利用阻控技术的水稻镉、砷安全种植研究

为研究叶面施用有机硒、有机硅阻控剂对不同水稻品种富集重金属的影响,通过田间试验,在重金属污染严重地区开展筛选重金属低积累水稻品种和叶面阻控技术的研究,使水稻籽粒的重金属含量降低,从而达到粮食安全生产标准的要求。本研究选用6个广西当地主栽的晚稻品种,和市面上2种叶面阻控剂(一种硒类阻控剂,一种硅类阻控剂)作为研究对象,通过测定试验前后稻米样品中的重金属含量来开展对重金属污染土壤的安全利用技术研究。结果显示,6个水稻品种对重金属的吸附能力存在较大差异,其中,泰丰优208茎、叶的镉、砷含量均高于其他品种,泰丰优208稻米的镉含量最低,丝香1号稻米的砷含量最低。叶面施用硒类阻控剂、硅类阻控剂均可以有效降低稻米的镉含量,较CK分别下降了15.2%、17.1%;在叶面施用硒类阻控剂、硅类阻控剂也可以有效降低叶的镉含量及稻米的砷含量,叶的镉含量分别下降了12.7%、13.9%,稻米砷含量分别下降了15.9%、30.0%,同时硅类阻控剂还可以有效降低水稻叶砷含量。研究表明,施用硒类阻控剂、硅类阻控剂均可以减少砷、镉在稻米中的含量。     

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。     

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。     

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。     

不同镉污染程度农田降镉修复技术的筛选与评价

以镉低积累型水稻品种株两优819号、中嘉早17号、湘晚籼12号、13号和当地推广水稻品种中早39号、Y两优2108、连优3189为供试材料,在长沙县4个不同镉污染程度试验区,探究了水稻品种、施用生石灰、优化水分管理、施用土壤重金属调理剂和喷施叶面阻控剂等修复技术对土壤及稻米中Cd含量的处理效果。结果表明:对早稻土壤降Cd效果最好的为毛塘组试验区的T10处理,即中嘉早17联合优化水分管理、施加土壤重金属调理剂、喷施叶面阻控剂、施用生石灰修复方式,土壤降Cd率达到45.44%;对晚稻土壤降Cd效果最好的为毛塘组试验区的T4处理,即Y连优3189联合施用生石灰修复方式,土壤降Cd率达到88.16%。早稻米降Cd效果最好的为力元组试验区的T8处理,即中嘉早17联合施用生石灰、优化水分管理、施用土壤重金属调理剂修复方式,稻米中Cd含量只有0.036 mg/kg,仅为稻米国家标准的17.95%;晚稻米降Cd效果最好的为毛塘组试验区的T8处理,水稻品种为湘晚籼13号,稻米中Cd含量为0.033 mg/kg,为稻米国家标准的16.7%。早稻土壤与晚稻土壤的回归系数表明,晚稻土壤有效态Cd含量变化对晚稻米中Cd含量变化的影响大于早稻土壤中有效态Cd含量变化对早稻米中Cd含量变化的影响。聚类结果发现,各试验区对土壤和稻米降Cd的不同修复处理方式之间均存在较强的可替代性。     

掺杂硒·硫的硅基叶面阻控剂对水稻富集镉的影响

[目的]研究掺杂硒、硫的硅基叶面阻控剂对水稻富集镉(Cd)的影响.[方法]在中度Cd污染区开展水稻喷施不同用量掺杂硒、硫(7500、9000 mL/hm2)的硅基叶面阻控剂的田间小区试验.[结果]施用掺杂硒、硫的硅基叶面阻控剂,可使稻谷产量增加1.87％～8.97％;稻米Cd含量降低25.93％～46.67％;茎中Cd含量增加14.38％～37.89％,对根、叶中Cd含量的影响不大;Cd从茎到籽实的转运系数显著降低,降幅达34.48％～62.50％.[结论]采用硅、硒、硫耦合原理抑制Cd在水稻植株内的迁移是可行有效的;抑制Cd从茎到籽实的转运是能够显著降低稻米Cd含量的主要原因.     

三种类型阻控剂对不同品种水稻富集镉的影响

如何降低水稻中镉（Cd）的含量已经成为一个研究热点。在湖南省衡阳县某地受轻度镉污染的农田上种植两季水稻（早稻、晚稻）,随机采购市场上销售的阻控剂（石灰、硅肥和叶面锌肥）,研究这3种类型阻控剂对水稻富集镉及稻谷中镉含量的影响,这3种类型的阻控剂的施用方式是石灰和硅肥作为基肥施于土壤,叶面锌肥通过叶面喷施。结果表明：与没有施加阻控剂相比,除石灰和晚稻锌处理之外,其他处理增产效果显著。在3种类型的阻控剂中,叶面锌肥对籽实富集镉的阻控效果最佳,分别使早稻Y俩优792和晚稻农香130降低了51.28%和50.92%,基施硅肥阻镉效果次之。田间试验结果进一步表明施硅肥和喷施叶面锌肥可作为当地的水稻镉污染阻控剂,但叶面锌肥与稻谷中镉的交互作用需要更深入的探讨。     

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。     

不同安全利用技术对琼北地区稻菜轮作系统镉削减的效果

为探讨不同安全利用技术在海南镉污染耕地上的应用效果,以琼北地区轻中度镉污染稻菜轮作耕地为研究对象,比较了6种安全利用技术对辣椒和稻米中Cd积累的削减效果,以及9种钝化剂对稻米Cd积累的影响。结果表明,各项安全利用技术的降Cd效果由高到低依次为优化施肥+土壤调理+叶面阻控>土壤调理+叶面阻控>优化施肥+叶面阻控>土壤调理>叶面阻控>优化施肥,在辣椒和稻米上的降Cd率分别为61.6%~91.5%、49.4%~91.3%,6项安全利用措施下辣椒Cd暴露的膳食安全风险均可接受,但仅优化施肥+土壤调理+叶面阻控和土壤调理+叶面阻控处理下稻米Cd暴露的膳食安全风险在可接受范围内。施用9种钝化剂均可显著(P<0.05)降低稻米Cd含量,但降Cd率差别较大,变化范围在29.7%~77.0%。其中,生物炭和磷复合钝化剂(生物炭+磷矿粉、生物炭+活化磷矿粉)、蚯蚓粪和铁磷复合钝化剂(蚯蚓粪+零价铁+磷矿粉)的施用效果最佳,稻米降Cd率在 68%以上。针对海南轻中度镉污染耕地,宜采用优化施肥+土壤调理+叶面阻控和土壤调理+叶面阻控的联合措施,其中土壤调理技术中的钝化剂推荐使用生物炭和磷复合钝化剂或蚯蚓粪和铁磷复合钝化剂。     

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。     

不同铁肥及其施用方法对水稻籽粒镉吸收的影响

针对四川省稻田生态系统中镉(Cd)污染突出的问题,以轻度Cd超标稻田治理为目标,开展阻控稻米积累Cd的施肥技术研究。通过大田试验采用裂区设计,研究不同铁肥种类及施用方法对水稻籽粒Cd吸收的影响。结果表明,不同铁肥处理均增加了四个不同类型水稻品种的产量,其中硫酸亚铁追肥喷施显著增加了Y两优的产量(6.67%,P0.05),EDDHA-Fe底肥土施及追肥喷施显著增加了德粳1号的产量(13.33%～14.32%,P0.05)。不同铁肥施用方式中,EDDHA-Fe喷施处理对四个水稻品种的稻米Cd含量降低幅度最大(20.87%,P0.05)。不同时期喷施铁肥结果来看,以孕穗期、扬花期和灌浆期各喷施一次EDDHA-Fe处理的稻米Cd含量最低。四个水稻品种的秸秆Fe含量与稻米Cd含量呈直线性负相关。扬花期喷施铁肥稻米中Fe含量增加最多,稻米/秸秆Fe含量比值远高于稻米/秸秆Cd含量比值,这表明水稻中Fe由植株向稻米转移的速率远高于Cd。水稻稻米Fe含量与稻米Cd含量呈二元函数关系(P0.05),在较低含量时,水稻籽粒中Cd的含量随着Fe含量的上升而上升,当到达一定程度时,水稻籽粒中Cd的含量随着Fe含量的上升而下降。研究表明,水稻籽粒中的Cd受秸秆中Cd和铁肥施用方式和类型的影响,通过合理施用铁肥可以降低镉轻度污染土壤中稻米Cd含量。     

利用AMMI模型分析稻米镉含量的基因型与环境互作效应

以湖南推广种植的10个早稻和8个晚稻品种为基因型材料,在安全区、轻微度和轻度污染区选择4个试验点进行试验,通过AMMI模型研究基因型与环境互作效应对稻米Cd积累量及其稳定性的影响。结果表明:土壤Cd污染程度和生长季节对稻米的Cd积累量均有显著影响,污染区晚稻品种的稻米Cd超标率明显高于早稻;基因型对早稻稻米的Cd含量具有极显著影响,因而可通过选择种植稻米含量低且遗传稳定性好的低积累品种来降低稻米的Cd积累量;环境对晚稻稻米Cd积累量的影响占主导效应,可通过分析品种地点的互作效应来确定低积累品种的适宜推广区域。稳定性参数Di值的计算明晰了稻米Cd积累量的稳定性,对于正确指导低积累品种的推广应用具有重要意义。     

不同钝化处理与叶面阻控剂对Cd污染稻田的修复效果

在湖北省荆州市松滋市纸厂河镇受Cd污染地区开展大田试验,分析不同钝化处理与叶面阻控剂对土壤中pH、有效Cd及糙米中Cd含量的影响。结果表明,不同处理能够在一定程度上提高土壤pH(0.16%～6.06%),降低土壤中有效Cd含量,与对照相比,土壤有效Cd含量降低了3.57%～33.33%。叶面阻控剂对土壤pH和有效Cd含量无显著影响,但能有效抑制Cd在水稻植株内的转运,降低糙米中Cd含量。土壤调理剂、重金属钝化剂能够适当调节土壤pH,降低土壤有效Cd含量,进而降低水稻对Cd的吸收。3 750 mL/hm²叶面阻控剂+1 200 kg/hm²土壤调理剂+1 200 kg/hm²重金属钝化剂处理效果最好,糙米中Cd含量最低,土壤中有效Cd和糙米中Cd含量分别下降了33.33%、44.95%。     

基于多指标的镉低积累水稻品种筛选

为筛选高产且镉低积累水稻品种,选择江西省新余市主推的10个早稻和12个晚稻品种为材料,采用田间小区试验,比较不同水稻品种在轻度镉污染农田对镉吸收、积累和富集的差异,测定不同水稻品种的产量、糙米镉含量、富集系数和转运系数等指标。结果表明,不同水稻品种的糙米镉含量差异较大(P<0.05),早稻品种糙米中镉含量为0.11～0.25 mg·kg^-1,晚稻品种糙米中镉含量为0.05～0.21 mg·kg^-1,其中启两优1639、陵两优171和兴安香占等水稻品种糙米的镉含量超过国家限量标准值(0.20 mg·kg^-1)。早稻品种糙米对土壤镉的富集系数为0.26～0.57,晚稻为0.17～0.73;早稻品种谷壳-糙米转运系数为1.12～2.62,晚稻为0.26～2.75;糙米镉含量与富集系数、转运系数相一致。不同品种水稻产量为6.30～11.69 t·hm^-2,早晚稻产量较高的分别是启两优1639和甬优4949。通过多目标的聚类分析,兼顾水稻产量与糙米镉累积情况,筛选出早稻品种陵两优47、晚稻品种甬优494...     

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。     

受镉污染耕地小麦种植中安全利用措施优化研究

为比较不同类型的土壤调理剂与叶面阻控剂、养分管理对镉污染耕地小麦种植降镉（Cd）效果的影响，本文采用响应面法（RSM）中的中心组合设计Box-Behnken Design（BBD）研究了不同类型土壤调理剂、叶面阻控剂和养分调理措施在小麦种植中的降镉效果，探寻最优组合，试验结果显示，不同类别调理剂组合在小麦种植中的降镉效果存在明显差异，平均降镉率以生物型土壤调理剂组合效果最佳。响应曲面分析表明，每667 m² 300 kg生物型调理剂配施200 kg有机肥可达到较理想的安全利用效果，即小麦每667 m²产量353 kg、小麦籽粒镉含量0.058 mg·kg^-1、降镉率84.6%。     

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。     

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)。     

水稻品种镉积累特征及相关性研究

选取22个早稻和15个晚稻品种进行大田试验,研究了不同水稻品种对Cd的积累特征及相关性。结果表明:成熟期水稻不同部位Cd积累量大小依次为根系茎叶稻壳糙米,Cd主要集中在水稻的根部。水稻糙米Cd含量与稻壳的Cd含量相关性不显著,与根系、茎叶中的Cd含量相关性可能与水稻生长环境因素有关。与早稻相比,晚稻对环境Cd具有更强的吸收积累能力,且晚稻所有供试品种的糙米Cd含量均超过食品安全国家标准。     

喀斯特山区高镉稻田治理措施对稻米降镉的效果

为在喀斯特山区筛选出最佳的土壤调理剂、叶面阻控剂和镉低累积水稻品种,并为贵州喀斯特山区污染耕地安全利用提供数据支撑,通过对贵州中部喀斯特山区高镉稻田土壤及稻米进行采样分析,合理设计田间处理方案,采取相同背景下田间小区试验的方式探讨不同土壤调理剂、不同叶面阻控剂对稻米中镉元素含量的降低效果,对比分析不同水稻的籽粒对镉元素的吸附强弱情况。结果显示,在高镉稻田中施用4种含氧化钙的土壤调理剂后,稻米中镉元素含量分别降低83.9%、74.6%、82.1%、51.8%。在分蘖期至灌浆期喷施含锌、硒元素的叶面阻控剂后,稻米镉含量分别降低54.7%、51.7%。3种受试水稻品种稻米镉含量比常规水稻品种降低8.36%、24.5%、33.3%。说明喀斯特山区水稻土中镉元素含量越高,稻米中镉元素的含量就会越高。在高镉区稻田施用由硅灰石、生石灰、沸石及海泡石组成的土壤调理剂(D3)、喷施含Zn元素的叶面阻控剂(Y2)、种植水稻品种成优1479(P3),通过这3种调控措施的联合作用可以达到最大的稻米降镉效果。