不同治理措施在中度Cd污染水稻田的应用效果研究

通过大田种植试验,探索不同治理措施在中度Cd污染水稻田的应用效果。结果表明：与对照相比,土壤调理剂（叶面阻控剂）处理和土壤调理剂+叶面阻控剂处理使土壤p H值分别提升0.02和0.17;土壤降低有效Cd含量、颖壳降低Cd含量及降低颖壳Cd富集能力的效果均为土壤调理剂+叶面阻控剂处理>叶面阻控剂处理>土壤调理剂处理,土壤有效Cd含量降幅9.22%～11.65%,颖壳Cd含量降幅31.25%～100.00%,颖壳Cd富集系数减少0.001～0.013;水稻增产效果为土壤调理剂+叶面阻控剂处理>土壤调理剂处理>叶面阻控剂处理,增幅0.59%～3.98%。综合考虑,在中等Cd污染水稻田的常规种植模式下,土壤调理剂与叶面阻控剂联合治理效果较好。该结果可以为稻田Cd污染土壤改良及安全利用提供参考。     

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%。     

不同治理措施对中度Cd污染水稻农田的 应用效果研究

摘要：通过大田种植试验,探索不同治理措施对中度Cd污染水稻农田的应用效果。结果表明：与对照相比,土壤调理剂（叶面阻控剂）、土壤调理剂+叶面阻控剂使土壤pH分别提升0.02、0.17个单位;土壤降低有效Cd含量、颖壳降低Cd含量及降低颖壳富集能力的效果均为土壤调理剂+叶面阻控剂>叶面阻控剂>土壤调理剂,有效Cd含量降幅9.23%~11.71%,颖壳Cd含量降幅31.25%~100.00%,BCF颖壳减少0.001~0.013;水稻增产效果为土壤调理剂+叶面阻控剂>土壤调理剂>叶面阻控剂,增幅0.59%~3.98%。综合考虑,在中等Cd污染水稻农田的常规种植下,土壤调理剂+叶面阻控剂联合治理效果相比较好,为该区稻田Cd污染土壤改良及安全利用提供科学依据。     

不同叶面阻控剂对玉米Cd、Pb积累与转运差异研究

为探究不同类型叶面阻控剂对玉米吸收Cd、Pb的阻控效果,实现重金属污染耕地农作物的安全生产,以“华兴单88”为供试玉米,采用田间试验方法,设置8个处理：对照（CK）、YZ-1、YZ-2、YZ-3、YZ-4、降镉灵（JGL）、喷喷富（PPF）和万物生（WWS）,研究不同处理玉米生物性状和各部位Cd、Pb富集及转运系数的差异性。结果表明： 7种叶面阻控剂处理下,产量相较CK提高了4.8%~30.4%,增产能力表现为WWSWWS>PPF>YZ-4>YZ-3>JGL>YZ-2>YZ-1;供试玉米各部位Cd、Pb转运系数均表现为根部-茎部<茎部-棒芯<棒芯-籽粒<茎部-叶部。通过田间试验证明,供试的7种叶面阻控剂对玉米籽粒的Cd、Pb阻控效果表现为YZ-1>YZ-2>JGL>YZ-3>YZ-4>PPF>WWS。本试验条件下,YZ-3作为增产效果最好的叶面阻控剂,建议在Cd轻中度污染的玉米产区推广使用; YZ-1作为Cd、Pb阻控效果最好且成本最低的叶面阻控剂,建议在Cd重度污染的玉米主产区推广使用。     

不同土壤调理剂对Cd污染稻田修复效果

为验证不同土壤调理剂在轻度Cd污染稻田的修复效果,本研究于2021年和2022年在湖北大冶连续开展田间小区试验,研究了20种土壤调理剂对水稻产量、糙米Cd含量、土壤pH、土壤有效态Cd含量的影响,并选取2021年试验中具有代表性的4种调理剂（有机类：P3、P4,无机类：P11、P12）,探究其对Cd在土壤-植株中转运累积和在土壤中5种赋存形态转化的影响。两年的结果表明：与对照组相比,各调理剂处理后水稻产量变化幅度为-9.80%~20.09%,糙米 Cd 降幅为 8.05%~79.57%,土壤 pH 提高了-0.01~1.13个单位,有效态Cd含量降低了4.79%~25.00%,且连续两年土壤pH值与有效态Cd含量均呈显著负相关关系。2021年试验中4种调理剂处理均能显著降低Cd从土壤到水稻根系的转运系数,且无机类调理剂（P11、P12）效果显著优于有机类（P3、P4）;各类调理剂（P3、P4、P11、P12）处理使土壤中可交换态Cd和碳酸盐结合态Cd占比分别降低5.91~17.77个百分点和6.33~8.88个百分点;使土壤中Fe-Mn结合态Cd、有机结合态Cd和残渣态Cd占比分别增加3.47~16.31、0.80~6.50个百分点和4.82~7.05个百分点。有机类调理剂（P3、P4）倾向于将土壤中Cd向有机结合态Cd转化,无机类调理剂（P11、P12）则更倾向将土壤中Cd向Fe-Mn结合态Cd转化。研究表明,选取适宜的调理剂能够实现Cd污染耕地安全利用,推荐无机类P12调理剂（主要成分CaO≥28%）作为湖北大冶轻度Cd污染修复调理剂。     

叶面阻控剂对黔中喀斯特地区水稻Cd富集特征的影响

为优选适用于贵州喀斯特地区Cd污染农田水稻生产的叶面阻控剂,在贵州中部典型Cd超标稻田开展田间试验,于水稻分蘖期、抽穗期喷施不同叶面阻控剂作为处理(编号分别为SI、SE、GWY、FE、ZN),以不施叶面阻控剂的处理为对照(CK),在成熟期采集水稻植株样品,探讨不同叶面阻控剂对水稻各部位Cd迁移转化的影响。结果表明:与CK相比,喷施叶面阻控剂对土壤pH、有机质、Cd含量无显著影响。SE、GWY、ZN、SI处理下,水稻产量分别较CK显著(P<0.05)增加13.56%、5.77%、5.74%、7.30%。与CK相比,ZN处理下糙米镉含量降幅最大(56.5%),其次是SE、GWY处理,降幅分别为52.3%和39.4%。与CK相比:SE处理下,水稻茎节的Cd富集系数下降44.8%;ZN处理下,水稻穗轴、糙米中的Cd富集系数分别下降55.0%、58.0%;SI处理下,水稻叶的Cd富集系数提高133.7%。SE、SI处理下,枝梗-稻壳的Cd转移因子分别较CK降低65.8%、40.8%。综上,SE、GWY、ZN能提高水稻产量,降低糙米中的Cd含量,调节Cd在水稻植株各部位的富集与转运,可以用作保障黔中地区Cd污染耕地安全利用的水稻叶面阻控剂。     

不同叶面阻控剂在镉超标耕地辣椒栽培中的应用效果

施用叶面阻控剂是障碍耕地上实现农产品安全生产的技术之一。此试验采用5种叶面阻控剂产品,应用在常规栽培管理条件下的障碍耕地辣椒种植中,采用随机区组试验设计,根据收获产品中重金属检测值比较不同产品的阻控效应。结果表明,参试5个产品施用区辣椒产品镉平均含量均未超国标规定的相应限值,只有空白区超过限值,表明喷施叶面阻控剂是障碍耕地上辣椒种植达到产出品安全,实现障碍耕地安全利用的有效措施之一,而且参试5个产品均可选用。     

植保无人机喷施锌锰型水稻降Cd叶面阻控剂的飞行参数研究

应用植保无人机喷施叶面阻控剂有利于提高喷施均匀度、减少劳动力成本、提升作业效率。为规范植保无人机喷施叶面阻控剂田间作业,确保作业技术效果,本研究以大疆T16植保无人机为作业机,研究了喷施"美鑫隆"锌锰型叶面阻控剂以降低水稻Cd积累的最佳飞行高度、飞行速度和喷雾剂量等参数。结果表明,喷施锌锰型叶面阻控剂最佳降镉(Cd)效果的植保无人机作业参数分别为:喷施叶面阻控剂质量分数为12%,喷头总流量为3.6 L·min~(-1),飞行高度3 m,飞行速度5 m·s~(-1)。第二年在最佳参数下喷施叶面阻控剂,黄华占和湘晚籼13号的糙米Cd含量分别比对照下降了0.24 mg·kg~(-1)和0.12 mg·kg~(-1),降Cd率分别达到52.7%和62.1%(P0.01)。     

叶面喷施阻控剂对常淹水稻田水稻吸收转运镉的影响

为探明叶面喷施阻控剂对常淹水镉（Cd）污染稻田水稻吸收转运Cd的影响,采用田间试验,研究CK（无喷施）、ZK1（锰和锌）、ZK2（壳聚糖硒和二氧化硅溶胶）、ZK3（水溶性硅）、ZK4（螯合铁）和ZK5（二氧化硅溶胶）6个处理对水稻吸收转运Cd的影响。结果表明,常淹水条件下,与CK相比：ZK1、ZK2、ZK4处理下,水稻产量显著（P<0.05）提高,增幅在13.08%~44.19%;ZK1~ZK5处理均能显著（P<0.05）提高灌浆期时水稻叶片的相对叶绿素含量,增幅在13.18%~24.42%;ZK1~ZK4处理均能显著（P<0.05）降低糙米中Cd的富集系数,降幅在42.31%~57.69%;ZK1~ZK5处理均能显著（P<0.05）降低Cd从叶到糙米和茎到糙米的转运系数,降幅分别在26.63%~71.28%和26.93%~65.87%;ZK1、ZK2、ZK3处理均能显著（P<0.05）降低糙米中的Cd含量,降幅分别为55.88%、20.59%、17.65%。由此可知,常淹水条件下,叶面喷施含有锰和锌成分的阻控剂,或是含有壳聚糖硒和二氧化硅溶胶成分的阻控剂不但有利于提高水稻产量,还能有效降低糙米中的Cd含量。     

土壤调理剂对不同成土母质Cd污染稻田的修复效果

选择不同成土母质发育的典型Cd污染稻田,研究土壤调理剂对土壤Cd形态及水稻Cd吸收的效果,为修复不同成土母质Cd污染稻田土壤提供科学依据。研究结果表明,施用土壤调理剂对水稻产量无显著影响,但能显著降低水稻稻米和植株Cd含量,并显著提高土壤p H值,有效降低土壤有效态Cd含量。施用土壤调理剂主要受其强碱性对土壤的调酸及降低土壤Cd有效性的影响,并受成土母质的调节。     

Cd污染稻田修复体系实施效果

本研究选取超级腐殖质、矿物质稳定剂、复合有机肥和普通有机肥4种土壤改良剂,结合科学的灌溉管理方法和叶面阻控技术,对湖南省长沙市镉污染稻田进行修复效果验证。结果表明,土壤改良剂的加入和科学的田间管理可以显著降低稻谷中Cd浓度,甚至可以有效控制中度污染区域稻谷中Cd浓度,使之达到国家食品安全标准。其对稻谷Cd浓度的削减效果由高到低排序依次为超级腐殖质>复合有机肥>矿物质稳定剂>普通有机肥。但所有改良剂对稻谷Cd浓度的削减效果均不及生石灰。对于重度污染区域,土壤改良和科学的田间管理虽然能够较大地削减稻谷中的Cd,但是无法达到食品安全要求,建议对重污染区进行种植结构调整,不再作为水稻种植用地。     

营养型阻控剂影响菜园土中水稻生长及其Cd吸收

为了探索以钙硅钾等营养元素为主要成分的土壤调理剂（营养型阻控剂）对镉（Cd）超标菜园土旱改水时水稻（OryzaSativa L.）生长及其Cd吸收的影响,于2014年下半年在Cd超标菜园土中施用营养型阻控剂,对不同用量（分别为0、1.5、3.0、4.5、6.0 g·kg^-1,分别记作CK、T1、T2、T3、T4）营养型阻控剂的水稻盆栽试验开展研究。结果表明：营养型阻控剂对菜园土中水稻生长没有较好的促进作用,没有提高稻谷产量。供试水稻品种黄超占各部位Cd质量分数大小顺序为根>茎叶>稻米>稻壳,且各部位间达到显著差异水平;所有处理稻米Cd质量分数均低于现行的食品安全国家标准中Cd限量指标;与CK相比,营养型阻控剂显著降低糙米、水稻茎叶、水稻根的Cd质量分数,且呈现随营养型阻控剂用量增加而降低效应更佳的剂量效应;与CK相比,处理T4对稻米、水稻茎叶、水稻根三者Cd质量分数的降低效应最佳,降幅分别为32.8%、39.7%、24.4%;营养型阻控剂显著降低水稻根、茎叶和稻谷中Cd的累积量。施用营养型阻控剂显著提高了土壤pH值,提高的最大值为0.3个单位,但对土壤DTPA-Cd质量分数有提高作用（处理T1的DTPA-Cd质量分数显著大于CK、T3）、对土壤有效态硅质量分数有降低效应（处理T2、T3的有效态硅质量分数显著小于CK）。营养型阻控剂可适用于Cd超标菜园土,通过降低根Cd生物富集系数来显著降低水稻根、茎叶和稻米Cd质量分数,本盆栽试验中营养型阻控剂降低稻米Cd质量分数的最佳用量为6.0 g·kg^-1。     

叶面阻控剂对杂交中稻的降镉及增产增收效果

为了验证中量元素肥料对杂交中稻的降镉增产增效作用,选择叶面阻控剂“归欣甲”水剂作为降镉肥料,在常规施肥的基础上,分别在水稻分蘖末期和灌浆期叶面喷施“归欣甲”水剂(T1和T2处理用量分别为4 500和3 000 mL/hm²),以不喷施叶面阻控剂和清水作为对照处理进行杂交中稻大田试验。结果表明：T1和T2处理的稻米镉含量分别为0.146和0.162mg/kg,低于国家限量标准(0.2 mg/kg),分别比CK降低0.189和0.173 mg/kg,降幅达56.42%和51.64%,差异极显著;杂交中稻的株高、有效穗、每穗实粒数、结实率和千粒重略有增加;T1和T2处理的稻谷产量分别为7 920和7 800 kg/hm²,分别比CK增产6.88%和5.26%,差异极显著;经济效益分别比CK增加1 092和858元/kg。这说明施用叶面阻控剂“归欣甲”水剂对杂交中稻稻米的降镉及增产增收效果显著,建议在中低度镉污染农田大面积推广应用。     

叶面阻控剂在轻度镉污染石灰性麦田上的降镉效果

在轻度镉污染的石灰性潮土麦田上开展试验,以叶面喷施(分别在小麦拔节期、抽穗期和灌浆期各进行一次)3种自配阻控剂(ZP1、ZP2、ZP3)作为处理,以叶面喷施蒸馏水作为对照(CK),明确其对小麦镉转运和富集的影响,以便筛选出具有良好降镉效果的阻控剂,为轻度镉污染石灰性麦田的安全生产提供参考。结果表明：与CK相比,叶面喷施3种阻控剂对小麦的产量和品质指标无显著影响,显著(P<0.05)降低了小麦从茎到叶的镉转运系数和小麦叶片的镉富集系数,显著提高了小麦叶的铜、锌含量。此外,叶面喷施ZP3阻控剂还显著降低了小麦籽粒的镉含量,降幅为43.3%。综合对比,在轻度镉污染石灰性麦田上,可优选ZP3型叶面阻控剂进行喷施。     

不同土壤调理剂对桂东中度镉污染农田的修复效果

为桂东地区镉污染农田的安全生产提供依据,在桂东中度镉污染农田开展田间试验,比较诺地康、隆昌LC-SOl、格丰GF-TD2、格丰GF-TP3和石灰5种不同的土壤调理剂对土壤pH、土壤有机质、全镉、有效态镉和糙米镉含量的影响,探明不同土壤调理剂在中度镉污染农田上的修复效果。结果表明：与对照相比,施用5种土壤调理剂均显著提高土壤pH,土壤pH增加0.26～0.91个单位;土壤有效态镉含量显著降低31.8%～56.6%;水稻糙米中的镉含量降幅为45.9%～80.8%,土壤pH与土壤有效态镉含量密切相关,土壤有效态镉含量与土壤pH呈极显著负相关（R=-0.676）;但5种土壤调理剂对水稻产量、土壤全镉含量和土壤有机质含量影响较小。从水稻产量、土壤pH、土壤有效镉含量和糙米镉含量来看,格丰GF-TP3土壤调理剂对土壤有效态镉含量和糙米镉含量的控制效果最佳,其降幅分别为56.6%和80.8%。     

土壤改良剂对Cd污染土壤的修复效果研究

[目的]探究试配的土壤改良剂对Cd污染土壤的修复效果及最佳施用比例。[方法]利用盆栽试验向Cd污染土壤中添加不同比例的土壤改良剂,通过指示植物小麦的发芽率、株高及小麦植株SOD活性、MDA含量、Cd富集量等统计学指标,分析不同土壤改良剂对Cd污染土壤种植小麦的影响;通过土壤中不同形态Cd含量的变化,分析不同土壤改良剂对土壤重金属Cd的钝化效果的影响。[结果]随土壤改良剂添加比例的增加,小麦发芽率呈先增后减的趋势;随土壤改良剂添加比例的增加,小麦株高呈先升高后下降的趋势,添加比例为5%时最高;小麦植株内SOD活性、MDA含量和Cd富集量呈先下降后升高的趋势,在添加比例为5%时最低;添加5%土壤改良剂1(泥炭∶膨润土∶生物炭∶微生物=14∶7∶10∶1)的处理组中小麦植株Cd富集量较对照组降低了30.24%;土壤改良剂的添加显著降低了Cd污染土壤中酸溶态Cd的含量,使Cd的迁移性减弱,其中添加5%土壤改良剂1的处理组效果最佳,90 d土壤中酸溶态Cd含量由31.40%降低至9.72%,相较于空白对照组降低了65.43%。[结论]5%土壤改良剂1的施加可有效修复重金属Cd污染土壤。     

4种不同类型叶面阻控剂对水稻镉吸收和积累的影响

本文通过大田试验在水稻抽穗期和灌浆初期进行叶面喷施硅肥、硒肥、黄腐酸钾和海中钙叶面阻控剂,探究4种叶面阻控剂对水稻各个部位镉(Cd)含量的影响,并计算Cd在水稻各组织的转运系数和富集系数。结果表明:4种叶面阻控剂均能有效降低水稻各部位的Cd含量,其中黄腐酸钾阻控水稻茎、叶Cd积累的效果最好;硒肥阻控水稻籽粒Cd积累的效果最好;黄腐酸钾对水稻籽粒中Cd含量的影响主要是通过提高茎-叶转运系数,而硒肥则是降低叶-籽粒转运系数,叶面喷施黄腐酸钾和硒肥对减少水稻Cd积累量具有一定的实践意义。     

矿区Cd污染稻田生物炭生态原位钝化及Cd形态转化

为探究生物炭对矿区Cd污染稻田土壤原位钝化生态修复效果,进行稻田土壤Cd污染修复试验,设置海泡石（BC1）、生物炭（BC2）、空白对照（BC3）3种处理。采用梯度扩散薄膜（DGT）技术研究水稻根际土壤Cd生物有效性,明确其对水稻根际土壤Cd生物有效性和土壤Cd形态转化的影响。结果表明：生物炭影响矿区Cd污染稻田水稻根际土壤Cd形态比率。生物炭改变稻田土壤中Cd形态,明显提高土壤中残渣态Cd含量占比,提高幅度达27.84%,利于其他形态Cd向更稳定的残渣态转变。生物炭改变矿区Cd污染稻田水稻根际土壤Cd生物有效性。与空白对照相比,生物炭使水稻收获期的根际土壤Cd生物有效性降低了40.90%,土壤中有效态Cd含量降低了9.53%;海泡石处理的土壤Cd生物有效性比生物炭处理的土壤Cd生物有效性降低了83.90%,海泡石处理的土壤有效态Cd含量比生物炭处理的土壤有效态Cd含量降低了7.73%。生物炭可提升矿区Cd污染稻田土壤质量。生物炭改善了水稻土壤质量;与空白对照相比,生物炭处理的土壤有机质提高了6.75%,土壤阳离子交换量升高了8.44%,土壤pH值提升了7.44%;与海泡石对照相比,生物炭处理的土壤有机质提高了2.95%,土壤阳离子交换量升高了9.22%,土壤pH值降低了13.33%。研究表明,生物炭原位钝化能有效降低矿区Cd污染稻田土壤Cd生物有效性,提升生态修复水平。