6种钝化剂对糙米镉含量及镉在水稻中的转移和富集的影响

旨在为合理使用钝化剂及水稻糙米镉(Cd)含量与Cd在水稻体内富集和转移的关系提供一定的理论依据。从6种钝化剂中筛选出能够抑制糙米Cd积累的材料,通过对不同超标程度水稻组的产量、糙米Cd含量、各个器官对Cd的富集系数和转移系数进行统计分析,探讨不同钝化剂对Cd在水稻体内转移和富集的影响。结果表明:与对照相比,低、中浓度C材料和FA材料能够降低糙米中Cd浓度;FB材料和中、高浓度FD材料会促使糙米中Cd的积累。水稻各器官对Cd富集能力,无超标水稻为根茎米叶糠,超标水稻为根茎米糠叶;Cd向糙米的转移途径中,在不超标水稻组中糠—米的转移能力最强,在超标水稻组中叶—米的转移能力最强。     

水氮组合模式对双季稻生长和产量的影响

为双季稻栽培提供最优水肥组合模式,通过大田小区试验设置了淹水灌溉和间歇灌溉2种灌溉方式,结合4种施氮水平,研究了不同水肥条件下水稻生长及其产量差异。结果表明,在相同施氮水平下,间歇灌溉水稻植株干物质积累量明显大于淹水灌溉;不同水肥组合下水稻干物质在植株各器官中的分配表现从大到小为籽粒、茎、叶和根;水稻生育后期叶面积指数以间歇灌溉施中氮最高,茎基伤流量以施中氮最高,相同施氮条件下间歇灌溉高于淹水灌溉;早稻光合速率差异不显著,相同施氮水平下间歇灌溉略高于淹水灌溉,水分利用率存在显著差异,以间歇灌溉施中氮最高;晚稻不同处理的光合速率、水分利用率存在显著差异,相同施氮水平下间歇灌溉高于淹水灌溉,以间歇灌溉施中氮最高;早稻产量以淹水灌溉施高氮最高,比间歇灌溉不施氮高出46.0%,差异显著,但比其他施氮处理增幅仅为0.3%~7.1%,差异不显著;晚稻产量处理间差异显著,间歇灌溉高于淹水灌溉,以间歇灌溉施中氮最高,比间歇灌溉不施氮高出49.3%,比其他施氮处理增幅为1.7%~8.6%,差异显著。因此,早稻在雨水充足的前提下淹水灌溉施高氮可获得高产,晚稻以间歇灌溉施中氮为宜。     

头季留茬高度对水稻再生季产量和稻米品质的影响

研究头季留茬高度对水稻再生季产量形成和稻米品质的影响,为实现再生季高产优质提供理论依据。以杂交稻新两优223和常规稻黄华占为试验材料。头季收割时设置40（高留茬,HS）、20（中留茬,MS）和5cm（低留茬,LS）3种留茬高度处理,考察不同节位再生穗产量构成因子、稻米品质、叶面积指数、氮素含量及净光合速率（P_n）等指标。结果表明,随留茬高度降低,2个品种产量均呈下降趋势,再生季HS处理产量（4.13t/hm²）比MS和LS处理分别高9.9%和16.3%。随留茬高度降低,再生季稻米碾磨品质显著下降,新两优223整精米率下降幅度显著大于黄华占,前者HS处理分别比MS和LS处理高26.8%和59.7%;随留茬高度降低,稻米外观品质显著提升,蛋白质含量下降,直链淀粉含量无显著变化。再生季水稻主茎、叶片和新芽的氮素含量与产量呈显著正相关,HS和MS处理的P_n显著高于LS处理。综上所述,根据品种特性,调节头季收割留茬高度,可促进水稻再生季产量和品质协同提高。     

叶面调理剂在不同镉污染程度稻田应用效果研究

探讨3种叶面调理剂对不同镉污染程度稻田土壤中全镉含量、有效态镉含量、土壤pH、稻米镉含量、水稻各个组织中镉含量以及产量的影响。选用硅钾中量元素肥料、碧护营养套餐和降镉灵3种叶面调理剂,分别在长沙县金井镇、黄花镇和望城区茶亭镇受重金属镉污染水稻田开展大田控镉试验。结果表明：喷施叶面调理剂水稻产量得到显著提高;叶面调理剂对土壤中全镉含量影响不显著,但能显著降低土壤有效态镉含量;叶面调理剂能小幅提高土壤pH,但在不同地区表现差异较大;叶面调理剂能降低糙米镉含量,但在镉中度污染稻田,不能降低糙米镉含量到国家限量标准(≤0.2 mg/kg)。施用碧护营养套餐可增加水稻产量,提高土壤pH,降低土壤有效态镉含量,降低糙米镉含量,建议在轻微、轻度镉污染程度稻田进一步示范推广。     

重度镉胁迫下不同水稻品种镉富集差异研究

以22个不同水稻品种(系)为材料,采取盆栽试验研究了重度镉胁迫下品种间籽粒产量、糙米镉含量及镉富集系数差异变化。结果表明,不同水稻品种(系)籽粒产量、糙米镉含量及富集系数存在较大差异,其变幅分别为54.10~142.50 g/盆、0.094~0.358 mg/kg、0.049~0.187,最高值与最低值分别相差2.63倍、3.81倍、3.82倍。重度镉胁迫下水稻产量与糙米镉富集能力不存在显著相关性。依据籽粒产量和糙米镉富集能力进行聚类分析表明,可将参试水稻品种分为3大类,第1类产量较低,包括1个镉富集较弱和3个镉富集较强品种;第2类产量中等,包括6个镉富集较弱和2个镉富集极强品种;第3类产量较高,镉富集能力中等(10个品种)。基于籽粒产量和糙米镉富集差异,可通过筛选、培育低镉高产品种用于镉污染区种植,这对于保障粮食安全生产具有重要意义。     

不同品种紫云英对镉污染土壤水稻生长累积效应的研究

旨在研究不同品种紫云英绿肥对镉污染地区水稻生长及土壤质量的影响。结果表明,与2个对照组相比,翻压紫云英显著提高了土壤溶液pH,降低Eh(P<0.01),也使土壤有效态镉的含量显著降低,减少了水稻在生长过程中对镉的累积,以‘湘紫3号’紫云英品种效果最为明显,与单施化肥处理相比,土壤有效镉含量降低了21.9%,植株稻草镉含量降低了39.1%,稻谷镉含量降低了43.5%,在4个品种中降幅均为最大值。不同品种紫云英翻压均能促进水稻的生殖生长,能有效提高水稻的产量,各处理间水稻的农艺性状指标和产量指标均无显著性差异。因此,选择降镉效果最佳的‘湘紫3号’紫云英品种,能够更好地降低农作物对镉的吸收,提高产品的安全性。     

镉胁迫对超级稻生长及稻米镉积累特性的影响

以超级杂交水稻为材料,采用盆栽试验研究了镉胁迫处理对其生长、稻米镉积累特性的影响。结果表明,低镉(0.68 mg/kg)、高镉(2.01 mg/kg)两种镉胁迫对超级稻株高、有效穗数、穗粒数及千粒重等经济性状影响较小,但在相同镉处理下不同超级稻之间存在较大差异;高镉处理能一定程度上促进地上部分与地下部分生物量增加,尤以根系和叶片生物量增长明显;不同超级稻相同镉处理下生物量差异较大。低镉、高镉胁迫下超级稻稻米镉含量、镉积累量和镉富集系数变幅分别为0.018~0.035 mg/kg、0.37~1.13μg/株、0.032~0.086和0.094~0.208 mg/kg、2.09~5.35μg/株、0.049~0.109。高镉处理对超级稻稻米镉含量、镉积累量、镉富集系数具有明显促进效应,其均值分别较低镉处理增长4.92倍、4.04倍、48.0%。相关性分析表明,土壤镉浓度与超级稻稻米镉含量存在极显著正相关,超级稻稻米产量与镉富集系数存在显著正相关。     

大田水分管理对控制稻米镉含量的技术研究

旨在为降低稻米镉含量的大田水分管理最佳模式提供科学依据。本研究采用大田试验,分别在四川三界镇、濛阳镇和军屯镇采用农户常规管理(CK)、关键期水分管理(模式1)和全生育期淹水(模式2)3种水分管理措施对稻米镉含量控制技术进行研究。结果表明:3个试验地3种处理间水稻株高无显著差异(P0.05),与CK相比,模式1和模式2处理水稻产量均有所降低,其中模式2条件下水稻产量降低达显著水平(P0.05);与CK相比,模式1和模式2条件下稻米镉含量均显著降低(P0.05),但土壤p H和碳酸钙含量均显著增加(P0.05)。水稻关键期淹水技术是一种既节约用水,保证水稻产量同时又能有效降低稻米镉含量的农艺措施。     

不同灌溉方式和秸秆还田对水稻生长的影响

通过盆栽试验,研究在淹水和干湿交替两种灌溉方式下,秸秆翻耕还田和覆盖还田对水稻生长的影响及其原因。结果表明:淹水灌溉条件下秸秆还田使土壤pH降低,还原性有毒物质累积,降低土壤通气性,导致水稻根系泌氧能力降低,黑化程度增加,同时顶三叶叶面积降低、夹角变大,从而影响水稻生长后期的株高、干物质积累和物质转运;干湿交替灌溉能够有效缓解秸秆还田的负面影响,增加水稻后期干物质积累量和产量;两种灌溉方式下的覆盖还田方式在水稻根系活力、干物质积累量和产量等方面都优于翻耕还田。     

不同土壤改良剂对水稻吸收和积累镉的影响

探究不同市售土壤改良剂在镉(Cd)污染稻田中的应用效果,保障水稻的安全生产。选用6种市售土壤改良剂（“特贝钙”、“土沃宝”、“鲁西”、“康源邦尔”、“育壤康”、“初养”）,在Cd中度污染稻田中开展田间试验,测定了土壤理化性质,有效态Cd含量,水稻各器官中Cd含量以及水稻产量。结果表明：施用土壤改良剂后土壤pH平均提高0.22个单位,碱解氮、有效磷、速效钾和有机质分别平均提高7.27%、7.44%、7.39%、2.99%;水稻株高、穗重、千粒重和产量分别平均提高4.72%、4.54%、3.50%、4.26%;土壤有效态Cd含量显著下降0.17 mg/kg,降幅为36.59%,糙米Cd含量显著下降57.72%。供试的6种市售土壤改良剂对于Cd中度污染农田中水稻产量的增加有一定的效果,对吸收和积累Cd具有明显的抑制作用,其中“土沃宝”土壤改良剂在降低土壤有效态Cd和糙米中的Cd含量作用效果最好,可进行推广应用。     

镉污染稻田玉米对水稻的季节性替代种植可行性研究

通过比较种植模式双季稻（RR）,春玉米―晚稻（MR）,早稻―秋玉米（RM）的生育期、产量、经济效益及农产品镉含量等,探讨湖南镉污染稻田玉米对水稻季节性替代种植的可行性。结果表明,从生育季节来看,3种模式的晚季作物均能在10月下旬成熟,均适合在湖南双季稻区应用。2015和2016年两季作物总产量分别以RR和MR模式较高,但差异均不显著。与RR模式相比,2015年MR和RM模式下的纯收入有所下降,但2016年明显提高,2年总收入表现为MR>RM>RR,且前2种模式的单个劳动力纯收入明显高于RR模式。RM与MR模式的水稻糙米镉含量较RR模式有降低趋势,2016年晚稻表现更明显,从0.823mg/kg降到了0.621mg/kg。水稻糙米镉含量在0.231~0.823mg/kg,玉米籽粒镉含量在0.036~0.081mg/kg。水稻镉积累量远高于玉米,晚稻镉积累量远高于早稻,3种模式2季作物地上部总镉积累量表现为RR>MR>RM,且差异显著。可见,从生育季节、产量、纯收入和籽粒镉含量等角度考虑,春玉米―晚稻与早稻―秋玉米种植模式替代双季稻模式是可行的,考虑到春玉米―晚稻种植模式地上部镉移除量较多,因此宜首选春玉米―晚稻模式。     

施石灰和秸秆还田对清洁的酸性稻田籽粒镉含量的影响

为了探究清洁的酸性稻田施用石灰对双季稻籽粒镉(Cd)含量的影响,本研究在清洁的酸性稻田(土壤pH 5.2,土壤总Cd含量0.2 mg/kg)上开展田间定位试验,并测定籽粒镉含量,设置4个处理,分别是(1)对照,不施石灰,秸秆不还田;(2)施石灰,秸秆不还田;(3)每季秸秆全量还田,不施石灰;(4)秸秆还田配施石灰。结果表明:除2020年晚稻季外,施石灰显著降低了早、晚稻糙米Cd含量,秸秆还田对糙米Cd含量无显著影响。二者仅对2020年早稻糙米Cd含量有显著互作效应。在秸秆还田条件下,施石灰使2020年早稻糙米Cd含量降低61.0%;在秸秆不还田条件下,降幅为38.0%。施石灰显著降低了2019年早、晚稻精米Cd含量。秸秆还田仅显著增加了2020年晚稻精米Cd含量。二者对2020年晚稻精米Cd含量有显著互作效应。在秸秆还田条件下,施石灰使2020年晚稻季精米Cd含量降低38.1%;而在秸秆不还田条件下,降幅为4.2%。因此,在清洁的酸化红壤性双季稻田上,施石灰不仅可以有效减少稻米的Cd含量,而且能够降低秸秆还田导致的Cd污染风险,有利于保障稻米质量安全。     

紫云英翻压对稻田土壤镉有效性及水稻镉积累的影响

为了研究翻压紫云英对重金属污染土壤中Cd的有效性及水稻Cd吸收积累的影响,以当地传统施肥为对照,在大田条件下研究了添加紫云英对水稻生物产量、Cd含量和土壤p H值、有效Cd含量的影响。结果表明:翻压紫云英对水稻生长起到了促进作用,与单施化肥相比,所有紫云英处理的水稻地上部生物产量均有提高,平均增产率为11%。同时,水稻的Cd含量均有下降,稻谷Cd含量平均降低23.8%,稻草Cd含量平均降低50.2%,水稻Cd积累量平均降低了40.8%。翻压紫云英提高了土壤的p H值,降低了土壤Cd的生物有效性,相关分析表明,土壤有效Cd含量与p H值呈极显著负相关,而水稻Cd积累与土壤有效Cd含量呈显著正相关。本研究表明,在Cd污染稻田土壤上,应避免单施化肥,选用紫云英为代表的绿肥作物配合化肥施用,既能提高水稻产量,还能一定程度上降低土壤Cd活性和水稻Cd积累。     

重金属污染土壤中Cd、Cr、Pb元素向水稻的迁移累积研究

为了探明水稻各组织器官的重金属含量对土壤重金属浓度的依赖性,评价重金属中重度污染土壤植株水稻的安全风险,通过对不同浓度的Cd、Cr、Pb 3种重金属水稻盆栽试验,研究中、重度污染土壤培养条件下重金属在水稻植株中分布以及籽粒中迁移累积特性。研究结果显示,随着土壤重金属含量增加,水稻植株富集重金属呈上升趋势,但是土壤重金属浓度增加,水稻对重金属的富集系数下降。在中、重度污染的Cd、Cr、Pb 3种重金属土壤种植的水稻植物高度和生物学产量并没有显著差异,从植株生长上看重金属污染危害有一定的隐蔽性。3种重金属在水稻植株中迁移能力的大小依次为：Cd>Cr>Pb,在水稻植株不同器官重金属富集能力依次为根系>茎秆>叶>籽粒。水稻糙米的糊粉层重金属含量显著高于胚乳中的重金属含量,水稻糙米在加工成精米后Cd含量平均降低19%,Cr含量平均降低56.8%,Pb含量平均下降29.8%,这表明稻米通过加工后重金属污染风险降低,可规避一定的食用风险。     

粒肥施用时期对水稻镉积累的影响初探

探索生育后期氮肥施用对水稻镉积累的影响,为稻米镉消减提供技术支持。采用大田小区试验,以杂交稻株两优819(早稻)和常规稻湘晚籼12号(晚稻)为试验材料,设粒肥用量占总氮20%的不同生育期施粒肥处理,分别为始穗期施粒肥(F1)、齐穗期施粒肥(F2)、灌浆期施粒肥(F3)及不施粒肥处理(CK)。试验结果表明,合理施用粒肥可显著提高晚稻籽粒生物量,齐穗期和灌浆期施用粒肥显著提高了早稻籽粒生物量。不同生育期施粒肥对降低籽粒富集系数、镉在植株内转运系数存在显著差异;不同生育期施粒肥水稻成熟期各部位镉含量不同,施粒肥提高了早稻根系和茎叶的镉含量,但显著降低了籽粒镉含量,其值表现为CKF1F3F2;晚稻的根系镉含量在始穗期施粒肥处理显著提高,茎叶镉含量均显著大于CK,灌浆期施粒肥处理的籽粒镉含量有小幅度降低;与CK相比,早晚稻籽粒镉含量最大降幅分别为44.87%,22.31%。可知,不同生育期施粒肥对早晚稻籽粒的镉含量影响有差异,齐穗期施粒肥可显著降低早稻籽粒的镉含量,灌浆期施粒肥能降低晚稻籽粒的镉含量。     

水稻镉积累特点及影响因素研究——潜育水稻土与潴育水稻土的比较

中国农田土壤和稻米镉(Cd)污染严重,摸清稻田土壤与水稻各器官中Cd积累的关系,可为水稻安全生产提供依据。以潜育水稻土和潴育水稻土为研究对象,通过点对点采集土壤和水稻样品,比较了潜育水稻土与潴育水稻土生长水稻Cd积累的差异及影响因素。结果表明：在相似的土壤Cd污染水平下,生长于潜育水稻土上的水稻各器官镉积累明显低于潴育水稻土,潜育水稻土上生长水稻的茎叶、糙米镉平均含量只有生长于潴育水稻土上的55.53%和56.10%,表明潜育水稻土上生长水稻对土壤Cd的吸收量明显低于潴育水稻土上生长的水稻。土壤全Cd含量均是影响两类土壤水稻各器官Cd积累的主要因素,但其他土壤因素对水稻各器官中Cd积累的影响在两类农田中有较大的区别;潜育水稻土上影响水稻Cd积累的因素还有交换性亚铁和粘粒含量,而潴育水稻土中则为CEC。结果还表明,在潜育水稻土中,采用新鲜土样测定的土壤有效Cd比风干土测定的土壤有效Cd更能有效预测水稻各器官中Cd的积累。故,土壤潜育化可降低水稻对土壤Cd的吸收,减免糙米Cd污染的风险。     

铁基复合土壤调理剂对三种不同污染程度土壤中水稻糙米吸收积累Cd的影响

为了研究铁基复合土壤调理剂对不同污染类型土壤pH值、有效态Cd含量及水稻糙米产量、Cd含量的影响,探讨铁基复合土壤调理剂降低土壤Cd生物有效性的机理,【方法】本文选取酸性、弱酸性及中性三种Cd 污染稻田土壤,以150 kg/亩施用量施加铁基复合土壤调理剂进行田间小区试验。试验结果表明,铁基复合土壤调理剂均能增加土壤pH值,降低土壤有效态Cd含量,降低Cd的生物有效性系数,铁基复合土壤调理剂对株洲县中性稻田土降Cd效果最佳;土壤调理剂亦能提高水稻糙米产量,降低糙米中Cd含量,株洲县及湘潭县水稻糙米中Cd含量达到国家食品卫生标准规定。研究结果可为镉污染土壤的治理与水稻安全生产提供理论依据和数据支持。     

油菜砧木对荠菜嫁接后代镉积累的影响

为研究嫁接对富集植物后代镉积累的影响,通过盆栽试验和小区试验,研究了油菜作为砧木对荠菜嫁接后代镉积累的影响。结果表明:在土壤高浓度镉处理、低浓度镉处理及小区试验条件下,荠菜根系镉含量及根系富集系数大小顺序均为:未嫁接自苗嫁接后代油菜砧木嫁接后代,而荠菜地上部分镉含量、地上部分富集系数、转运系数、根系生物量、地上部分生物量、总生物量、根系镉积累量、地上部分镉积累量和镉积累总量的大小顺序为:油菜砧木嫁接后代自苗嫁接后代未嫁接。在高浓度镉处理、低浓度镉处理和小区试验条件下,油菜砧木嫁接后代的荠菜地上部分镉积累量较未嫁接分别提高了145.41%,98.27%,99.51%,镉积累总量较未嫁接分别提高了110.93%,82.90%,93.89%。在小区试验条件下,油菜砧木嫁接后代的荠菜地上部分镉积累量和镉积累总量分别为1 103.87,1 210.54μg/m2。因此,以油菜作为砧木嫁接荠菜能明显提高其后代对镉的积累,可在植物修复中推广应用。     

铁基复合土壤调理剂对3种不同污染程度土壤中水稻糙米Cd吸收积累的影响

为了研究铁基复合土壤调理剂对不同污染类型土壤pH值、有效态Cd含量及水稻糙米产量、Cd含量的影响,探讨铁基复合土壤调理剂降低土壤Cd生物有效性的机理,笔者选取酸性、弱酸性及中性3种Cd污染稻田土壤,以2250 kg/hm2施用量施加铁基复合土壤调理剂进行田间小区试验。试验结果表明:铁基复合土壤调理剂均能增加土壤pH值,降低土壤有效态Cd含量,降低Cd的生物有效性系数,铁基复合土壤调理剂对株洲县中性稻田土降Cd效果最佳;土壤调理剂亦能提高水稻糙米产量,降低糙米中Cd含量,株洲县及湘潭县水稻糙米中Cd含量达到国家食品卫生标准规定。研究结果可为镉污染土壤的治理与水稻安全生产提供理论依据和数据支持。     

两种改良剂对北方石灰性土壤中镉的钝化及小白菜生长的影响

为探讨沸石及钙镁基膨润土对北方石灰性土壤中镉的钝化效果以及小白菜生长的影响,采用盆栽试验,研究了不同添加剂量下(沸石：0.5%,1.0%,2.0%;钙镁基膨润土：0.2%,0.3%,0.4%,0.5%,0.6%,0.8%)2种改良剂对北方石灰性镉污染土壤的pH值、有效镉含量,小白菜地上部镉含量、干物质积累量及叶绿素含量等指标的影响。结果表明：与对照相比,添加不同剂量沸石会提升土壤pH值,随着沸石施用剂量的增加,土壤有效镉含量、小白菜地上部镉含量、干物质积累量及叶绿素含量逐渐下降,小白菜发芽率逐步上升,但各沸石处理对试验中测定指标的影响均不显著;施用钙镁基膨润土会显著提高土壤pH值(0.70～1.07)、降低小白菜地上部镉含量(63.83%～93.62%),不同程度地提高小白菜地上部干物质积累量(5.56%～29.22%)和叶绿素含量(5.42%～11.72%),施用较高剂量(≥0.4%)可显著降低土壤有效镉含量,但小白菜发芽率会显著降低,抑制种子萌发。研究表明,较沸石而言,钙镁基膨润土更适合北方石灰性土壤中镉的钝化;通过施用钙镁基膨润土可以降低污染土壤中有效镉含量及小白菜地上部镉含量,...