镉污染稻田水分调控与石灰耦合的季节性休耕修复效应（英文）

以镉(Cd)污染稻田为对象,研究休耕期间采用水分管理和施用石灰组合措施对土壤理化性状,及复耕后水稻产量和稻米Cd含量的影响。结果表明,与干旱处理相比,休耕淹水处理的土壤p H值下降,土壤有机质和阳离子交换量分布提高了,并降低了土壤有效态镉和稻米镉含量;干旱或淹水休耕,水稻产量均增加;施用石灰显著降低了稻米镉含量,其作用效果随石灰用量的增加呈线性增加趋势,每施用石灰1 000 kg/hm~2的土壤p H值提高0.24个单位、土壤有效态Cd含量降低0.007 5 mg/kg;干旱休耕时,晚稻降低稻米Cd含量效果最佳的石灰施用量为5 120kg/hm~2,稻米Cd含量为0.12 mg/kg;淹水休耕时,晚稻降低稻米Cd含量效果最佳的石灰施用量为4636 kg/hm~2,稻米Cd含量为0.10 mg/kg,总体结果表明,镉污染稻田采取淹水+石灰的休耕模式更有利于降低复耕后稻米Cd含量。     

不同有机酸对石灰性土壤镉污染修复效应研究

【目的】 研究不同有机酸和滴灌技术结合对土壤镉污染的修复效应。【方法】采用盆栽试验,将有机酸溶液分时期滴入土壤中,测定玉米和小白菜土壤的不同形态镉含量。【结果】不同分子量有机酸对小白菜土壤镉修复效果为柠檬酸>酒石酸>草酸>黄腐酸,玉米为柠檬酸>草酸>黄腐酸>酒石酸。混合酸与单施有机酸中,对小白菜土壤镉修复效果为酒石酸>草酸+黄腐酸>酒石酸+黄腐酸>草酸>黄腐酸,玉米为草酸>黄腐酸>草酸+黄腐酸>酒石酸>酒石酸+黄腐酸。硝酸浸提有机肥对玉米和小白菜修复效果均较好。【结论】在小白菜土壤中,单施柠檬酸与单施酒石酸修复效果较好,玉米为单施柠檬酸和单施草酸修复效果较好;有机肥硝酸浸提液对两种作物修复效果均较好。     

剑麻与石灰对镉污染土壤修复研究

通过盆栽试验,研究了不同镉(Cd)污染水平和石灰处理下剑麻植株的长势及剑麻体内的Cd含量,结果表明:在Cd 25 mg/kg污染土壤中剑麻生长受影响不大,在Cd 50 mg/kg污染土壤中剑麻可以生长,当Cd污染水平达到100 mg/kg时剑麻受毒害严重;剑麻对Cd的吸收量地下部明显高于地上部;在Cd≤50 mg/kg污染土壤中加入石灰并没有增加剑麻对Cd的迁移量;而在Cd污染浓度相同的土壤条件下,施加石灰处理的剑麻对Cd的迁移量低于不加石灰处理;在Cd重度污染的土壤中增加石灰用量可促进剑麻的生长,表明石灰与剑麻相结合对Cd重度污染土壤具有一定的修复意义.     

牡蛎壳粉对稻田土壤酸化与镉污染的协同调控效应

【目的】土壤酸化与重金属污染是我国南方地区水稻生产中面临的两大障碍因素。牡蛎壳属于一种废弃的天然多孔的强碱性生物质材料,来源丰富,对其进行开发利用具有非常广阔的前景。研究旨在探究牡蛎壳粉对土壤酸化改良和重金属污染的协同修复效果。【方法】采用镉污染土壤分别添加不同剂量的热解改性牡蛎壳粉（质量比为0%、2%、4%、6%）开展水稻盆栽试验,研究牡蛎壳粉对土壤pH、土壤Cd形态分布特征以及水稻植株Cd吸收积累的影响。【结果】施加牡蛎粉后土壤pH值呈上升趋势,其中2%、4%处理移栽前提升了0.46,0.73个pH单位;分蘖期提升了0.49,0.63个pH单位。成熟期土壤pH值随牡蛎壳粉的添加而上升,上升幅度为0.48～0.56。添加牡蛎粉会降低水稻土壤中酸可提取态Cd浓度,其中2%处理显著下降82.04%。可还原Cd浓度随牡蛎壳粉的添加呈下降趋势,其中6%处理显著下降40%。与0%处理相比,2%、4%处理的可氧化态Cd浓度显著下降40%和30%,6%处理无显著变化。施加牡蛎壳粉后水稻各部位的Cd浓度呈下降趋势,其中4%处理根部Cd浓度下降47%。与不施加牡蛎壳粉相比,茎叶部Cd浓度在2%、4%、...     

镉污染稻田修复效果评估指标体系的构建

为科学评估镉污染稻田修复效果,运用理论分析、文献分析、德尔菲法与层次分析方法开展了评估指标筛选与权重确定研究,建立了镉污染稻田修复效果评估指标体系。基于修复效果评估目标,指标体系包括土壤肥力、重金属污染、水稻生长安全、修复经济安全等4个准则层下共15个评估指标。指标体系的准则层中水稻生长安全权重(0.430)和重金属污染权重(0.340)最大,指标层中土壤有效镉消减量权重(0.219)和糙米含镉量权重(0.259)最大,本指标体系权重分配体现了粮食安全和土壤环境安全是镉污染稻田土壤修复的主要关注点。     

镉污染联合修复技术对水稻田修复效应

通过大田试验,分析镉(Cd)污染修复联合技术对水稻田土壤Cd的生物有效性及其水稻生长的影响。研究结果表明,联合技术"低积累品种+钝化剂+水分管理+叶面阻控"对促进水稻生长与籽粒Cd含量降低效果最佳,该技术能有效促进土壤pH增加12.8%,水稻分蘖数、株高与产量依次增加71.1%、24.7%与19.9%;水稻籽粒中Cd含量降低45.0%,达《食品安全国家标准食品中污染物限量值》要求。因此,该研究结果为实现Cd污染稻田的农业安全生产提供理论依据,镉污染联合修复技术有利于大面积Cd污染农田修复治理的推广应用。     

镉污染稻田专用土壤调理剂修复效果评价

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22.6%~44.2%和15.2%~63.0%,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:第一类依靠提升土壤p H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;第二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;第三类为中等稻米降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。     

不同钝化剂对镉污染稻田的修复效果比较

为农田土壤修复筛选合适的镉钝化剂,通过盆栽试验,设置10个钝化剂处理：T1（矿石、纳米生物炭等）、T2（生石灰）、T3（牡蛎壳等）、T4（CaO）、T5（硅钙肥）、T6（羊粪有机肥）、T7（枯草芽孢杆菌等）、T8（猪粪有机肥）、T9（牡蛎壳）及T10（微生物等）,比较研究10种钝化剂对镉污染稻田的修复效果及水稻生长的影响。结果显示,钝化剂可以提高稻田土壤的pH,并改变土壤镉的赋存形态。各处理土壤可交换态镉含量较对照下降4.6%~44.8%,其中T8（44.8%）、T6（36%）、T1（31.15%）、T10（28.4%）下降幅度较大;碳酸盐结合态含量上升;铁锰氧化物结合态及有机物结合态的含量变化不明显;残渣态镉的比例呈现上升趋势,T6处理上升幅度最大,较CK增加53.85%。各钝化剂处理水稻籽粒生物量增加5.75%~25.30%。水稻籽粒、稻壳和秸秆的Cd含量呈现秸秆>籽粒>稻壳的规律,籽粒镉含量在0.068~0.254 mg/kg,T2（0.152 mg/kg）、T5（0.143 mg/kg）、T6（0.088 mg/kg）、T7（0.126 mg/kg）、T8（0.072 mg/kg）、T9（0.068 mg/kg）和T10（0.071 mg/kg）7个钝化剂处理低于国家限量标准（0.2 mg/kg）,其中T6、T8、T9、T10籽粒镉含量较CK分别下降了61.90%、68.83%、70.56%、69.26%,降幅较大。综合土壤镉形态转化、水稻生物量和籽粒镉含量来看,钝化效果较好的是T2（生石灰）、T6（羊粪有机肥）和T8（猪粪有机肥）处理。     

海泡石对镉污染稻田钝化修复效果的稳定性

为探究海泡石对镉污染稻田土壤的钝化修复效果及其稳定性影响,通过开展连续两年4季的大田试验,分析成熟期稻米镉含量和土壤有效态镉含量,研究海泡石在异地对镉污染水稻土壤修复的适应性以及其修复效果的持久性效应,并通过分析稻米品质以及土壤酶活性,考察海泡石钝化修复对稻米品质和土壤环境的影响。结果表明:一次性施用不同剂量海泡石后,海泡石对镉污染稻田具有持续的钝化效果,能够显著降低糙米镉含量,但是其钝化作用随着时间延长有减弱趋势。海泡石钝化处理使第一年早稻和晚稻糙米镉含量分别比对照降低了21.0%~79.0%和63.8%~88.0%,其中当海泡石的添加量达到1.00 kg·m^-2时,可以使第一年早稻糙米镉含量降到我国食品中污染物限量标准(GB 2762—2017)中规定的限值(0.20 mg·kg^-1)以下,但只有海泡石的添加量达到最大2.00 kg·m^-2时,才能使第一年晚稻糙米镉含量降到该标准限值以下;第二年,海泡石钝化处理使早稻和晚稻糙米镉含量分别比对照降低了4.0%~73.5%和21.4%~81.0%,但是只有海泡石施用剂量达到最大2.00 kg·m^-2时,才能使第二年早稻糙米镉含量降到标准限值0.20 mg·kg^-1以下,达到安全生产的目的,而其余处理的早稻和晚稻糙米镉含量均高于限量标准。研究表明,海泡石对镉污染稻田土壤镉具有较好的钝化修复效果,可以保障水稻的安全生产,但是在田间修复过程中,需要跟踪监测海泡石的钝化效果,必要情况下需要复施以确保其修复效果的持久稳定性。     

4种土壤调理剂对镉污染稻田修复效果

在湖南省湘潭县典型镉污染稻区开展田间小区试验,研究4种天然矿物类土壤调理剂对农田土壤和水稻中镉、铅含量的影响。结果表明:与对照(不施用调理剂)相比,施用天然矿物类土壤调理剂的4个处理,土壤pH值提高0.31～0.63,土壤有效镉含量降低6.5%～15.9%,稻米镉含量降低34.5%～55.2%,稻米降镉效果顺序为:土壤调理剂A2土壤调理剂A3土壤调理剂A1土壤调理剂A4。施用4种调理剂对土壤总铅、稻米铅含量、水稻产量、产值及产投比的影响均不明显。     

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。     

不同钝化剂对稻田镉污染修复和迁移的影响

通过对镉污染稻田的原位修复治理试验,对比研究了改性电厂灰（BFA）、生石灰（CaO）、石灰石（CaCO₃）、稻壳生物炭（BC）、硫酸亚铁（FeSO₄）和零价铁粉（Fe）对镉污染稻田土壤钝化修复效果及Cd在土壤—水稻体系迁移的影响。结果表明：6种钝化材料处理对土壤总Cd及有效态Cd降低率变化范围分别为0.519～6.25 mg·kg^-1（-5.31%～14.5%）、0.290～0.330 mg·kg^-1（-3.13%～12.5%）,但处理之间无显著性差异。在200～600 kg·acre^-1施加量下CaO和CaCO₃处理可以使土壤pH值分别提高0.38～0.80、0.25～0.48个单位,施加改性电厂灰能够使土壤pH提升0.21～0.28个单位,生物质炭和铁粉处理对土壤pH无明显影响。与对照组相比,6种材料可使水稻产量增幅-6.20%～32.2%,籽粒Cd含量降低3.35%～61.0%,其中400 kg·acre^-1 CaO、600 kg·acre^-1 FeSO₄、600 kg·acre^-1 BFA处理对水稻籽粒中Cd含量降幅最大,分别达到61.0%、55.4%、44.2%;在土壤-水稻体系中,水稻不同部位对Cd的富集表现为根>茎叶>籽粒,其中400 kg·acre^-1 CaO、600 kg·acre^-1 FeSO₄、600 kg·acre^-1BFA处理均可降低水稻各部位对Cd的富集系数。     

不同钝化剂对水稻田镉污染的修复效应

通过大田试验,分析不同钝化剂对水稻田土壤镉(Cd)污染的修复效果及对水稻生长的影响。结果表明,石灰、生物炭、有机肥、钙镁磷肥处理均能显著增加土壤pH值,分别增加12.9%、5.7%、4.7%和5.5%。石灰、生物炭与钙镁磷肥处理能显著降低土壤有效态Cd含量,降低作用表现为石灰>生物炭>钙镁磷肥,分别降低50.0%、33.7%与15.1%。石灰、有机肥、钙镁磷肥处理能显著增加水稻产量,增幅分别达16.2%、20.1%和11.1%。石灰处理的水稻籽粒中Cd含量下降幅度最大,达41.3%。石灰对Cd污染水稻田土壤修复方面表现出高效的修复潜力,可为浙江省水稻田Cd污染土壤修复治理提供科学依据。     

不同改良剂对铅镉污染稻田的改良效应研究

试验于1999年在湖南省郴州市苏仙区白露塘镇的铅、镉中度污染稻田进行.设4种改良剂,3种用量水平外加空白对照计13个处理,研究不同改良剂处理对水稻生长发育和产量以及糙米和土壤中铅、镉含量的影响,并分析了土壤铅、镉的形态变化.结果表明,除中、高量石灰处理外,其他各处理均能改善水稻的生长发育,促进干物质生产,提高产量;所有处理均可在一定程度上降低土壤和糙米中有效铅、镉含量;施用改良剂对土壤铅、镉形态变化的影响突出表现为交换态含量下降及碳酸盐态和专性吸附态含量增加,处理间有差异.     

土壤调理剂对不同成土母质镉污染稻田的修复效果

在湖南宁乡、湖北大治、江西九江3地选择由不同母质发育而成的镉污染土壤进行早、晚稻连续施用土壤调理剂的田间试验,考察土壤调理剂对土壤pH值、土壤Cd有效态含量、稻米Cd含量等的影响。结果表明:与不施土壤调理剂的对照相比,不同母质发育而成的土壤,施用土壤调理剂后其pH值提高了0.32～0.80个单位,土壤中有效Cd含量下降了22.05%～66.10%,稻米Cd含量减少了33.22%～65.96%;同时,施用土壤调理剂还能提高水稻的经济性状,增加水稻产量,土壤调理剂用量为100 kg/667m~2时,增产率为5.38%～8.10%;土壤调理剂用量为150 kg/667m~2时,增产率为9.32%～11.15%。这说明土壤调理剂可有效改善酸性土壤理化性质,降低土壤镉的可移动性,减少水稻镉吸收,提升稻谷产量,进而提高经济效益。     

基于土壤质量的改良剂修复镉污染稻田综合效果评价

受污染农田修复技术应用效果的综合评价,在当前我国土壤污染管控与修复工作中尤为重要和紧迫。本文针对自主研发的改良剂,在我国华南地区受镉（Cd）污染的水稻种植区开展野外大田试验,重点围绕土壤环境、肥力和健康质量的变化,探索改良剂施用对土壤质量的影响;选择DTPA浸提态Cd、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、阳离子交换量（CEC）、糙米Cd和稻谷产量构建指标体系,利用动态加权综合评价模型评判改良剂的修复效果。结果表明,当改良剂施用量为6 000 kg·hm^-2和7 500 kg·hm^-2时,DTPA浸提态Cd含量分别减少10.5%和8.8%。当改良剂用量为6 000 kg·hm^-2时,有机质含量减小6.3%;改良剂没有显著影响碱解氮、有效磷和CEC含量,但是显著提高了速效钾含量。当改良剂用量为1 500 kg·hm^-2时,糙米Cd含量增加23.9%;当改良剂用量≥4 500 kg·hm^-2时,糙米Cd含量显著低于国家标准,且修复效率（RE）均超过40%。当改良剂用量为4 500 kg·hm^-2时,稻谷产量增加18.7%。采用动态加权综合评价模型研究发现,当用量为6 000 kg·hm^-2时,改良剂修复Cd污染稻田的综合效果最佳。     

不同螯合剂强化青葙修复土壤镉污染的效应

【目的】研究6种螯合剂对土壤可提取态镉(Cd)含量及青葙吸收富集Cd的影响,筛选出青葙富集Cd的最佳螯合剂及其最佳浓度,为提高青葙对Cd污染土壤的修复能力提供理论参考。【方法】采用盆栽试验,以青葙为Cd修复植物,在总Cd含量为5.72 mg/kg、可提取态Cd含量为2.62 mg/kg的土壤中,分别加入浓度梯度为0(对照)、1.0、2.5、5.0、8.0和10.0 mmol/kg的6种螯合剂(苹果酸、柠檬酸、酒石酸、草酸、腐殖酸和EDTA),分析不同处理的土壤可提取态Cd含量、青葙生物量及青葙各部位对Cd的富集量。【结果】除腐殖酸外,加入不同浓度的螯合剂后,土壤可提取态Cd含量均高于对照组,加入10.0 mmol/kg柠檬酸时土壤可提取态Cd含量(3.18±0.29 mg/kg)最高,比对照组增加22.8%。在土壤中添加不同浓度的EDTA后,青葙幼苗干枯死亡;加入不同浓度的酒石酸、苹果酸、柠檬酸和草酸后,青葙根、茎、叶的Cd含量均有所增加,其中以5.0 mmol/kg柠檬酸处理青葙叶片中的Cd含量(143.00±14.60 mg/kg)最高,为对照组的2.74倍。添加5.0 mmol/kg的酒石酸、苹果酸、柠檬酸和草酸后,青葙根、茎、叶的生物量均低于对照组,其中柠檬酸和草酸处理对青葙生长的抑制作用较小,生物量较高,且该浓度下柠檬酸处理青葙对Cd的提取总量(0.199±0.006 mg/株)最高。【结论】不同螯合剂种类及浓度强化青葙修复土壤Cd污染的效应存在差异,其中以添加5.0 mmol/kg柠檬酸的螯合效果最佳。     

镉污染稻田土壤调理剂研究进展与展望

土壤镉污染是当前南方稻田面临的一大难题.从介绍镉胁迫对水稻的影响入手,总结了目前报道的土壤调节剂种类、土壤调理剂对水稻产量与镉积累的影响及机制、不同土壤调理剂的效果比较等方面的研究进展,同时就土壤调理剂的后续研究提出了研制新型土壤调节剂、降低土壤调节剂的生产成本与价格、明确土壤调节剂的适宜用量、加强土壤调理剂与农艺措施...     

治理式休耕对“长株潭”镉污染稻田土壤理化特性及镉含量的影响

为探索治理式休耕对镉污染稻田的治理效果，在湖南“长株潭”镉污染稻田区域设置29个监测点，探讨对照（正常耕种）、一般休耕和治理式休耕对土壤理化性质、土壤养分状况、总镉及有效态镉含量的影响。结果表明：治理式休耕较不休耕对照土壤有效镉含量显著降低了20.60%，而不休耕对照和一般休耕处理间差异不显著。治理式休耕较不休耕对照土壤pH值显著提高了0.31个单位，并显著提高土壤交换性钙、镁含量15.34%和14.46%；治理式休耕还分别提高了土壤有机质、有效硫和有效硅含量15.45%、15.28%和10.44%。相关性分析表明，土壤有效态镉含量与土壤有机质含量和土壤pH值存在显著负相关关系。研究表明，治理式休耕可以有效治理酸性稻田镉污染，并能显著改善土壤酸化，调节土壤肥力，达到改土培肥的效果。