鎘低積累型水稻品種聯(lián)合調(diào)控技術(shù)保障污染農(nóng)田生產(chǎn)安全的研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，我國(guó)農(nóng)田重金屬污染的問(wèn)題日益突出，其中鎘污染是我國(guó)稻田重金屬污染的主要類(lèi)型，極大地影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展以及人類(lèi)的生存環(huán)境質(zhì)量。重金屬低積累型水稻品種的選育、施用阻控劑以及合適的農(nóng)藝措施是農(nóng)田重金屬防治的常見(jiàn)措施。本文為探究我國(guó)鎘污染農(nóng)田上水稻的安全生產(chǎn)措施，以鎘低積累型水稻品種嘉33和秀水128為材料，通過(guò)田間試驗(yàn)研究了低積累水稻品種聯(lián)合不同調(diào)控技術(shù)在重度污染以及中、輕度污染農(nóng)田上恢復(fù)安全生產(chǎn)的應(yīng)用效果、調(diào)控

2、機(jī)制以及調(diào)控措施對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量的影響。取得的主要結(jié)果如下:
　　1.重度污染農(nóng)田上鎘低積累型水稻品種聯(lián)合阻控劑進(jìn)行安全生產(chǎn)的調(diào)控技術(shù)研究。選擇海泡石、腐殖酸作為阻控劑，研究重度污染農(nóng)田上2種阻控劑單獨(dú)施用及配施下對(duì)嘉33和秀水128阻控效應(yīng)。
　　(1)研究不同施用量下水稻子實(shí)鎘含量、各部位鎘含量的變化表征阻控效果，結(jié)果表明:施用阻控劑可不同程度地降低水稻精米鎘含量。不施阻控劑時(shí)，嘉33和秀水128的精米鎘含量分別為0.21

3、5 mg·kg-1、0.245 mg·kg-1，嘉33低于秀水128，均超過(guò)國(guó)家食品安全標(biāo)準(zhǔn)(GB2762-2012)規(guī)定的0.2 mg·kg-1。施用海泡石后，嘉33精米鎘含量下降5.58％～37.67％，秀水128降低7.76％～28.98％;海泡石施用量超過(guò)0.45 t·667m-2時(shí)，2個(gè)品種子實(shí)鎘含量均低于0.2 mg·kg-1;海泡石施用量為0.75 t·667m-2時(shí)，嘉33和秀水128的精米鎘含量分別降至0.139mg·

4、kg-1和0.1引mg·kg-1;繼續(xù)增加施用量，精米鎘含量變化不明顯，因此，海泡石的最佳施用量是0.75 t·667m-2，比普通品種所需的1.5 t·667m-2的施用量大大降低。配施處理下，水稻精米鎘含量隨阻控劑施用量的增加而逐漸降低;嘉33精米鎘含量在0.145 mg·kg-1～0.196 mg·kg-1間，均達(dá)到國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)，較對(duì)照下降8.84％～32.56％;秀水128精米鎘含量在0.174 mg·kg-1～0.231 mg

5、·kg-1間，較對(duì)照下降5.71％～28.98％，Z4、Z5處理低于國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn);嘉33的配施處理最佳施用水平是Z4（海泡石0.525 t·667m-2+腐殖酸0.175 t·667m-2）;秀水128為Z5（海泡石0.75 t·667m-2+腐殖酸0.25 t·667m-2）。施用腐殖酸后，嘉33、秀水128精米鎘含量最多下降13.49％和21.63％，分別為0.186 mg·kg-1和0.192 mg·kg-1?？偟膩?lái)說(shuō)，海泡石處理

6、和配施處理效果優(yōu)于腐殖酸處理。嘉33和秀水128各部位鎘含量均為根＞莖＞葉，總的來(lái)看，水稻莖、葉鎘含量隨阻控劑的施用量增加而降低，且海泡石處理、配施處理對(duì)莖、葉鎘含量的降低效果優(yōu)于腐殖酸處理。不同處理間的根部鎘含量存在差異，但沒(méi)有表現(xiàn)出隨阻控劑施用量變化的特定規(guī)律。
　　(2)測(cè)定不同處理下土壤pH、土壤有效態(tài)鎘含量、土壤鎘形態(tài)分布來(lái)探究阻控劑的調(diào)控機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn)，其調(diào)控機(jī)理主要是通過(guò)將可交換態(tài)轉(zhuǎn)化為其他形態(tài)，從而降低土壤有效態(tài)鎘

7、含量，使水稻各部位鎘含量減少。結(jié)果表明:海泡石處理和配施處理下土壤pH顯著提高，海泡石處理、配施處理下土壤pH上升，最多可以提高2.08和2.32個(gè)單位，達(dá)到7以上。試驗(yàn)區(qū)土壤鎘主要以可交換態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)以及殘?jiān)鼞B(tài)的形式存在。海泡石處理、腐殖酸處理和配施處理分別使可交換態(tài)鎘含量最多降低30.23％、17.81％和25.44％。海泡石處理下鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)提高了25.69％～95.58％，殘?jiān)鼞B(tài)鎘含量提高了53.58％～113.88

8、％。腐殖酸處理下，碳酸鹽結(jié)合態(tài)提高了16.39％～54.1％。海泡石處理、腐殖酸處理、配施處理下有效態(tài)鎘下降幅度分別為31.16％～65.50％、19.53％～38.10％、10.53％～60.99％。
　　(3)測(cè)定土壤養(yǎng)分變化來(lái)評(píng)價(jià)阻控劑對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量的影響。研究發(fā)現(xiàn)，腐殖酸處理和配施處理對(duì)土壤堿解氮的影響不顯著，海泡石處理總體上看表現(xiàn)出使土壤堿解氮下降的趨勢(shì)。3種處理均能不同程度地增加土壤有效鉀和有效磷含量。3種修復(fù)措施都沒(méi)

9、有造成土壤養(yǎng)分的大量缺失，可以用于當(dāng)?shù)赝寥乐亟饘傥廴拘迯?fù)。
　　(4)綜上所述，在試驗(yàn)區(qū)重度污染農(nóng)田上，利用鎘低積累型水稻品種聯(lián)合阻控劑可以實(shí)現(xiàn)水稻的安全生產(chǎn)。其中，海泡石處理和配施處理效果較好，且阻控劑的施用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于普通水稻品種。
　　2.通過(guò)田間試驗(yàn)，研究了湘陰地區(qū)中、輕度污染程度的農(nóng)田上嘉33和秀水128子實(shí)對(duì)鎘的積累規(guī)律。結(jié)果表明，嘉33和秀水128兩個(gè)水稻品種子實(shí)對(duì)鎘的積累量總體上隨著土壤全鎘的增加而呈遞增的趨勢(shì)

10、。通過(guò)相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)子實(shí)鎘含量與有效態(tài)鎘存在極顯著的相關(guān)性?；趪?guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB2715-2012)中對(duì)大米中鎘限定值0.2 mg·kg-1，得到嘉33、秀水128的土壤鎘有效態(tài)安全臨界值，分別為0.307 mg·kg-1和0.292 mg·kg-1。
　　3.中、輕度污染土壤上低積累型水稻品種聯(lián)合農(nóng)藝措施進(jìn)行安全生產(chǎn)的調(diào)控技術(shù)研究。通過(guò)水分管理和增施鈣鎂磷肥研究水肥管理對(duì)水稻精米鎘含量和產(chǎn)量的影響。在中、輕度污染的新龍村（土壤C

11、d為0.38 mg·kg-1），常規(guī)水肥條件下嘉33精米鎘含量為0.181 mg·kg-1和秀水128和0.213 mg·kg-1，即直接種植嘉33可實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，秀水128則不能。通過(guò)常年淹水和增施鈣鎂磷肥，2個(gè)水稻品種的精米鎘含量下降，并都可以達(dá)到國(guó)家食品安全標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)中、輕度污染土壤上的安全生產(chǎn)。
　　4.調(diào)控土壤pH和有機(jī)質(zhì)兩重要土壤因子對(duì)水稻精米鎘積累的影響。通過(guò)施用石灰和有機(jī)肥提高土壤pH和土壤有機(jī)質(zhì)均可降低土壤有效態(tài)