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.     

镉低积累品种与调理剂降低黑色岩系农田水稻镉吸收的效果

选择镉中度污染的黑色岩系农田土壤,布置了2个水稻品种与4种调理剂处理组合的盆栽试验,研究了各处理对水稻器官中镉含量的影响。结果表明:镉低积累品种秀水519各器官的镉含量明显低于杂交水稻浙优18的;4种调理剂处理均可提高土壤pH值,促进土壤水溶性镉和交换态镉向碳酸盐结合态镉和残余态镉的转变,从而显著降低土壤有效镉的含量;施用石灰石粉和生物质炭对降低水稻根和茎镉含量的效果较佳,施用石灰石粉+硅肥和石灰石粉对降低叶、稻壳和糙米中镉含量的效果较佳。     

镉低积累品种与调理剂降低黑色岩系农田水稻镉吸收的效果

选择镉中度污染的黑色岩系农田土壤,布置了2个水稻品种与4种调理剂处理组合的盆栽试验,研究了各处理对水稻器官中镉含量的影响。结果表明:镉低积累品种秀水519各器官的镉含量明显低于杂交水稻浙优18的;4种调理剂处理均可提高土壤pH值,促进土壤水溶性镉和交换态镉向碳酸盐结合态镉和残余态镉的转变,从而显著降低土壤有效镉的含量;施用石灰石粉和生物质炭对降低水稻根和茎镉含量的效果较佳,施用石灰石粉+硅肥和石灰石粉对降低叶、稻壳和糙米中镉含量的效果较佳。     

不同改良剂对Cd污染土壤及水稻Cd吸收转运的影响

本研究以位于浙江省金华市某村农田重金属Cd轻度污染土壤为研究对象,以不添加改良剂为对照(CK),比较石灰类调理剂、甲壳素、生物炭等3种改良剂对水稻安全生产的影响。结果显示,不同改良剂处理提高了土壤pH值和有机质含量,但无显著变化;且均降低土壤中有效态Cd含量,其中生物炭和石灰类调理剂处理有效态Cd下降最显著,与对照相比分别降低了10.32%和8.29%。石灰类调理剂处理对水稻体内各部位的富集系数及转运系数均表现出最低。石灰类调理剂及生物炭用量在1 200 kg·hm^-2和2 250 kg·hm^-2下,可使稻谷籽粒(糙米)中的Cd含量控制在食品安全国家标准的限量以内。综上所述,石灰类调理剂处理对Cd污染农田土壤治理效果最好。     

秸秆还田配施石灰对水田土壤铜、锌、铅、镉活性的影响

秸秆还田是我国培肥地力和增加农田土壤碳固定的重要措施,但进入农田的秸秆存在着活化土壤重金属的风险。为了解不同来源的秸秆对污染水平不同农田土壤重金属活性的影响,采取相应措施防止因秸秆还田对农田土壤重金属的激活,开展了盆栽和田间小区试验研究秸秆还田配施石灰对水田土壤铜、锌、镉、铅活性的影响。盆栽和田间试验在轻度和重度污染 2 种土壤上同时进行。盆栽试验中施用秸秆包括重污染水稻秸秆、轻污染水稻秸秆和轻污染油菜秸秆 3 种,石灰用量设对照（0 kg·hm^-2）和石灰处理（750 kg·hm^-2）2 个处理;田间小区试验设对照（不施秸秆和石灰）、秸秆还田及秸秆还田+石灰 3 个处理。动态观察了试验过程中土壤有效态重金属、重金属形态及水稻籽粒中重金属积累情况。结果表明,试验初期（前 20 d）秸秆还田显著增加了水田土壤中水溶性有机碳与水溶性重金属的含量;与对照处理比较,水溶性重金属含量以重度污染土壤增幅较为明显。试验后期（60 d 后）秸秆还田对土壤重金属的活性的影响逐渐变得不明显。油菜秸秆还田土壤中水溶性重金属含量低于水稻秸秆还田,重污染水稻秸秆还田土壤中水溶性重金属含量高于低污染水稻秸秆还田。盆栽试验和田间试验的结果都表明,重污染水稻秸秆还田可轻微增加水稻籽粒中镉的积累,但轻度污染水稻秸秆还田与油菜秸秆还田对水稻籽粒镉积累的影响较小;3 种秸秆还田对水稻籽粒铅、铜、锌积累的影响不明显。配施石灰可显著降低土壤中水溶性重金属的含量,降低水稻籽粒中重金属的积累。研究认为,在污染农田管理上应控制重污染水稻秸秆还田,在秸秆还田的同时适量配施石灰。     

不同土壤调理剂对土壤及水稻重金属含量的影响

为贵州省重金属污染土壤耕地生产障碍修复提供基础数据支撑,以不施用土壤调理剂为空白对照,研究不同土壤调理剂施用对酸性稻田土的水稻重金属含量的影响。结果表明：在pH≤5.50的酸性土壤环境,施用楚戈土壤调理剂、海泡石粉和特贝钙土壤调理剂后,各处理间水稻籽粒重金属的含量无显著差异,但可一定程度降低水稻籽粒重金属镉和铬含量,镉含量降幅为1.49%～29.15%,铬含量降幅为20.00%;各处理间土壤重金属含量无显著差异,但可降低汞含量,降幅为13.69%～23.40%;3种土壤调理剂对水稻产量均无明显影响,且各处理间无显著差异;施用特贝钙土壤调理剂后,水稻籽粒对重金属镉、汞、砷、铅和铬的富集系数均低于1,且对镉的富集系数最大,为0.931 9。该区域主要为水稻籽粒镉超标,海泡石粉和特贝钙土壤调理剂均可使水稻籽粒镉降低至限量值以下,且以特贝钙土壤调理剂表现最优,降幅为43.56%。     

9种钝化剂对耕地土壤镉的钝化效果

为镉污染耕地土壤修复与作物种植提供科学依据,在清镇市红枫湖镇设置田间试验,比较了施加9种土壤钝化剂对土壤和白菜重金属镉含量的影响。结果表明:施加石灰的休闲土壤(不种白菜)有效态镉含量降低最多,降幅为67.97%;施加玉米生物炭的种植白菜土壤有效态镉含量降低最多,降幅为48.02%;施加玉米生物炭、土壤修复调理剂和楚戈牌土壤调理剂的白菜中镉含量较不施加的对照下降最多,降幅达17.0%左右。认为9种钝化剂对耕地土壤镉均有一定钝化效果,而8种钝化剂对白菜镉吸收积累有一定阻滞效果,建议镉污染耕地土壤修复利用施加钝化剂时,优先选用石灰、玉米生物炭、土壤调理剂。     

不同调理剂对富硒高镉农田水稻降镉增硒效果研究

为探讨不同修复措施对硒镉高背景区水稻的降镉增硒效果，在田间试验条件下，设置不同土壤调理剂处理进行效果对比，分析其对水稻产量、不同部位镉硒吸收转运、土壤pH、有效态镉含量及镉的化学形态等的影响。结果表明：除单施钙镁磷肥外，其余处理产量均较对照显著增加，增产范围在11.95%~25.98%。不同调理剂均较对照降低籽粒中镉含量以及提升硒含量，各处理下籽粒硒含量均达到《富硒稻谷》标准，除石灰处理外其余各调理剂处理籽粒镉含量均在食品安全国家标准（0.2 mg·kg^-1）以下，其中生物有机肥对水稻籽粒降镉增硒效果最好。相较对照，施用不同调理剂土壤pH值增加0.10~0.61个单位，从而降低了土壤有效态镉的含量，使土壤镉向残渣态转化。其中森美思处理下土壤镉的弱酸提取态降幅最大，达到17.59%；生物有机肥处理下土壤镉的可还原态降幅最大，为40.13%。钙镁磷肥＋硫酸钾、森美思和生物有机肥处理下投入产出比显著高于其余处理，分别为3.39、3.31和3.18。综合来看，在硒镉高背景土壤中安全生产富硒水稻时，施用生物有机肥可以有效降低土壤镉有效性，抑制水稻中镉的迁移转运并促进籽粒对硒的富集，且具有较高的经济效益和可操作性。     

不同钝化材料对弱酸性稻田稻米吸收镉的影响

为了找到适宜弱酸性镉轻度污染稻田应用的钝化材料及用量，通过田间小区试验设置不同钝化材料处理，探究其对弱酸性镉（Cd）轻度污染稻田（pH值范围6.1~6.5）土壤pH值、全Cd含量、有效态Cd含量、稻米Cd含量及水稻产量的影响。研究结果表明：与CK相比，施加0.1%生石灰、0.3%微米羟基磷灰石、0.3%洁地保土壤调理剂均显著提升土壤pH值，分别提高了约0.86、0.66、0.28个单位，使土壤环境由弱酸性向中性过渡或转变为中性；各处理土壤全Cd含量无显著性差异，0.1%生石灰、0.3%微米羟基磷灰石、0.5%稻壳生物炭、0.3%洁地保土壤调理剂处理土壤有效态Cd含量均显著降低（P<0.05），下降率分别为20.08%、20.92%、13.99%、20.60%；各处理稻米Cd含量均显著降低22.02%~72.80%，均符合《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762-2017），降Cd效果显著，其中0.1%生石灰、0.3%微米羟基磷灰石、0.3%洁地保土壤调理剂处理稻米Cd降Cd率均在60%以上；各处理水稻产量均无显著差异，且小幅增产1.23%~6.13%。结合适宜水稻生长发育的土壤pH值范围、综合考虑钝化材料长效稳定性，建议施用0.3%微米羟基磷灰石或0.3%洁地保土壤调理剂。研究结果可为今后指导弱酸性Cd轻度污染稻田原位钝化修复技术的应用与研究提供一定的科学依据和理论基础。     

不同耕作措施对土壤和水稻籽粒重金属累积的影响

通过在成都某耕层重金属含量显著高于亚耕层且具有轻度镉污染农田上开展的小区试验,研究了5种耕作措施对土壤及水稻籽粒重金属积累的影响。结果表明:耕作措施对耕层土壤及水稻籽粒铅、镉含量影响显著;水稻籽粒铅、镉含量与土壤耕层的铅、镉含量显著正相关,土壤p H与水稻籽粒铅、镉含量显著负相关;深翻土壤+施用有机肥(T5)的耕作措施可以显著高土壤p H,对降低土壤及水稻籽粒铅、镉含量的效果最佳。因此,建议在成都平原地区具有轻度镉污染农田使用深翻土壤+施用有机肥的耕作措施种植水稻。     

不同修复剂对轻度重金属污染农田玉米土壤和农产品的影响

通过在轻度重金属污染农田中施用5种土壤调理剂、5种微生物菌剂,比较重金属在土壤、玉米籽粒中积累情况和对产量影响,筛选可降低土壤、玉米籽实重金属含量的适宜调理剂。结果表明,调理剂和微生物菌剂均降低了土壤中重金属的含量,调理剂对玉米籽粒中As含量、微生物菌剂对玉米籽粒中Cd和As含量的降低效果较好,3种土壤调理剂和2种微生物菌剂处理增加了玉米产量。综合考虑,江苏天象、南京宁粮两种土壤调理剂和迈科珍微生物菌剂对降低土壤、玉米籽粒重金属含量,增加产量方面效果较好,建议在该地区进一步探索研究。     

不同土壤调理剂对水稻生长及镉积累的影响

通过对田间分区试验,研究了不同调理剂(A、B、C)对水稻生长特性、产量和吸收积累镉的影响。结果表明:2个水稻品种在施用不同种类、不同添加量的土壤调理剂后,种间差异不显著,分区间差异显著。相比对照组,施加土壤调理剂A、B、C后,对2种水稻品种的相关特性和产量都有一定的提升作用,并且可以显著提高水稻田土壤pH值和降低土壤中有效镉的含量,水稻糙米、稻壳、茎叶和根系中的镉含量有明显降低,且均呈下降趋势;根部向茎叶、茎叶向稻壳转运系数和稻壳向糙米相比于对照,均呈现下降趋势,且均达到了显著性水平。综上表明,采用450 kg/667m2的土壤调理剂A时,2个水稻品种相关整体指标最佳,有利于水稻增产和品质的提升,降低土壤镉生物有效性,抑制镉的迁移转运,降低水稻植株中镉含量和镉积累量。     

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。     

钝化剂对酸性镉轻度污染土壤的修复效果

为了解常用钝化剂对酸性镉轻度污染农田土壤的修复效果,在水稻-小麦种植模式下于2016—2018年进行不同用量生石灰、钙镁磷肥、生物质炭、羟基磷灰石等4种钝化剂对土壤酸碱度、有效镉和籽粒中镉积累影响的试验。结果表明,生石灰、钙镁磷肥、生物质炭、羟基磷灰石等4种钝化剂均可有效提高土壤pH值,降低土壤有效镉及水稻、小麦籽粒中镉的含量。其效果随钝化剂用量的增加而增加,对降低水稻籽粒中镉积累的效果大于对小麦籽粒中镉积累的效果。与对照土壤比较,4种钝化材料均不会对土壤肥力质量产生负面影响,并可轻微增加作物的产量。钝化效果以生石灰和生物质炭为最佳,生石灰、生物质炭的用量分别以3.004.50和7.50 t·hm^-2为宜。     

受污染耕地安全利用措施验证试验

土壤重金属因不能被土壤微生物分解而易蓄积,影响玉米安全生产,危害人体健康,解决土壤重金属污染势在必行。为进一步验证施用叶面阻控剂、土壤调理剂、微生物菌剂对玉米籽粒中镉、铅重金属的吸附能力大小,为今后受污染耕地安全利用提供科学依据特安排本试验。结果表明,喷施叶面阻控剂可显著降低玉米籽粒镉含量;施用土壤调理剂可有效降低土壤有效态砷含量而降低玉米籽粒砷含量;施用微生物菌剂可显著降低土壤有效态镉含量而降低玉米籽粒镉含量。     

莲都区镉轻度污染农田安全利用技术探索

在丽水市莲都区施用叶面肥和钝化剂产品开展镉轻度污染农田安全利用试验研究,结果表明,施用牡蛎壳粉和喷施叶面阻控剂后,稻米镉含量显著降低,通过合理施用钝化剂和叶面阻控剂后,可减少镉从土壤向水稻籽粒中转移,从而保证大部分稻田稻米镉低于食品安全污染物国家限量标准。     

稻田镉砷污染阻控原理与技术应用

我国农田土壤重金属污染治理已成为重大国家需求;水稻是重金属超标最为严重的粮食作物;镉/砷污染稻田是农田重金属污染治理的重点与难点。以农产品安全为目标,以定向调控重金属的活性、阻隔其转移的阻控技术,是农田重金属污染治理的新思路,对解决稻田重金属污染治理难题具有重大意义。铁是稻田中最为重要的活性元素,稻田铁循环是连接养分循环与镉/砷行为的枢纽;调控铁与碳/氮循环的耦合过程,可降低土壤中镉/砷向水稻根系迁移的活性,从而减少水稻植株吸收积累镉/砷。硅与硒等营养元素与水稻镉/砷吸收转运密切相关,外源施加硅/硒养分可降低水稻吸收、转运镉/砷的功能基因表达,提高其解毒功能基因表达,从而抑制镉/砷从水稻根系向籽粒的转运。基于以上原理研发了硅/硒营养调控的生理阻隔技术、铁循环调控的钝化技术,并研制了相应的产品。大田试验结果表明,生理阻隔和土壤钝化技术单独应用或组合应用,均可有效降低稻米中镉/砷含量,从而提高稻米的安全性,具有广阔的应用前景。     

连续施用改性生物质炭对镉铅土壤修复效果及其对微生物群落结构的影响

为探究磷酸改性生物质炭对石灰性污染土壤重金属的稳定效果及对微生物群落结构的影响,于2015—2019年选择豫北某地污染农田土壤开展连续5a的定位试验。研究选用磷酸改性稻壳生物质炭为土壤调理剂,设置土壤调理剂不同年限的连续施用处理,分析土壤有效态镉、铅含量及小麦籽粒镉、铅含量,以探究调理剂钝化效果的持续性,借助高通量测序...     

钝化剂对农田土壤镉污染的原位钝化修复效应研究

选择野外镉(Cd)污染农田,以小麦(第一季)、水稻(第二季)为模式作物,以蒙脱土、钙镁磷肥、磷矿石、重钙、普钙为钝化修复材料(施加浓度为1.3 kg·m-2),并配施石灰(0.52 kg·m-2),研究其对小麦、水稻产量及籽粒中Cd含量、土壤pH以及土壤中Cd形态分布的影响,考察不同钝化剂对农田土壤Cd污染的原位钝化修复效果。结果表明:施用不同钝化剂后均显著抑制小麦和水稻籽粒对Cd的吸收,而配施石灰能更进一步抑制小麦和水稻对Cd的吸收。第一季,钙镁磷肥和蒙脱石配施石灰的抑制效果最好,钙镁磷肥配施石灰和蒙脱土配施石灰降幅分别达到78.7%和72.8%;第二季,钙镁磷肥和重钙配施石灰的抑制效果最好,钙镁磷肥配施石灰和重钙配施石灰降幅分别达到82.83%和67.43%。研究发现钝化剂显著降低土壤酸溶态Cd含量,而小麦和水稻籽粒中Cd含量与土壤pH呈极显著负相关关系,相关系数分别为-0.817和-0.718;与土壤酸溶态Cd呈显著正相关关系,相关系数分别为0.769和0.613;同时发现施用钝化剂后小麦、水稻的产量均有显著提高,增幅最大的为可溶性磷肥重钙和钙镁磷肥,原因可能是施入的改良剂减缓了Cd毒性,同时提供了作物生长所需的钙、镁、磷等必需营养元素。根据田间试验效果,钙镁磷肥配施石灰对降低小麦和水稻中Cd含量的效果最显著,可推荐作为Cd污染土壤的改良剂。旱作条件下,蒙脱石配施石灰也是Cd污染农田改良剂的较好选择,而稻作条件下则不宜使用。     

Cd污染稻田专用土壤调理剂修复效果评价（英文）

采用大田试验,以常规施肥为对照,并与施用石灰进行对比,对14个镉(Cd)污染稻田土壤专用调理剂进行效果分析与评价。结果表明,施用土壤调理剂对水稻产量无显著影响;土壤调理剂降低稻米Cd含量的效果相对稳定,但不同土壤调理剂降低稻米Cd含量的效果存在较大差异。早、晚稻施用土壤调理剂的稻米Cd含量降幅分别为22.65%～44.24%和15.20%～63.03%,降低水稻茎叶Cd含量的效果与之趋势相同。聚类分析结果表明,土壤调理剂主要分为三类:一类依靠提升土壤pH值,钝化土壤Cd活性,减少土壤Cd向水稻体内迁移转运,降低稻米Cd含量的效果较好;一类主要利用相关元素与镉产生的拮抗作用,抑制水稻茎秆中Cd向稻米的迁移和再分配,但降Cd效果一般;还有一类为中等稻米降Cd效果的产品类型,其作用机制可能是前两类的效果兼而有之,但稻米降Cd效果有待增强。