但成熟期Cd从叶到糙米转移能力的增强以及Cd、Zn之间可能的交互作用导致了籽粒中Cd的增加。因此,评价土壤重金属钝化剂的效果时不仅要考虑其对土壤重金属的钝化效果,也要考虑其对重金属在植物体内转移和分配的影响。     

水稻土镉污染与水稻镉含量相关性研究

采用盆栽试验的方法,考察了水稻土中重金属镉(Cd)的浓度对水稻生长及Cd富集的影响以及Cd在水稻植株的分布情况,并进一步研究了糙米(可食部位)对Cd的富集量与土壤中Cd总量的关系.结果表明,在各个浓度Cd胁迫下,根、茎叶、稻壳、糙米相比,2个品种水稻都是根累积的Cd含量要高于茎叶和稻壳、糙米,即根>茎叶>稻壳>糙米;在水稻的茎叶细胞中,Cd主要分布在细胞壁,细胞可溶性成分,细胞器Cd的分布量较少,即细胞壁>可溶性部分>细胞器及膜部分;随Cd浓度增加,茎叶中的Cd积累量极显著增加,各细胞组分中的Cd含量均显著增加;根据国标GB 2762-2005对大米中Cd的限最标准(≤0.2 mg·kg~(-1)),水稻土土壤总Cd临界值分别为2.0mg·kg~(-1)(博优225)、3.1 mg·kg~(-1)(矮糯).因此,在污染土壤上宜选种食用部位重金属积累低的水稻品种,以减少人类吸收重金属的风险.     

辽宁某冶炼厂周边农田土壤与农产品重金属污染特征及风险评价

以辽宁某典型冶炼厂为研究对象,采集冶炼厂北部1~15 km的农田土壤及种植的农产品,分析Cd、Pb等重金属含量特征。利用土壤重金属水平分布特征、农产品重金属污染特征、富集系数与转运系数、农产品不同器官重金属分布特征、土壤添加和叶面喷施重金属等方法探究了农产品Cd、Pb污染来源,采用暴露风险指数（HQv）评价了通过农产品摄入的重金属对人体产生的健康风险。结果表明：该冶炼厂周边农田土壤Cd、Hg、Zn、Pb和Cu呈明显的污染与富集趋势,总体呈重度污染水平。花生、玉米和蔬菜受到Cd、Pb污染,3类农产品Cd超标率分别为100%、69%和16%,Pb超标率分别为100%、46%和13%。建议减少花生、玉米和小白菜种植,适当增加种植大白菜、萝卜。随与冶炼厂距离的增加,土壤Cd、Pb含量均呈降低趋势,农产品重金属污染特征表明重金属含量高的农产品分布在冶炼厂附近地块,富集系数与转运系数表明花生富集土壤Cd的能力高于Pb,Pb比Cd更容易向玉米籽粒转运。土壤添加和叶面喷施试验表明,不同污染源作用下农产品各器官Cd、Pb含量趋势不同,花生籽粒Cd主要来自土壤,玉米籽粒Pb主要来自大气沉降。暴露风险指数评价结果表明,通过花生摄入的Cd、Pb,小白菜摄入的Cd和玉米摄入的Pb会对人体存在一定程度的健康风险。