综合降镉技术在不同污染程度稻田土壤下的应用效果研究

为了探究综合降镉技术在不同污染程度稻田土壤中的降镉效果,于2014年,在湖南省38丘镉污染稻田进行小区试验,研究了VIP降镉技术(V,种植低镉积累品种;I,优化水分管理;P,施用石灰)在不同土壤污染程度下的应用效果。结果表明,未采用VIP技术的对照处理的早稻米镉含量在土壤轻微、轻度、中度、重度条件下分别为0.191、0.199、0.295和0.423 mg/kg,晚稻米分别为0.278、0.298、0.524和0.778 mg/kg。采用VIP技术后,早稻米镉含量分别0.110、0.152、0.157和0.307 mg/kg,比对照降低了42.4%、23.6%、46.8%和27.4%;晚稻米镉含量分别为0.153、0.201、0.397和0.604 mg/kg,比对照降低了45.0%、32.6%、24.2%和22.4%。由此可见,综合降镉VIP技术在不同污染程度土壤下均有降低糙米中镉含量的作用,可使轻微、轻度土壤污染条件下米镉含量达到国家食品安全标准,对于中度、重度污染稻田的降镉措施还需进一步研究。     

江华县重金属镉污染农田控制技术初探

试验于2018年在江华县桥头铺镇下蒋村进行,早稻以低镉品种株两优819、株两优189及当地主栽品种株两优08为供试材料,晚稻以低镉品种金优59、湘晚籼12号和当地主栽品种五优103为供试材料,研究不同降镉技术对重金属镉污染农田稻米镉含量的控制效果。结果表明:种植低镉水稻品种可以降低稻米镉含量,成本较低;采用“低镉品种+优化水分管理+施用生石灰”处理、“低镉品种+优化水分管理+施用生石灰+土壤钝化剂/叶面阻隔剂”处理可以明显降低稻米镉含量50%~80%。说明“低镉品种+优化水分管理+施用生石灰”控制技术能够有效降低稻米中镉的含量。     

水稻对镉的吸收和转运的分子机理

日益严重的稻田镉污染威胁着中国生态安全和食品安全,培育低镉积累品种以降低稻米镉含量或者培育耐镉品种以用于植物修复是治理稻田镉污染的理想手段,阐明植物对镉的吸收和转运的分子机理是培育低镉品种和耐镉品种的前提。综述了水稻等植物对镉的吸收和转运的生理机制以及镉吸收、转运、隔离及外排过程中参与的各种镉诱导转运蛋白功能的研究进展有利于低镉积累水稻品种的培育,并促进水稻作为植物修复模式植物在降低土壤镉污染的生态治理中的应用。     

籼型杂交稻稻米镉积累的遗传分析

稻米镉含量超标既与水稻基因型有关,又受土壤镉污染影响。培育和种植高产低镉杂交稻品种是一种治理稻米镉超标的有效方法,因此研究杂交稻稻米镉积累的遗传构成具有重要意义。试验将46个杂交稻组合(包括4×7不完全双列杂交的28个杂交组合与其他18个杂交组合)和5个杂交父本种植于2块镉污染大田,考察稻米镉含量表型并分析其遗传构成。研究发现:1)杂交组合与其父本相比稻米镉含量表型差异无明显规律;2)在土壤镉重度污染的环境下,杂交组合品种间的基因型差异对其稻米镉含量的贡献率最高,达到64.20%,其次是基因型差异和土壤镉污染的互作,达到9.64%,而土壤镉污染最小,只占2.50%;3)配合力分析发现,母本和父本的一般配合力效应分别为0.25和0.51,双亲间的特殊配合力效应为0.17;4)利用低镉位点q Cd7和q Cd11对46份材料进行基因型鉴定,研究发现仁H18、H19、H20和H21均含有q Cd7和q Cd11这2个低镉位点,这些材料的稻米镉含量的均值极显著(P0.01)低于高镉位点的材料。研究表明,遗传是影响稻米镉积累的重要因素之一,通过遗传改良可以有效降低稻米镉含量。     

新型改良剂“良田宝”对土壤有效镉及稻米镉含量的影响

为探明新型改良剂"良田宝"的降镉效果,明确其适宜用量,以湖南省岳阳市湘阴县镉污染水稻土进行盆栽试验,研究其对土壤有效镉含量与水稻镉积累的影响。结果表明:添加改良剂"良田宝"可以显著降低土壤有效Cd含量及水稻地上部Cd含量,较CK最高降幅分别为27.33%和78.26%。"良田宝"不同施用量对糙米Cd含量影响不同,施用0.6、1.2、1.5 g/kg土,其米镉含量分别比CK降低50.0%、33.3%、16.7%;施用0.3、0.9 g/kg土,其米镉含量分别比CK提高了150%、50%,但各处理糙米Cd含量均低于食品安全国家标准中的限量值(0.2 mg/kg)。施用适量土壤改良剂能有效促进水稻干物质的积累,当改良剂施用量超过一定范围时水稻各部分生物量反而降低。考虑水稻产量、稻米镉含量和土壤修复效果,潮泥田镉污染土壤上施用"良田宝"1.2 g/kg土左右为宜。     

水分管理调控水稻镉污染的研究与应用进展

我国稻田镉污染严重,稻米安全问题突出,发展能够有效调控水稻镉污染的产品与措施尤为迫切.稻田生态系统高度复杂,并易受多种因素影响,水稻镉污染调控难度大.大量研究表明,合理的水分管理不仅能够保障水稻正常的生长发育、产量和稻米品质,同时还能有效减少水稻镉积累.本文综述了水分对土壤理化性质、微生物动态变化以及植物生长发育的影响...     

原位钝化对轻度镉污染农田小麦修复研究

为探讨原位钝化在镉轻度污染小麦农田上的修复效果,在田间试验条件下,研究了石灰、生物炭配施石灰、生物有机肥配施石灰以及多孔陶瓷纳米材料配施石灰等钝化剂联合修复对镉污染农田中土壤氮、磷、钾含量、土壤pH值、土壤有效态Cd含量、土壤Cd的化学形态、小麦籽粒Cd含量以及小麦产量的影响。结果表明,在土壤Cd背景值为0.337 mg·kg~(-1)的轻度Cd污染农田中,钝化剂处理均可以在不同程度上提高土壤养分含量和pH值,降低小麦籽粒Cd含量和土壤中有效态Cd含量,促使土壤中的Cd形态由易被作物吸收的酸溶态和可还原态转化为不易被吸收的可氧化态和残渣态。其中,小麦籽粒Cd含量降低幅度最大,为40.0%,土壤有效态Cd最大降低率为43.7%,土壤pH值提高0.35。对各指标的相关性分析表明,土壤Cd含量与土壤酸溶态Cd及小麦籽粒Cd含量显著正相关,与可氧化态Cd显著负相关,与可还原态Cd含量极显著正相关;土壤中可还原态Cd与酸溶态Cd含量显著正相关,与小麦籽粒Cd含量极显著正相关。     

镉污染稻田施用钾硅肥对杂交晚稻吸收积累镉的影响

选择湖南攸县2块典型Cd污染稻田,研究施用富含硅的碱性钾硅肥对杂交晚稻吸收Cd及其在植株体内分配的影响。结果表明,施用钾硅肥可提高土壤p H值,降低土壤有效态Cd含量,减少水稻对Cd的吸收和稻米对Cd的积累,阻控水稻植株体内的Cd向籽粒转运,降低Cd在糙米中的分配比例。     

稻米质量安全控制技术研究与示范

通过2004～2006年3年的攻关研究与示范，在调查湖南重金属污染及分布状况的基础上，将湖南农田镉污染划分为6级；筛选了一批稻米重金属低积累的水稻品种资源，研究了镉向水稻中的迁移特征和控制技术，组装了稻田控制重金属吸收与积累的综合技术；进行了水稻直播栽培技术和施肥技术的研究，形成了水稻“节氮增苗”栽培技术；在应用和完善灯光杀虫、稻田养鸭和天敌保护利用等技术的基础上，形成水稻病虫害生态控制技术。2004～2006年在湘阴县浩河口镇兴隆村进行大面积示范。取得了良好的减氮减药增效、大幅度增加天敌数量和降低稻米农药残留的效果，初步建成绿色稻米生产基地。     

土壤调理剂(粉剂)对水稻降镉效果初报

为检验土壤调理剂(粉剂)对水稻的降镉效应,2017年开展了晚稻小区定位试验。用湖南博川农业发展有限责任公司生产的土壤调理剂(粉剂)为试验药剂,设置3个处理:常规施肥+供试土壤调理剂2250 kg/hm2基施;常规施肥+供试土壤调理剂4500 kg/hm2基施;常规施肥。结果表明,该产品能显著地提高土壤p H值,降低土壤有效镉含量和稻谷中全镉含量,具有明显的增产效果,可以在石门县大面积推广应用。     

综合降镉（VIP）技术对降低糙米镉含量的影响研究

以镉低积累型水稻品种湘晚籼12号为试验材料,采用随机区组设计,于2013年在长沙、衡南、湘潭和湘阴的12个试验点,比较了以VIP技术（V,Variety,选用低镉型水稻品种;I,Irrigation,优化水分管理;P,土壤pH值,施用石灰以提高土壤pH值）为主的5种控制技术在不同成土母质和土壤污染程度下的应用效果。结果表明,5种控制技术在各试验点的总效应中,以“VIP+Se”和“VIP+Se+Bi”的处理效果最为明显,其糙米镉含量均为0.15 mg/kg,与对照相比降镉效果显著。     

不同时期秸秆还田对水稻生长发育及产量的影响

通过在中国科学院桃源农业生态试验站长期定位试验,研究了不同时期秸秆还田对水稻生长发育的影响。秸秆还田提高水稻分蘖数、叶面积指数和地上部干物质量,增加了水稻每1 m2穗数和每穗实粒数,从而提高了水稻产量。但秸秆还田对早稻生长发育的影响明显大于对晚稻生长发育的影响。在施用氮、磷、钾肥条件下,秸秆还田使早稻产量增加1288%（2005年）和1003%（2006年）,效果显著;而晚稻仅增加133%（2005年）和261%（2006年）,增产作用不明显。造成秸秆还田对早晚稻生长发育及产量的影响有明显差异的主要原因是早晚稻生育期的温度等气候条件对还田后秸秆腐解及养分释放影响的不同及秸秆还田到水稻移栽这段时间的长短会对有机酸和CO2等物质的浓度产生影响。还对合理利用秸秆资源提出了建议     

红壤性稻田紫云英与化肥减施对早稻品质与养分吸收的影响

[目的]阐明紫云英种植利用后减施化肥对早稻品质、养分吸收及土壤肥力的相互影响,为红壤稻田施肥提供科学依据.[方法]以红壤稻田为研究对象,2015年开始在江西高安大田定位研究种植利用紫云英对早稻生长发育及养分吸收利用的影响.设置6个试验处理:1)不施肥对照处理(CK);2)绿肥处理(G),即紫云英量22500 kg/hm...     

不同水分管理条件下蚓粪对水稻镉积累的影响

通过盆栽试验,研究了在淹水灌溉和湿润灌溉条件下蚓粪施用对土壤理化性质及水稻积累镉的影响。结果表明,湿润灌溉下土壤p H值高于淹水灌溉,蚓粪加速了淹水灌溉下土壤Eh值的下降;淹水灌溉下土壤Fe²⁺含量显著高于湿润灌溉,蚓粪的施用进一步提高了土壤Fe²⁺含量;与不施蚓粪相比,淹水灌溉下施用蚓粪显著降低了土壤DTPA-Cd含量,但总体上仍高于同期湿润灌溉。当灌溉方式相同时,糙米中镉的含量随蚓粪施用量的增加而下降;同等蚓粪施用量下,淹水灌溉较湿润灌溉更能有效降低镉在糙米中的积累。     

基于养分专家系统的水稻磷肥减施潜力研究

为探究养分专家系统推荐施肥下磷肥用量的减施潜力,进而为不同肥力水平稻田磷肥减施提供理论依据,在高、中、低肥力稻田上,通过在养分专家系统推荐施肥基础上增减15％、30％、45％磷肥用量开展双季稻田间试验,并分析磷肥用量与水稻产量的量化关系.结果表明,在高、中、低肥力稻田上,养分专家系统推荐施肥处理的早、晚稻产量均呈高肥力...     

锌与有机物料配施对水稻吸收转运镉的影响

采用盆栽试验,研究了在重金属镉污染（5 mg/kg）下,2种锌源（硫酸锌、纳米氧化锌）与3种有机物料（蚕砂、菜籽饼、豆饼）配施对水稻吸收镉、锌及对土壤镉形态变化的影响。结果表明,有机物料与锌配施可以提高土壤pH值、阳离子交换量（CEC）,降低土壤DTPA提取态镉含量,增加DTPA提取态锌含量,改变镉赋存形态。与对照相比,配施处理均能降低糙米镉含量;当有机物料种类相同时,纳米氧化锌降镉效果优于硫酸锌,其中纳米氧化锌+菜籽饼处理使糙米镉含量降低至0.04 mg/kg,低于国家标准镉的安全限值。相关性分析表明,水稻糙米镉含量与锌含量呈极显著正相关,土壤DTPA提取态镉含量与水稻各器官中的锌含量呈负相关。有机物料与锌配施通过改变土壤DTPA提取态镉和锌含量、水稻各器官锌含量及镉形态影响水稻吸收积累镉的能力。     

不同来源有机物料降低水稻镉积累的效果

采用盆栽试验,研究了水稻生长过程中添加紫花苜蓿与蚓粪对土壤理化性质及水稻镉积累的影响。结果表明,添加外源有机物料使土壤Eh值显著下降,当有机质添加量相同时,紫花苜蓿处理组土壤Eh值显著低于蚓粪处理组;在水稻生育前期紫花苜蓿处理组较蚓粪处理组土壤pH下降更为显著,进入抽穗扬花期后两者无显著差异。添加外源有机物料均使土壤中高活性态镉向低活性态镉转化,当有机质添加量相同时,紫花苜蓿处理组土壤低活性态镉含量总体上低于蚓粪处理组。与不添加外源有机物料对照相比,添加外源有机物料的处理水稻各部位镉含量显著降低;当有机质添加量相同时,紫花苜蓿处理组水稻根、茎叶、籽粒镉含量较蚓粪处理组降幅更显著。     

泥炭、蛭石与稻田土混配基质对机插秧苗素质及栽插质量的影响

以泥炭、蛭石和水稻土为原料混配成不同水稻育秧基质（CK,100%稻田土;T1,50%稻田土+50%泥炭;T2,50%稻田土+30%泥炭+20%蛭石;T3,25%稻田土+75%泥炭;T4,25%稻田土+50%泥炭+25%蛭石;T5,33.3%稻田土+33.3%泥炭+33.3%蛭石）,研究不同基质的理化性状及其对水稻秧苗素质、机插质量和毯秧质量的影响,筛选适合广东本地化的育秧基质。结果表明,与CK相比,混配基质容重显著降低34.16%～57.25%,总孔隙度提高9.99%～15.82%,通气孔隙和持水孔隙明显改善;除T3外,混配基质均具有壮秧作用,以T4效果最好,株高、百株地上部干物质量、根系盘结力分别比CK提高了24.49%、31.79%和26.11%,T5次之;秧苗素质以T4、T5最好,成秧率、壮苗指数分别比CK显著提高了16.63%～17.91%和30.00%～36.57%,毯秧质量减轻了20.52%～22.43%;栽插质量以T4、T5最好,丛苗数是CK的1.31～1.34倍,漏秧率、漂秧率和伤秧率分别比CK降低了3.48%～3.97%、2.28%～2.46%、1.93%～2.69%...     

水稻镉胁迫响应机制及防控措施研究进展

土壤镉污染是日益严重的环境问题之一.水稻是镉吸收能力最强的大宗谷类作物.水稻对镉的积累及向食物链的转移给人类健康带来威胁.近年来在水稻对镉的吸收和积累过程及其影响因素方面的研究取得了一系列重大进展.本文从镉对水稻种子萌发、生长和发育、产量的影响;土壤中镉的活化、木质部装载运输、韧皮部向籽粒转移三个过程的生理与分子机制以...