不同类型土壤下水稻镉的富集特征及与土壤镉含量的关系
- 格式:docx
- 大小:40.34 KB
- 文档页数:6
摘要:以5个早稻品种、4个晚稻品种为研究材料,通过盆栽试验研究了不同酸碱度土壤水稻生长发育及稻米镉积累规律。
结果表明:品种、土壤pH 值及二者交互作用对水稻农艺性状及产量的影响均达到显著水平(P <0.05),土壤pH 值影响最大;单株产量下降的主要原因为每穗实粒数和结实率下降。
早稻品种、土壤pH 值及二者交互作用对精米镉含量的影响均达到极显著水平(P <0.01),土壤pH 值的影响最大;精米镉含量在晚稻品种间存在极显著差异(P <0.01),并受土壤pH 值的影响,但土壤pH 值和品种交互作用的影响未达到显著水平(P >0.05)。
精米镉富集系数在水稻品种类型之间存在显著差异(P <0.05),由高到低为超级杂交稻、常规稻、杂交稻,生育类型不存在主效应(P >0.05)。
精米镉含量与株高、单株产量极显著相关(P <0.01),相关系数分别为0.412、0.371,与穗长、每穗实粒数、千粒重和结实率相关性不显著(P >0.05)。
在土壤pH 值4.0~8.0范围内,精米镉含量与移栽前土壤有效镉含量极显著相关(P <0.01),相关系数为0.710。
关键词:水稻;稻米;镉含量;pH 值;土壤;有效镉中图分类号:S511文献标志码:A 文章编号:1672-2043(2017)03-0428-09doi:10.11654/jaes.2016-1274Effects of soil pH on growth and grain cadmium content in riceYI Ya-ke 1,2,ZHOU Zhi-bo 1,2,CHEN Guang-hui 1,2*(1.Agronomy College of Hunan Agricultural University,Changsha 410128,China;2.Southern Regional Collaborative Innovation Center for Grain and Oil Crops in China,Changsha 410128,China )Abstract :A pot experiment,with 5early-rice cultivars and 4late-rice cultivars,was carried out to investigate the characteristics of growth and grain cadmium (Cd )accumulation in rice under different soil pH conditions.The results showed that the main effects of cultivar and soil pH as well as their interactive effects on agronomic traits and yield were significant (P <0.05),and soil pH had the greatest effects.Yield per plant significantly decreased when soil pH was lower than 5.0or higher than 7.0.The decrease in yield per plant related to soil pH was mainly due to reductions in number of grains per panicle and seed setting rate.Cd content in polished rice was significantly (P <0.01)affect -ed by cultivar,soil pH and their interaction in early-rice,and the greatest effect was caused by soil pH.In late-rice,both cultivar and soil pH significantly (P <0.01)affected Cd content in polished rice,while their interaction was not significant.Significant (P <0.05)difference was observed in Cd enrichment coefficient among cultivar types.Super hybrid rice had the highest Cd enrichment coefficient,followed by conventional rice and hybrid rice.Growth duration had no significant effect on Cd enrichment coefficient.Cd content in polished rice was significantly (P <0.01)correlated with plant height and yield per plant,showing correlation coefficients of 0.412and 0.371,respectively.There was no significant correlation between Cd content in polished rice with panicle length,number of grains per panicle,1,000-grain收稿日期:2016-10-07作者简介:易亚科(1990—),男,湖南岳阳人,硕士研究生,研究方向为种子生理生化。
水稻土镉形态分布特征及其生物效应研究喻华;秦鱼生;陈琨;曾祥忠;张焱;李丽君;涂仕华【摘要】作物籽粒中镉来源于土壤,土壤中镉形态的含量与作物吸收量密切相关.本文旨在找出作物籽粒中镉与土壤镉形态之间的相关性,探究小麦/水稻籽粒中镉的来源,为阻断镉吸收提供理论依据.采用调查采样方法,对成都平原镉污染区冲积性水稻土耕作层土壤镉形态及对应的作物秸秆和籽粒镉含量进行了测试分析,研究镉超标水稻土不同形态镉的分布特征及其生物效应.结果表明:水稻土不同形态镉的平均含量高低排序为:铁锰氧化物结合态>残留态>水溶交换态>有机质结合态>碳酸盐结合态,各形态分布极不均衡,生物可利用形态所占比例较大.铁锰氧化物结合态镉与土壤pH值呈极显著正相关(r=0.712**,P<0.01).小麦、水稻籽粒与秸秆中镉含量均呈极显著正相关,相关系数分别为0.854* (P <0.01)和0.872**(P<0.01).小麦秸秆和籽粒中镉含量与土壤中水溶交换态镉呈极显著正相关(r =0.677*和0.867*,P <0.01),与其他形态相关性不显著;水稻籽粒中镉含量仅与土壤中水溶态镉含量呈显著正相关(r =0.573*,P<0.05),与其他形态相关性不显著.镉污染区水稻土种植水稻和小麦农产品的镉含量超标风险较大.%Cadmium(Cd) in grains came from the soil.The form of cadmium in soil was closely related to the amount absorption of crops.The purpose of this paper was to find out the correlationship between the form of cadmium in soil and cadmium in grains,aimed to explore the source of cadmium in wheat / rice grain,which provided theoretical basis for blocking-up cadmium absorption.Through investigating and sampling method,Cd content in paddy soil of tillage layer on Chengdu plain cadmium polluted area and the corresponding crop straw and grain were analyzed,which used to research the distributioncharacteristics and biological effects of different forms cadmium in these paddy soils.The results showed that the order of average content of different Cd forms in paddy soil was:O-FeMn > RE > EX > OM >CAB.The content distribution of different forms of Cd were extremely uneven,and the proportion of bio-available form was larger.There was a significant positive correlation between O-FeMn and pH,(r =0.712 * *,P <0.01).The Cd content in wheat and rice were significantly positive correlated with wheat straw (r =0.854 * *,P < 0.01) and rice straw (r =0.872 * *,P < 0.01) respectively.The EX-Cd in soil correlated with wheat straw and seed,respectively (r =0.677 * * and 0.867 * *,P < 0.01),but not other forms of Cd in soil.The EX-Cd content in soil was only correlated with Cd in rice grain (r =0.573 *,P < 0.05).The risk of Cd-exceed the standard in the grain of the crops which was grown on the polluted soil was high.【期刊名称】《西南农业学报》【年(卷),期】2017(030)002【总页数】6页(P452-457)【关键词】水稻土;镉形态;水稻;小麦【作者】喻华;秦鱼生;陈琨;曾祥忠;张焱;李丽君;涂仕华【作者单位】四川省农业科学院土壤吧料研究所,四川成都610066;四川省农业科学院土壤吧料研究所,四川成都610066;四川省农业科学院土壤吧料研究所,四川成都610066;四川省农业科学院土壤吧料研究所,四川成都610066;重庆市长寿区农业委员会,重庆长寿400221;大英县农业局,四川大英629300;四川省农业科学院土壤吧料研究所,四川成都610066【正文语种】中文【中图分类】S151.9近年来,镉因其高致毒性而成为环境领域研究的焦点。
水稻重金属镉的吸收、转运和积累特性研究一、本文概述随着工业化和城市化的快速发展,重金属污染问题日益严重,其中镉(Cd)作为一种常见的重金属污染物,对环境和生物安全构成了严重威胁。
水稻作为全球一半以上人口的主食来源,其对重金属镉的吸收、转运和积累特性研究具有重要意义。
本文旨在深入探讨水稻对重金属镉的吸收、转运和积累机制,以期为降低稻米中镉含量、保障粮食安全提供理论依据。
文章首先介绍了重金属镉的来源、分布及其对环境和生物的危害,特别是对水稻生长和稻米品质的影响。
随后,综述了国内外关于水稻对镉吸收、转运和积累的研究现状,包括水稻对镉的吸收机制、转运途径、积累部位以及影响因素等方面。
在此基础上,文章重点分析了水稻根系对镉的吸收过程、镉在水稻体内的转运途径和机制,以及镉在稻米中的积累规律和影响因素。
通过综合分析已有研究成果,文章提出了降低稻米中镉含量的可能途径和措施,包括改良水稻品种、优化种植环境、调整施肥方式等。
本文的研究对于深入了解水稻对重金属镉的吸收、转运和积累特性,揭示稻米中镉含量形成的机理,以及制定有效的稻米镉污染防控措施具有重要的理论和实践意义。
本文的研究也有助于推动水稻重金属污染防控技术的创新和发展,为保障粮食安全和生态环境安全提供有力支撑。
二、水稻对重金属镉的吸收特性水稻作为重要的粮食作物,其对重金属镉(Cd)的吸收特性一直是环境科学和农业科学研究的重要课题。
Cd是一种非必需且有毒的重金属元素,其在环境中的积累会对水稻生长产生负面影响,进而威胁到人类健康。
因此,研究水稻对Cd的吸收特性对于控制水稻中的Cd含量、保证稻米安全具有重要意义。
水稻对Cd的吸收主要通过根系进行,根系能够直接与土壤中的Cd接触并吸收。
Cd进入根系后,一方面可以通过木质部运输到地上部,另一方面也可以通过韧皮部进行再分配。
水稻对Cd的吸收受到多种因素的影响,包括土壤中的Cd浓度、土壤pH值、土壤质地、水稻品种以及水稻生长阶段等。
连云港市郊区稻田土壤与水稻重金属镉含量分析摘要以取自连云港市郊区的24个水稻样品和24个对应土壤样品为研究对象,分析重金属元素镉的含量。
结果表明:连云港市郊区稻田土壤重金属镉含量未见明显不同;水稻不同器官镉含量分布规律是根>茎叶>稻壳>糙米;生育期短的水稻品种植株中镉含量高于生育期长的品种。
Abstract 24 rice samples and 24 corresponding soil samples which were obtained from the suburbs of Lianyungang City were used to analyze cadmium content. The results showed that the cadmium content had no obvious difference among the paddy soil samples of suburb in Lianyungang City,the distribution law of different organs of cadmium content of rice was:root>stem leaf>rice husk>brown rice,the cadmium content of the rice with short growth period was higher than the rice with long growth period.Key words rice;soil;heavy metal;cadmium;Lianyungang Jiangsu;suburb土壤重金属污染问题已经成为世界性的问题,重金属在土壤中的存在会严重影响植物机体功能,在食物链中的生物富集极具危险性。
镉是广泛存在于自然界的一种重金属元素,对植物显示出比其他重金属更大的毒性。
水稻是我国主要粮食作物,稻田重金属镉污染不仅导致水稻生长发育受阻,产量下降,更为严重的是有毒元素镉在水稻体内大量累积,并通过食物链传递,对人体健康构成严重威胁。
不同品种水稻籽粒对土壤镉砷硒吸收积累的差异欧昱贵(华南农业大学资源环境学院,广东 广州 510642)摘 要:选取广东省的17个主栽水稻品种(系)为研究材料,在轻度和重度镉污染的土壤上进行大田试验,通过分析水稻籽粒的镉、砷、硒含量,探明不同镉污染土壤对水稻籽粒吸收积累的差异,为筛选出低镉低砷且富集土壤硒能力强的水稻品种提供理论基础。
结果显示:水稻籽粒在镉轻度污染土壤中镉砷硒的含量分别为0.20~0.36mg/kg、0.15~0.21mg/kg和0.022~0.031mg/kg;在重度污染土壤中分别为:0.83~1.03mg/kg、0.18~0.25、和0.030~0.048mg/kg。
镉重度污染土壤水稻镉含量相较于镉轻度污染明显增加,但对砷、硒的含量并无显著性影响;水稻镉、砷、硒之间有协同和拮抗关系,但均达不到显著性相关水平。
研究表明:五广占和黄广华占1号可作为低镉低砷水稻品种,黄广华占1号可作为低镉富硒水稻品种。
关键词:水稻品种;积累;筛选文章编号:ISSN2096-0743/2021-13-0165在工农业快速发展背景下,我国土壤环境污染范围逐渐扩大,污染程度越来越高,污染物含量与种类也不断加大,已经严重威胁到了我国的可持续发展。
环境污染问题长期以来一直是世界性的问题,特别是在工业化和城市化高度发展的当今社会,环境污染问题日益突出,其中最为严重的当属土壤重金属污染问题。
水稻是世界第二大、我国第一大粮食作物,也是最容易吸收和积累重金属的大宗粮食作物之一。
水稻糙米对土壤重金属的吸收与品种有关,而不是一个对所有品种一成不变的固定值,尤其水稻对镉的积累和耐性具有明显的品种间差异,因此,筛选水稻糙米镉含量低的品种,能有效解决镉污染稻田水稻安全生产问题。
研究表明, Se具有提高人体免疫力、抗衰老、预防癌变等功能,而缺Se会导致克山病、大骨节病等疾病, 影响人体健康。
最近一项对世界稻米Se含量的普查结果表明, 绝大多数稻米Se的含量低于人体的营养需求。
土壤镉污染与稻米镉富集关联性研究开题报告一、研究背景与意义:土壤中重金属镉的污染问题已成为全球环境污染的焦点之一,其来源主要有矿产开采、化肥施用、废水排放等。
而稻米作为人类主食之一,其镉富集问题已成为全球民众关注的问题。
因此,探究土壤中镉污染与稻米镉富集之间的关联性,可以为防治土壤镉污染和稻米镉污染提供科学依据,进而保障人类健康。
二、研究目的:本研究主要是针对非污染区、轻度污染区和重度污染区土壤中镉含量、稻米中镉含量及镉的形态分布情况进行研究,探究不同污染区土壤与稻米中镉的富集特征及其关联性,为建立镉污染防控体系提供理论依据。
三、研究内容及方法:1. 对研究区非污染区、轻度污染区和重度污染区土壤及稻米样本进行采集、样品前处理及分析测定。
2. 对土壤中镉的含量及形态分布情况进行分析,确定土壤中镉的来源以及对稻米镉富集的影响。
3. 分析稻米中镉的含量及其在不同部位的分布情况,探究镉在稻米中的富集机理。
4. 对不同污染区土壤与稻米中镉的富集特征及其关联性进行研究,探究土壤中镉含量对稻米镉富集的影响规律。
四、预期成果:通过本研究,预期可以获取以下成果:1. 三种污染区土壤与稻米中镉的含量及形态分布情况,了解不同污染区土壤与稻米镉富集的机理;2. 建立土壤镉污染与稻米镉富集的关联模型,为环境监测和防治提供科学依据。
五、研究难点及解决方法:研究难点:1. 土壤中镉的形态分布分析;2. 镉在稻米中的富集机理分析;3. 不同污染区土壤与稻米中镉的富集特征及其关联性分析。
解决方法:1. 选择合适的样品前处理方法,如经过稀盐酸和氢氧化钠的提取方法,再采用电感耦合等离子体质谱等仪器分析镉的形态分布情况;2. 采集不同稻米部位的样品,经过合适的前处理方法,如消解、溶解等进行镉含量分析,并结合稻米吸收镉的物理化学机制进行研究;3. 选择合适的研究方法,如主成分分析、逐步回归分析等,对不同污染区土壤与稻米中镉的富集特征及其关联性进行分析。
2007年,潘根兴教授[1]通过调研,发现市面上有10%的大米存在着镉超标问题,镉大米事件开始引起了科研工作者的关注,如何加工利用这类大米,使其达到国家标准也成为研究热点。
本文将对近年来有关稻米中镉的分布规律和降镉方法的相关研究进展进行总结,以此为镉大米的研究及加工利用提供参考。
1 稻米中镉的富集及分布1.1 稻米对镉的吸收能力与分布规律众多研究表明,不同农作物之间对不同重金属的吸收能力存在差异,稻米是对镉富集能力突出的农作物。
李铭红等[2]对不同农作物对重金属镉的吸收能力做了研究,得出不同农作物对镉富集系数的排序为水稻>大豆>大麦>玉米>小麦。
美国重金属研究专家 ChaneyRL[3]也指出水稻属于镉强积累的农作物,水稻是对镉吸收最强的大宗谷类作物。
此外,稻米对于不同的重金属的富集能力也尽不相同,稻米对土壤中镉的吸收能力较明显的高于铜、锌、汞、砷、铅等重金属[4]。
这些都表明在土壤环境被污染时水稻易吸收镉成为镉大米。
同时李坤权等人[5]还对不同大米品种之间镉吸收能力的差异做了相关研究,指出糙米中的镉浓度和积累速率与水稻产量呈显著正相关,即高产伴随高镉,籼米中镉浓度显著高于粳米。
这为镉大米事件频繁发生在南方多种植籼米的地区做出解释,同时也证明了培育低镉富集能力的水稻新品种来解决镉污染大米的可能性。
镉在水稻中的迁移、分布和总量传输都是一个动态的过程。
镉被水稻从土壤吸收后,大部分留在了根部,少量向地上部分转移,研究表明水稻植株不同的器官内镉的分布差异明显,顺序为:根部>主茎>叶>籽实[6-8]。
此外,Morghan J T[9]提出稻米籽粒与水稻植株之间的镉含量显著相关,Kurz H[10]和杨春刚团队[11]进一步指出与稻米籽粒镉含量显著相关的为水稻植株中茎秆的镉含量。
1.2 稻米籽实中镉的分布及其结合形态稻米籽粒是稻米的食用部分,因此具体的了解镉在稻米籽粒中的分布与结合方式对镉大米降镉有着重大意义。
不同浓度镉(Cd)对水稻幼苗生长的影响作者:***来源:《福建农业科技》2020年第10期摘要:探究水稻幼苗植株对镉(Cd)的适应能力,为水稻的重金属防治提供理论基础。
利用琼脂培养条件模拟湿地环境,研究在不同Cd浓度条件下水稻幼苗植株生长、Cd含量及生理指标的所受影响及其对Cd的适应能力。
结果表明:水稻幼苗内Cd元素含量随添加的Cd浓度升高而升高,根系中的Cd含量远高于地上部,当Cd浓度≥2.5 mg· L-1时,水稻幼苗鲜重、干重、株高和根长的抑制均达到了显著程度。
琼脂培养基质中的镉浓度在0~20 mg· L-1范围内,富集系数在Cd浓度为10.0 mg·L-1时达到最小,随后趋于平稳;转运系数呈先增长后趋于平稳的趋势。
综上说明水稻幼苗在Cd浓度≥2.5 mg· L-1时生长受到显著抑制,水稻幼苗对Cd 具有一定的富集和转运能力。
关键词:镉(Cd);水稻;琼脂培养基质;植株生长中图分类号:S511文献标志码:A文章编号:0253-2301(2020)10-0022-05DOI: 10.13651/ki.fjnykj.2020.10.004Abstract: The adaptability of rice seedlings to cadmium (Cd) was explored in this paper,in order to provide theoretical basis for the prevention and control of heavy metals in rice. The effects of different cadmium concentrations on the plant growth, cadmium content and physiological indexes of rice seedlings and their adaptability to cadmium were studied by using the agar culture medium to simulate the wetland environment. The results showed that the content of cadmium in rice seedlings increased with the increase of the concentration of cadmium, and the content of cadmium in the root was much higher than that in the aboveground parts. When the concentration of cadmium ≥2.5 mg·L-1, the inhibition of fresh weight, dry weight, plant height and root length of rice seedlings reached a significant degree. The concentration of cadmium in the agar culture medium ranged from 0 to 20 mg· L-1, and the concentration coefficient reached the minimum when the concentration of cadmium was 10.0 mg·L-1 and then leveled off;while the transfer coefficient increased first and then tended to be stable. In conclusion, the growth of rice seedlings was significantly inhibited when the concentration of cadmium ≥2.5 mg·L-1, and the rice seedlings had certain enrichment and transport capacity to cadmium.Key words: Cadmium (Cd);Rice;Agar culture medium;Plant growth镉(Cd)是一种具有很强毒性的金属物质,土壤中的镉有较强的向植物根系迁移的能力,因此植物往往容易富集镉[1-2]。
不同水稻品种籽粒对土壤镉吸收差异性的初步研究张成;李浩;任树友;何斌;陈春霞;赖佳【摘要】20个水稻品种在3个试验点开展的田间试验结果表明,水稻品种籽粒镉的积累能力与土壤镉含量具有正相关性.水稻对镉的积累和耐性具有明显的品种间差异,筛选水稻糙米镉含量低的品种,能有效解决镉污染稻田水稻安全生产问题.通过试验发现,在土壤中低度重金属污染下,水稻品种辐优21、B优840和金优284能较好地降低镉的吸附,水稻籽粒Cd含量不超标.【期刊名称】《四川农业科技》【年(卷),期】2016(000)008【总页数】3页(P36-38)【关键词】水稻;重金属镉;品种【作者】张成;李浩;任树友;何斌;陈春霞;赖佳【作者单位】成都市农业技术推广总站,四川成都610041;成都市农业技术推广总站,四川成都610041;成都市农业技术推广总站,四川成都610041;成都市农业技术推广总站,四川成都610041;成都市农业技术推广总站,四川成都610041;成都市农业技术推广总站,四川成都610041【正文语种】中文镉对人类和动植物具有强烈毒害作用,是目前危害最严重的农田重金属污染。
重金属因其非生物降解性和持久性已引起人们广泛的关注[1]。
其中,镉(Cd)元素具有高移动性和高毒害性,被认为是危害公众健康的主要物质之一。
水稻是世界第二大、我国第一大粮食作物,也是最容易吸收和积累Cd的大宗粮食作物之一[2]。
相关研究表明,土壤中的重金属并不能被植物完全吸收,而是通过一系列的反应转化,变成可被植物吸收的有效态,才能被植物吸收、累积、循环进入人体[3-4]。
因此,选育一些对有效态重金属吸附量少的水稻品种,是保障粮食安全的关键。
本文通过对20个水稻品种开展田间试验,观察其在大田生产中的表现,探讨其实际应用的可行性,筛选稳定的重金属镉低吸附水稻品种,为最终形成重金属污染的综合防控体系提供技术支撑。
1.1 研究区域成都市位于四川盆地西部,地势东南低,西北高,平均海拔约500m,属亚热带季风气候,年均气温16℃,年均降水量1000mm,多云雾,短日照。
土壤镉含量标准土壤镉含量是衡量土壤环境质量的重要指标之一。
土壤中的镉含量如果超过一定的标准,将对农作物生长和人体健康造成严重影响。
因此,对土壤中的镉含量进行监测和控制是非常重要的。
本文将从土壤镉的来源、对土壤环境的影响以及土壤镉含量标准等方面进行探讨。
首先,土壤镉的主要来源包括工业废水、农药、肥料、矿产资源开采等。
工业废水中的镉是重要的污染源之一,农药和肥料中的镉也会随着农业生产的过程不断积累到土壤中。
另外,矿产资源开采过程中的废渣和尾矿也会释放大量的镉进入土壤中。
这些都是导致土壤镉含量超标的重要原因。
其次,土壤中过高的镉含量会对土壤环境产生严重影响。
首先,镉对农作物的生长和发育具有抑制作用,当土壤中的镉含量超过一定标准时,会导致农作物的产量和品质下降。
其次,土壤中的镉会随着作物的生长被植物吸收,并进入食物链,最终对人体健康产生危害。
因此,控制土壤中的镉含量对于保护农作物生长和人体健康具有重要意义。
针对土壤镉含量标准的制定,各国家和地区都有相应的法规和标准。
例如,中国《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)规定了土壤中镉的含量限值。
根据该标准,不同类型的土壤对镉的容许含量有所不同,一般来说,耕地土壤对镉的容许含量要低于其他类型的土壤。
此外,国际上也有一些关于土壤镉含量的标准,例如欧盟和美国等地区也都有相应的法规对土壤镉含量进行限制。
在实际生产和生活中,我们应该重视土壤镉含量的监测和控制工作。
首先,通过定期对土壤进行监测,及时发现土壤中镉含量超标的情况。
其次,采取相应的措施,例如合理使用化肥和农药,加强工业废水的处理等,减少镉进入土壤的途径。
此外,对于已经超标的土壤,可以采取修复措施,例如植物修复、土壤修复等,降低土壤中镉的含量,恢复土壤的环境功能。
综上所述,土壤镉含量标准是保护土壤环境和人体健康的重要手段。
通过对土壤镉含量的监测和控制,可以有效减少镉对农作物生长和人体健康造成的危害。
因此,我们应该加强对土壤镉含量标准的研究和执行,为建设健康的土壤环境和美好的生活环境做出贡献。
不同类型土壤下水稻镉的富集特征及与土壤镉含量的关系王科;李浩;张成;钟文挺;杨勋【摘要】选取20个水稻品种在轻度镉污染农田上进行小区试验,统计分析水稻镉富集特征及比较不同类型水稻土下水稻镉吸收与土壤镉含量的关系.结果表明:①提高土壤pH值可以降低土壤有效镉含量,而土壤总镉含量是影响土壤有效镉含量的关键因素.②不同类型水稻土上稻米的镉富集能力不同.灰棕潮田上镉富集率较低的品种为川作6优177、粳稻、金优284,冲积黄泥田上为金优284、B优840、粳稻,紫潮田上为Ⅱ优498、富优21、粳稻.不同类型水稻土上水稻对镉的吸收能力差异较大,因而生产上要园地制宜选择水稻品种防控稻米的镉污染,粳稻在3种类型的水稻土上均有较低的镉富集率,适用性较强.③在镉污染水稻土上,通过土壤全镉含量与有效镉含量均可以有效预测稻米镉含量,其中土壤全镉的预测效果较好.【期刊名称】《四川农业科技》【年(卷),期】2018(000)011【总页数】3页(P38-40)【关键词】水稻;富集系数;镉【作者】王科;李浩;张成;钟文挺;杨勋【作者单位】成都市农业技术推广总站,四川成都610041;成都市农业技术推广总站,四川成都610041;成都市农业技术推广总站,四川成都610041;成都市农业技术推广总站,四川成都610041;成都市农业技术推广总站,四川成都610041【正文语种】中文由于重金属在食物链中的生物富集性对人体极具危害性[1],因此重金属造成的土壤及农产品污染问题日益成为人们关注的焦点[2]。
重金属在农田土壤中的存在会对农作物产生严重影响,而镉是造成成都平原耕地土壤及农产品重金属污染的主要污染物[3]。
水稻作为成都平原种植面积最大的粮食作物,也是最易从土壤吸附重金属的农作物[4-5]。
水稻对镉的富集作用是一个复杂的生理过程,目前针对水稻镉吸附作用的研究较多[6-7],但在不同类型水稻土下研究水稻镉吸附特点的研究较少。
因此,本研究在成都3种类型水稻土上分别种植20个水稻品种,研究不同类型水稻土上的镉富集特征及水稻镉吸收与土壤镉的关系,探讨影响水稻镉富集的因素,从而为低吸附镉水稻品种的筛选提供理论支撑。
1 材料与方法1.1 土壤背景本实验为小区试验,根据成都市2006~2009年耕地质量普查结果[8],选择我市具有代表性的灰棕潮田、冲积黄泥田、紫潮田土属的3类水稻田为试验田,其耕层土壤总镉含量及pH值见表1。
3个试验田土壤全镉含量均超过国家土壤环境质量二级标准(GB15618-1995),属于轻度镉污染土壤。
表1 试验前土壤总镉含量及pH值试验点土壤类型pH镉含量(mg/kg)镉污染程度1灰棕潮田土6.250.53轻度2冲积黄泥田土6.030.40轻度3紫潮田土6.470.57轻度1.2 植物材料参试水稻品种为适合成都种植的水稻品种,共20个,编号及具体水稻品种名称见表2。
表2 试验水稻材料编号及品种名称编号品种名称编号品种名称R01F优498R11天优华占R02川香9838R12富优21R03川香3号R13辐优21R04冈优188R14粳稻R05宜香2084R15B优840R06辐优838R16川作6优177R07内香8518R17金优284R08中9优838选R18冈优725R09C两优华占R19Y两优973R10Ⅱ优498R20川优83771.3 试验方法在2016年5月移栽水稻秧苗至各试验田,各品种重复3次,小区随机区组排列,小区面积为3m×2m,水稻株距和行距均为20cm,试验田周围设5行保护行,水稻种植管理按常规方式进行。
水稻肥料用量:底肥施用三元复合肥(15∶15∶15)35kg/667m2,返青期施用尿素(N46%)6kg/667m2;拔节期施用尿素5kg/667m2、氯化钾15kg/667m2。
所有试验点肥料用量保持一致,期间未发生影响产量的病虫害,水稻于2016年9月收获。
1.4 测定方法与数据处理试验前采集试验田耕层基础土样,水稻收获时采集各小区耕层土壤及水稻籽粒样品。
土壤样品风干过0.15mm塑料筛,籽粒样品烘干粉碎后过0.15mm塑料筛。
采用耶拿火焰-石墨炉原子吸收光谱仪(jena-ZEEnit700P型)测定样品中铅、镉总量,塞多利斯(PB-10型)pH计测定土壤pH。
运用Microsoft Excel 2010进行数据统计及图表制作,运用统计软件DPS15.1进行相关性分析。
糙米镉富集系数(AFA-土)=糙米中镉的含量/土壤中总镉含量。
2 结果与分析2.1 不同类型稻田土壤中镉的特征从表3可知,不同类型的水稻土pH与全镉含量、有效镉含量间的相关关系一致。
虽然各试验稻田土壤的pH与全镉含量均呈显著正相关关系,但实际意义不大,因为土壤全镉含量的高低不由土壤pH值决定,而是由镉污染源决定。
不同类型的水稻土全镉含量与土壤有效镉含量呈显著正相关关系,在紫潮田上到达极显著水平(r=0.865**)。
不同类型水稻土的有效镉含量与土壤pH呈负相关关系,其中灰棕潮田土与紫潮田土与土壤pH相关系数分别为-0.659*和-0.722*,到达显著水平。
这说明采取措施提高土壤pH可以降低有效镉含量,而控制土壤镉总镉含量是影响土壤有效镉的关键因素。
2.2 不同类型稻田土壤上水稻的镉富集特征本次水稻品种试验的试验田均呈轻度镉污染,土壤镉对水稻的各项生理指标及产量没产生显著影响。
水稻收获时对不同水稻品种及对应小区土壤进行一对一采样,根据糙米及土壤全镉含量计算每个品种的稻米镉富集系数,以反映不同品种水稻的镉富集能力。
从表4可知,3种水稻土上稻米镉的富集系数均呈正态分布,灰棕潮田土、冲积黄泥田土、紫潮田土上各水稻品种的镉富集系数范围分别为:0.381~0.848、0.417~0.881、0.267~0.642;从稻米镉富集系数平均值来看,紫潮田土上稻米的镉富集率最低,灰棕潮田土及冲积黄泥田土上稻米镉富集系数分别比紫潮田土高35.9%、64.3%,这表明不同类型水稻土上稻米的镉吸收富集能力差异较大。
从水稻品种来看:灰棕潮田上镉富集率较低的品种为川作6优177、粳稻、金优284;冲积黄泥田上为金优284、B优840、粳稻;紫潮田上为Ⅱ优498、富优21、粳稻。
不同类型水稻土上水稻对镉的富集能力不同,而粳稻在3种类型的水稻土上均有相对较低的镉富集率。
表3 不同类型水稻土的pH值、全镉及有效镉间的相关关系水稻土类型相关系数pH全镉有效镉灰棕潮田土pH1.000--全镉0.538*1.000-有效镉-0.659*0.589*1.000冲积黄泥田土pH1.000--全镉0.2151.000-有效镉-0.3080.565*1.000紫潮田土pH1.000--全镉0.547*1.000-有效镉-0.722*0.865**1.000注:*表示在P<0.05水平上显著相关;**表示在P<0.01水平上显著相关.表4 不同类型水稻土上稻米镉富集系数的统计特征水稻土类型样本数最大值最小值平均值中值标准差变异系数峰度偏度灰棕潮田土200.8480.3810.5600.5330.1180.2111.3221.059冲积黄泥田土200.8810.4170.6820.7320.2030.0203-0.899-0.481紫潮田土200.6420.2670.4150.3850.2130.2130.7410.7582.3 不同类型稻田土壤的全镉和有效镉与水稻镉吸收的关系土壤中镉的存在形式是衡量其生物毒性及环境效应的关键参数。
从表5可知,稻米镉含量与土壤全镉含量及有效镉含量均呈显著正相关关系(P<0.05),其中在冲积黄泥田土上稻米镉含量与土壤总镉含量呈极显著正相关关系(r=0.827**)。
在3种类型水稻土上,稻米镉与土壤全镉的相关系数均高于稻米镉与土壤有效镉的相关系数,这说明用土壤全镉含量预测稻米镉含量较为准确。
表5 稻米镉含量与土壤全镉及有效镉的相关性水稻土类型全镉有效镉回归方程相关系数回归方程相关系数灰棕潮田土y=0.2596x+0.11570.623*y=1.9453x+0.11480.567*冲积黄泥田土y=0.6497x+0.01220.827**y=4.2431x-0.06120.548*紫潮田土y=0.2609x+0.09920.543*y=1.2171x+0.17510.522*3 结论(1)研究表明pH值对土壤有效镉的影响较大[9],本研究也证明适当提高土壤pH可以降低土壤有效镉含量,而土壤总镉含量是影响土壤有效镉含量的关键因素。
(2)从20个水稻品种的镉富集率统计结果可见,不同类型水稻土上稻米的镉富集能力不同。
灰棕潮田上镉富集率较低的品种为川作6优177、粳稻、金优284;冲积黄泥田上为金优284、B优840、粳稻;紫潮田上为Ⅱ优498、富优21、粳稻。
不同类型水稻土上水稻对镉的吸收能力差异较大,因而生产上要因地制宜选择水稻品种防控稻米的镉污染,粳稻在三种类型的水稻土上均有较低的镉富集率,适用性较强。
当然本研究中筛选出的低镉富集品种仅有一季数据作为支撑,需要进一步的试验以确定其富集作用的稳定性。
(3)由于土壤有效镉受土壤理化性质的影响较大,且本研究也表明稻米镉与土壤全镉的相关系数高于稻米镉与土壤有效镉的相关系数。
因此,用土壤全镉含量预测稻米镉含量效果更佳。
参考文献:【相关文献】[1]崔玉静,赵中秋,刘文菊,等.镉在土壤-植物-人体系统中迁移积累及其影响因子[J].生态学报,2003,23(10):2133-2143.[2]龚伟群,潘根兴.中国水稻生产中Cd吸收及其健康风险的有关问题[J].科技导报,2006,24(5):43-48.[3]李富华.成都平原农用土壤重金属污染现状及防治对策[J].四川环境,2009,28(4):60-64.[4]蔡秋玲,林大松,王果,等.不同类型水稻镉富集与转运能力的差异分析[J].农业环境科学学报,2016,35(6):1028-1033.[5]王科,李浩,任树友,等.不同耕作措施对土壤和水稻籽粒重金属累积的影响[J].四川农业科技,2017(2):32-34.[6]秦鱼生,詹绍军,喻华,等.镉在不同质地水稻土剖面中的分布特征及与作物吸收的关系[J].光谱学与光谱分析,2013,2(33):476-480.[7]王俊伟,纪淑娟,王颜红,等.水稻重金属镉含量与土壤质量关系的研究[J].粮食加工,2008,33(4):31-33.[8]曾必荣,李浩.成都耕地[M].成都:四川科学技术出版社,2009.[9]赵晶,冯文强,秦鱼生,等.不同氮磷钾肥对土壤pH和镉有效性的影响[J].土壤学报,2010,47(5):953-961.。