外源锌对水稻植株镉的累积差异分析

通过水稻威优46盆栽种植试验,研究了外源Zn施用(0,40,80,160 mg/kg 4个水平)对Cd中度(0.72mg/kg)和重度(5.26mg/kg)污染土壤中Cd生物有效性及水稻Cd累积的差异。结果表明:施Zn对各检测指标存在影响,但土壤Cd总量仍是土壤Cd活性和水稻Cd累积差异变动的主控因素。在Cd中度污染土壤中,施Zn降低了土壤交换态Cd含量1.9%~17.0%,但水稻根表铁膜、根和糙米中Cd含量随Zn施用浓度的增大而增大,糙米Cd含量从0.09mg/kg上升到0.17mg/kg,相关分析显示糙米Cd含量与土壤交换态Zn含量显著正线性相关。在Cd重度污染土壤中,施Zn增大了土壤交换态Cd含量2.1%~4.8%,但降低了水稻各部位中Cd含量,当施Zn浓度超过80mg/kg时,糙米Cd含量可从对照组的0.45mg/kg降低到0.12mg/kg,符合国家食品污染物限量标准(GB 2762-2017)的要求,相关分析显示糙米Cd含量与土壤交换态Zn含量显著负线性相关。对2种Cd污染程度的土壤,施Zn均可增大Cd在水稻地下部的累积率,从而降低水稻地上部Cd的累积率。在Cd重度污染土壤中,可通过施Zn降低糙米Cd含量,施Zn量80mg/kg是试验中最佳施用量;但在Cd中度污染土壤中,施Zn有增大糙米Cd含量的风险。     

石灰组配土壤改良剂抑制污染农田水稻镉吸收

为达有效地调控污染稻田水稻糙米对Cd吸收,该研究选取湖南省长株潭地区的湘潭、醴陵和株洲3处不同Cd污染程度田块,研究石灰配施海泡石、钙镁磷肥、有机肥对水稻Cd吸收和累积的影响。结果表明,施用石灰及其组配改良剂均可明显提高土壤pH值,有效降低土壤中酸提取态Cd含量和水稻中Cd含量。与不施用改良剂相比,石灰配施海泡石或有机肥、配施海泡石和有机肥,Cd污染稻田土壤pH值平均升高1.08,0.96和0.93个单位,酸提取态Cd质量分数分别平均降低20.6%,15.6%和21.2%。石灰配施海泡石、有机肥或钙镁磷肥处理下在轻度Cd污染田块中糙米Cd含量较对照分别显著降低了48.3%,46.7%和34.2%,石灰配施有机肥、钙镁磷肥或钙镁磷肥和有机肥处理下在中度Cd污染田块中糙米Cd含量较对照分别显著降低了52.8%,47.8%和37.5%,石灰配施钙镁磷肥和有机肥、有机肥或海泡石处理下在重度Cd污染田块中糙米Cd含量较对照分别显著降低了51.2%,44.6%和42.5%,均低于食品安全国家标准中糙米限量值0.2 mg/kg(GB2762-2017)。相关分析表明,土壤中酸提取态Cd含量与水稻根、茎叶和糙米中Cd含量呈显著正相关关系(P0.05),说明土壤酸提取态Cd含量是影响糙米对Cd吸收的关键因素之一。上述结果说明,石灰配施海泡石、有机肥或钙镁磷肥+有机肥可有效调控污染稻田土壤中Cd进入水稻,实现水稻安全生产。     

阻隔主要外源输入重金属对土壤-水稻系统中镉铅累积的影响

土壤-水稻系统中重金属输入输出调控对稻田污染防治和水稻安全生产具有重要意义。该文研究稻草移除、截断大气沉降、清洁水灌溉等调控措施对稻田土壤-水稻系统中重金属Cd和Pb的累积与运移特征的影响。结果表明,稻草移除、截断大气沉降和清洁水灌溉均能明显降低污染土壤中有效态重金属含量和水稻中重金属的累积量。与稻草还田对照处理相比,除种植早稻后的土壤有效态Pb含量外,稻草移除处理下土壤中有效态Cd、Pb含量均略有降低,且在该处理下,早稻糙米中Pb含量与晚稻糙米中Cd、Pb含量显著降低,降幅分别为3.6%、10.4%和32.4%;稻草移除+截断大气沉降处理下,土壤中有效态Cd、Pb含量均不同程度地下降,种植晚稻后的土壤有效态Pb含量显著降低,除早稻的根和糙米中Cd含量外,其余早晚稻水稻各部位Cd、Pb含量均显著降低,水稻根和茎叶Cd、Pb含量平均降幅分别为32.8%、36.8%和32.2%、24.8%,晚稻糙米Cd、Pb累积量分别显著降低66.3%和22.2%;稻草移除+清洁水灌溉处理下,种植早晚稻后的土壤有效态Cd、Pb含量平均下降幅度分别为11.7%和15.9%,早晚稻各部位Cd、Pb含量降低幅度较大,早晚稻根和茎叶Cd、Pb含量平均降幅分别为38.34%、30.35%和43.4%、13.2%,晚稻糙米中Cd、Pb累积量降幅分别为39.4%、67.2%。分析水稻地上部的Cd、Pb富集与转运系数表明,稻草移除结合截断大气沉降或清洁水灌溉等控源措施可显著降低Cd、Pb在水稻地上部位的富集系数,减少地上部位重金属的累积量。上述结果表明,采用稻草移除结合截断大气沉降或清洁水灌溉措施可进一步降低土壤中有效态Cd、Pb含量和水稻中Cd、Pb富集。因此,控制区域大气污染,净化农田灌溉水等控源措施,同时施行稻草移除等输出污染农田土壤中重金属等策略,可有效实现污染农田土壤安全利用和水稻安全生产。     

污灌稻田生态系统重金属含量分布调查

对鞍山某污灌区稻田土壤、糙米以及灌溉水中重金属Cd、As、Hg、Pb含量进行了采样和分析.结果表明：研究区土壤重金属含量总体上低于现选择土壤环境质量标准所规定的上限.但由于受灌溉水质的影响,灌区中部利用工业废水进行灌溉的区域土壤表层中Cd和Hg含量分别为1.08mg/kg和1.03mg/kg,糙米中Hg含量为0.2mg/kg,均接近或超出相应的国家标准规定的上限,说明灌溉水中的重金属含量水平对土壤和粮食中重金属含量的影响明显,并有可能造成粮食重金属含量超标.因此,工业废水对土壤环境质量和稻米品质的影响较大,应避免直接用于农田灌溉.     

赤泥对污染土壤中Cd,Pb和Zn形态及水稻生长的影响

通过盆栽试验,研究了赤泥对污染土壤中Cd,Pb和Zn形态和水稻糙米中Cd,Pb和Zn含量以及水稻生长的影响。结果表明,添加赤泥可有效提高土壤pH,改变土壤中Cd,Pb和Zn的形态,显著降低土壤中交换态Cd,Pb和Zn含量以及水稻糙米中的Cd,Pb和Zn含量。当赤泥施用量为12.5 g kg-1土时,土壤中交换态Cd,Pb和Zn的含量分别比空白对照降低了40.81%、25.68%和38.48%;水稻糙米中Cd,Pb和Zn的含量分别比空白对照降低了70.45%、42.46%和29.19%。与空白对照相比,赤泥施用量为5.0 g kg-1土时,水稻株高、穗长及每盆粒重均显著提高。但当赤泥施用量超过10.0 g kg-1土时水稻生长会受到抑制。在赤泥农业应用时应考虑其施用量及潜在的环境风险,以免影响作物生长。     

谷壳生物炭与石灰石组配对土壤中Cd有效性的影响

通过水稻盆栽实验,研究了不同添加量的组配改良剂谷壳生物炭和石灰石(TS)对Cd污染土壤的修复效果及水稻对Cd吸收累积的影响。结果表明:(1)添加TS(2~4 g kg~(-1))能显著提高土壤pH值,与对照相比,Cd含量为0.5 mg kg~(-1)和5.0 mg kg~(-1)土壤pH值分别增加了0.69~1.38和0.70~1.12个单位;(2)TS能显著降低土壤中Cd的生物有效性,在Cd含量为0.5 mg kg~(-1)和5.0 mg kg~(-1)土壤中,添加量为2~4 g kg~(-1)时,能使Cd的Ca Cl2提取态含量分别降低13.3%~86.7%和12.2%~73.6%,使Cd的TCLP提取态含量分别降低52.9%~76.5%和37.1%~76.8%;(3)添加TS(2~4 g kg~(-1))能显著降低水稻根系、秸秆、糙米对Cd的吸收累积,在2种不同Cd含量的土壤中(0.5 mg kg~(-1)和5.0 mg kg~(-1)),使糙米Cd含量分别降低了40.8%~60.0%和49.9%~86.6%,糙米Cd含量低于国家食品卫生标准0.2 mg kg~(-1)的限制。     

田间施用石灰和有机肥对水稻吸收镉的影响

通过大田试验探究不同用量的有机肥与石灰对土壤pH、有机质和Cd有效态含量以及不同生育期水稻各器官中积累Cd的动态变化。结果表明:成熟期水稻各器官Cd含量规律为根>茎>叶片>稻壳>糙米。石灰的施用能显著提高土壤pH,在分蘖期时,低用量石灰与高用量石灰处理下土壤pH分别提高1.35,1.84个单位;有机肥的施用可以增加有机质含量,与对照相比,高用量有机肥处理在分蘖期时有机质含量提高6.60 g/kg,在成熟期提高2.72 g/kg。灌浆期是水稻吸收积累Cd的重要时期,石灰和有机肥的施用均能降低灌浆期土壤中有效态Cd含量,高用量有机肥与高用量石灰处理下土壤有效态Cd含量显著降低,分别降低52.05%和46.87%。有机肥和石灰均能显著降低糙米Cd含量,降Cd效果为高用量有机肥>高用量石灰>低用量有机肥>低用量石灰,高用量有机肥处理的效果最好,糙米Cd含量降低68.20%。     

有机物料对污染土壤上水稻重金属吸收的调控效应

采用重金属污染水稻土开展盆栽试验,研究施用有机碳源、菜籽饼和猪粪对不同水稻(汕优63,简称“SY63”;中浙优1号,简称“ZZY1”)重金属吸收的调控效应.结果表明,在重金属污染土壤上ZZY1具有一定的耐性,相同处理时ZZY1糙米、砻糠、秸秆中重金属含量均低于SY63品种,糙米中Cd含量较SY63低57.5％ ～ 83.8％,Cu含量低37.8％ ～ 69.1％,Zn含量低0.88％ ～ 31.7％,食物链风险较SY63品种低.3种有机物料中,施用菜籽饼使两水稻品种糙米中重金属含量明显低于其他处理;与对照相比,施用菜籽饼使SY63糙米中Cd、Cu和Zn含量降低73.5％、52.6％和32.1％,ZZY1糙米Cd含量降低30.5％.在供试重金属污染土壤上可选择具有一定重金属耐性的水稻品种ZZY1进行粮食生产,同时施用适量的菜籽饼以增强其抵御重金属毒害的能力,降低糙米中Cd、Cu和Zn含量及其食物链污染风险.     

钢渣对水稻吸收Cd的影响

以水稻土为供试土壤,进行室外盆栽试验,采用二元二次正交回归组合设计方法,研究了钢渣对Cd污染水稻土中水稻茎叶和糙米中Cd含量的影响。研究结果表明:土壤受Cd污染越严重,水稻茎叶和糙米中Cd含量越大;施入钢渣可以降低水稻茎叶和糙米中Cd含量;施入钢渣的量越大,水稻茎叶和糙米中Cd含量降低的幅度也越大。     

生物有机肥和生物炭对Cd和Pb污染稻田土壤修复的研究

在田间试验条件下,研究施用生物有机肥和生物炭对稻田Cd和Pb污染的钝化修复效果。研究结果表明:施用生物有机肥和生物炭处理可以提高土壤p H值以及土壤养分含量,并显著降低土壤有效态Cd和Pb的含量,且土壤p H值与土壤有效态Cd和Pb的含量呈极显著负相关;生物有机肥和生物炭处理还可以降低水稻体内Cd和Pb的含量,其中水稻糙米Cd降幅达到了22.00%和18.34%,水稻糙米Pb含量的降幅也达到了33.46%和12.31%,且水稻糙米Cd和Pb的含量与土壤有效态Cd和Pb的含量呈显著正相关。综合各处理对土壤p H值、土壤养分含量、土壤有效态Cd和Pb的含量以及水稻Cd和Pb的影响,可以看出生物有机肥和生物炭处理对于Cd和Pb污染稻田土壤有较好的修复效果。     

稻米镉的生物富集系数与其影响因素的量化关系

为进一步明确田间环境中稻米镉的生物富集系数(BCF)与其影响因素的定量关系,以原农业部环境监测总站对我国南方水稻产地的例行监测数据为基础,系统分析了土壤有效镉、pH、土壤有机质(SOM)及阳离子交换量(CEC)与稻米镉BCF的相关关系,并通过多元线性回归构建了二者间的定量关系模型。结果表明:研究区域土壤全镉范围为0.25～10.34 mg/kg,平均值为1.94 mg/kg,是我国《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB15618—2018)中镉污染风险筛选值(0.4 mg/kg)的4.85倍;简单线性相关分析表明,稻米镉的BCF与土壤有效镉和SOM呈极显著正相关(P<0.01),相关系数分别为0.395和0.474,与p H呈极显著负相关(P<0.01),相关系数为–0.470,与CEC呈显著负相关(P<0.05),相关系数为–0.200;通过多元线性回归得到土壤有效镉、pH和SOM构建的三因子量化关系模型lgBCF=–0.346pH+0.013lgSOM+0.181lgCdavailable+2.001(R2=0.560,P<0.01,n=1...     

浙西石灰岩地区土壤和稻米镉含量研究

为理解石灰岩地区农田土壤重金属积累特点及污染风险,以浙西石灰岩地区为例,随机选择了153块重金属污染农田,点对点采集了土壤和水稻样品,分析了土壤和糙米中镉的含量及土壤性状,探讨了石灰岩地区污染农田土壤与稻米镉积累特点及其与土壤性状的关系。结果表明,土壤全镉随粘粒含量的增加而增加,随土壤pH的下降而下降;土壤有效镉占全镉的比例与土壤pH呈负相关,糙米中镉含量与土壤有效镉、水溶性镉呈显著正相关;糙米中镉含量与土壤pH、有机质含量及粘粒含量均呈现显著负相关,土壤pH是影响石灰岩地区农田糙米镉积累最为重要的因素。《土壤环境质量－农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618—2018）的污染风险筛选值并不适用于石灰岩地区高pH的土壤。当6.5 < pH ≤ 7.5时,土壤重金属镉含量与农产品中重金属镉超标结果并不一致,其风险筛选值（0.60 mg kg?1）偏低,实际的风险筛选值可能在0.80 mg kg?1以上。土壤水溶性镉较土壤全镉和有效镉能更好地评估石灰岩地区农作物重金属镉的污染风险。     

赤泥对Cd污染稻田水稻生长及吸收累积Cd的影响

采用田间小区试验,研究了不同赤泥施用量对酸性Cd污染稻田（潮泥田）水稻生长及吸收累积Cd的影响。结果表明,赤泥施用量为4 948 kg·hm-2时水稻产量达到最高,其主要作用是促进了水稻有效穗的形成。同时施用赤泥能显著提高土壤pH,降低土壤有效态Cd含量和减少水稻Cd累积。与不施赤泥的对照相比,施用赤泥3 000 kg·hm-2的处理水稻增产12.4%（P〈0.05）,水稻根Cd降低22.0%（P〈0.05）,糙米Cd（0.14 mg·kg-1）降低40.8%（P〈0.01）,并达到国家粮食卫生标准（GB2715—2005）;当赤泥施用量增至9 000 kg·hm-2时,土壤pH提高12.0%（P〈0.01）,有效态Cd含量降低24.9%（P〈0.05）,水稻根系、茎叶和糙米Cd分别降低55.7%（P〈0.01）、54.5%（P〈0.01）和69.9%（P〈0.01）。表明利用赤泥修复中轻度酸性Cd污染土壤是可行的,并能起到改良土壤和促进水稻增产的效果。试验所用赤泥重金属含量很低,不会造成二次污染。但将赤泥大面积应用于酸性Cd污染稻田还需要系统研究应用参数,并采取农机配套和激励机制来鼓励农民自发行动的积极性。     

锰改性猪粪炭对水稻吸收累积土壤中汞镉的影响

为了探明KMnO4改性猪粪炭对水稻吸收累积复合污染土壤中汞镉的阻控效果，通过盆栽试验研究添加不同量的锰改性猪粪炭（MZC）对水稻中汞镉累积分布特征、根际土壤有效态汞镉含量和土壤理化性质的影响，并探讨了MZC阻控水稻籽粒吸收累积汞镉的可能机制。结果表明：与空白对照相比，添加0.5%MZC使水稻籽粒的总汞、甲基汞和总镉含量分别降低了50.4%、58.4%和79.3%，同时降低了31.1%和39.9%根际土壤有效态汞和镉的含量，但增加了70.3%根际土壤总Mn含量；且添加0.5%的原始猪粪炭对水稻籽粒中总汞、甲基汞和镉含量的降幅显著小于锰改性猪粪炭的，表明经过KMnO4改性可以显著增强猪粪炭对土壤汞镉的钝化能力。水稻籽粒、茎叶中的汞镉含量和根际土壤有效态汞镉含量都随着MZC添加量的增加呈明显的降低趋势。统计分析显示水稻籽粒和茎叶中的汞镉含量与根际土壤中有效态汞、镉呈显著正相关性，而土壤中有效态汞镉含量与土壤的pH、CEC呈负相关。添加MZC使土壤pH、CEC升高，降低了根际土壤中汞、镉的生物有效性，从而减少了水稻地上部分对汞镉的吸收累积。因此，锰改性猪粪炭是一种具有应用潜力的能保障汞镉复合污染农田水稻安全生产的土壤修复剂。     

改良剂对滴灌棉田镉分布及迁移特征的影响

通过田间桶栽试验研究了高浓度镉(40mg/kg)条件下,4种改良剂(有机—无机复合稳定剂、无机高分子复配材料、聚丙烯酸盐复配材料、有机高分子复配材料)对棉田土壤剖面中土壤pH、阳离子交换量(CEC)、镉含量及其形态分布迁移的影响。结果表明:(1)4种改良剂均显著提高了棉田土壤剖面各层的pH和CEC,无机高分子复配材料在0—20cm土层效果最好,分别增加了0.43个单位和4.43cmol/kg;(2)改良剂促进土壤可交换态镉向其余4种形态的转化,相关分析表明碳酸盐结合态与可交换态镉含量呈极显著负相关(P0.01),在0—20cm和20—40cm土层中效果尤为突出,以无机高分子复配材料对土壤可交换态镉的降低效果最好,降低了3.61mg/kg;(3)各土层中的pH和CEC均与可交换态镉呈负相关,与其他形态呈正相关。即改良剂通过改变土壤pH和CEC,影响土壤镉的分布及迁移,从而降低镉的有效性,达到改善土壤环境的目的。     

Einfluß verschiedener Bodeneigenschaften auf die mikrobielle Toxizität von Blei und Cadmium

Effects of different soil properties on the microbial toxicity of lead and cadmium Effects of different soil properties on the microbial toxicity of lead and cadmium were investigated in laboratory experiments on ten arable and nine preserve area soils. Microbial activity was measured by means of the dehydrogenase and the arginine-ammonification tests. The latter was not suitable to show the microbial toxicity of both metals. Effects of lead on dehydrogenase activity were mainly influenced by its concentration in soil solution (r = 0,79). Thus, all soil properties which determined the adsorption of lead correlated significantly with the relative dehydrogenase activities of the contaminated soils. The most important abiotic factors influencing the toxicity of lead were the soil pH and the CEC. Cd solubility and Cd toxicity were influenced by soil pH in a contrary way. Low Cd concentrations caused greater inhibitions of dehydrogenase activity at neutral and slightly alkaline soil reaction than under acidic conditions. Therefore, correlations between Cd concentrations of soil solutions or clay content and dehydrogenase activity were only significant if partial correlation analysis (constant pH) was used.     

赤泥和有机肥对镉、铅在水稻中吸收分布的影响

通过大田正交试验,研究添加赤泥和有机肥对Cd、Pb在土壤-水稻系统中分布规律的影响。结果表明,添加赤泥或有机肥后,水稻根际土壤pH值升高0.36~1.90个单位,根际土壤中Cd、Pb含量分别降低2.73%~26.25%和7.15%~34.26%,糙米中Cd和Pb含量分别降低23.24%~55.90%和11.76%~29.41%,其中单施赤泥效果最好,其次是配施,单施有机肥最差。添加赤泥和有机肥后,水稻各器官中Cd和Pb含量显著降低,不同生育期Cd和Pb的贡献率明显改变,且添加量及施肥方式(单施、配施)也有显著影响。与CK相比,降Cd效果最好的是单施赤泥4 000 kg·hm~(-2),降幅为55.90%;降Pb效果最好的是赤泥(4 000 kg·hm~(-2))与有机肥(1 000 kg·hm~(-2))配施,降幅为29.41%。由于土壤中Cd(超标65倍)、Pb(超标7倍)污染程度较高,糙米中Cd、Pb含量仍超过食品污染物限量(GB 2762—2012)。因此,在重金属污染程度较高的稻田,仅通过添加土壤调理剂不能达到安全生产的目的。     

不同调理剂对农田镉污染稳定效果及水稻吸收的影响

采集浙江杭州郊区富春江沿岸镉(Cd)污染水稻土，选择前期试验筛选的对土壤Cd钝化效果良好、可显著降低稻米Cd的4种调理剂，开展室内培养试验和温室盆栽试验，探讨不同调理剂种类(袁梦YM、祝天峰ZTF、天象一号TX1、永清YQ)、用量(推荐用量、3倍推荐用量)和调理剂与生石灰配施对污染水稻土Cd的稳定效果及对水稻生长和糙米Cd含量的影响。室内培养试验结果发现，添加调理剂能使土壤pH显著升高，落干条件下土壤pH增幅较淹水条件下更为明显；施用推荐用量调理剂，土壤硝酸铵提取态Cd显著下降，调理剂推荐用量+生石灰处理较调理剂推荐用量处理下降更为显著；总体上，同一调理剂3倍推荐用量处理下硝酸铵提取态Cd降幅更大，表明硝酸铵提取态Cd受土壤pH影响显著，且YM、TX1调理剂对硝酸铵提取态Cd的降低效果较好。盆栽试验结果显示，施用石灰和商品调理剂均可实现水稻稳产或增产，并显著降低水稻糙米Cd含量，与调理剂施用后土壤Cd有效性降低相一致。含钙、能调节土壤pH并辅以有机质和养分的复合调理剂因兼具养分作用，对水稻稳产增产、糙米Cd含量降低更为有效。