土壤改良剂对镉向水稻中迁移转运的影响
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稻谷镉超标处置方案
稻谷镉超标的处置方案主要有以下几点:
1. 预防措施:选择低镉的品种和土壤,避免在重金属富集的区域种植稻谷,同时采取合理的施肥和灌溉措施,减少镉的摄入。
2. 改良土壤:通过改良土壤,增加土壤的pH值,使镉离子转化为不溶性状态,降低稻谷对镉的吸收。
例如,可以施用碱性肥料或石灰来提高土壤pH 值。
3. 种植结构调整:尽量避免连续种植稻谷,可以采取轮作或间作的方式,减少土壤中镉的积累。
4. 去除镉污染源:如果发现稻田土壤中的镉污染源,应及时去除,以免继续污染稻谷。
5. 收获后处理:在收获后对稻谷进行处理,如清洗、去壳等,可以减少稻谷表面的镉含量。
6. 加工处理:在加工过程中,可以采用一些技术手段去除稻谷中的镉,例如用水浸泡、漂洗等。
7. 安全利用:对于轻度镉超标的稻谷,可以进行合理利用,如加工成饲料、作为工业原料等。
但对于重度超标的稻谷,应该进行无害化处理或销毁。
以上是稻谷镉超标的处置方案,具体的处理方法需要根据实际情况进行选择。
同时,应该加强监管和监测,确保稻谷的安全和卫生。
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。
土壤调理剂对土壤养分、重金属含量及水稻产量的影响发布时间:2021-12-07T03:37:54.295Z 来源:《教育研究》2021年12月中35期作者:李璐[导读] 目前,修复受镉污染的农田的技术在国内外十分普遍,包括物理、生物和化学修复。
物理修复是指用未受污染的土壤取代受污染的土壤,这有助于全面解决目前的土地污染问题,但有一个缺点:工程的数量和费用都很高。
植物修复在生物修复中很常见。
植物修复是指种植、吸收或固定具有特定镉吸收能力的作物,从而降低土壤中镉的实际浓度。
缺点是镉含量高的植物生长缓慢,产量低,恢复周期长,难以实际应用。
邯郸科技职业学院李璐 056001摘要:目前,修复受镉污染的农田的技术在国内外十分普遍,包括物理、生物和化学修复。
物理修复是指用未受污染的土壤取代受污染的土壤,这有助于全面解决目前的土地污染问题,但有一个缺点:工程的数量和费用都很高。
植物修复在生物修复中很常见。
植物修复是指种植、吸收或固定具有特定镉吸收能力的作物,从而降低土壤中镉的实际浓度。
缺点是镉含量高的植物生长缓慢,产量低,恢复周期长,难以实际应用。
化学还原,即通过施用泡沫材料、石灰等减少大米的镉含量。
,为了改善土壤的理化性质,提高土壤ph值,降低土壤镉的效率,目前是降低水稻镉含量的主要手段之一。
本文主要分析土壤调理剂对土壤养分、重金属含量和水稻产量的影响。
关键词:水稻;土壤调理剂;产量;土壤养分;重金属含量引言土壤酸化是自然和人类影响下土壤pH值下降的现象,导致土壤中的ca、Mg、p等营养元素大量丧失,导致土壤肥力下降,从而导致作物生长下降。
目前,土壤酸化已成为农业可持续发展的主要障碍。
土壤调理剂的作用是改善土壤结构,调节土壤pH值,促进土壤中有效营养的改善。
1、土壤调理剂的概念和种类在土壤调理剂的一般要求(NY/T3034-2016)中,土壤调理剂是添加到土壤中以改善土壤的物理、化学和/或生物形态的材料,可用于改善土壤结构、减少盐度风险和调节酸性提高土壤湿度或修复受污染的土壤。
引言土壤是人类赖以生存的主要资源之一,土壤的质量在一定程度上决定了农作物的产量和品质,农田土壤污染会直接导致粮食的减产和间接通过食物链的生物放大效应威胁人们的身体健康。
重金属是指比重>5的金属,在环境污染方面主要有汞、镉、铅、铬以及类金属砷等具生物毒性的重元素。
重金属于大气、水体、土壤环境中普遍存在,并在3种环境间相互迁移[1]。
土壤中的重金属污染具有不可逆性、长期性、隐蔽性、易富集性和毒性强等特点[2],目前某些地方重金属已经对土壤造成了非常大的影响。
水稻作为我国的主要粮食作物,重金属在其稻米中的富集对人类健康存在潜在威胁。
自20世纪以来,我国稻米重金属超标问题日益严重。
2014年全国土壤污染调查公报显示,重金属镉、汞、铅、铬、锌的点位超标率分别为7.0%、1.6%、1.5%、1.6%、1.1%,耕地土壤点位超标率为19.4%[3],林承奇等[4]的研究结果表明闽西南地区稻米Cd、Ni、Cu含量超标率分别为8.9%、4.4%和2.2%。
通过采取不同的治理措施对重金属污染的稻田进行修复,降低土壤中重金属污染物向水稻中的迁移,从而得到安全、可食用的稻米。
降低重金属对稻田及水稻污染的治理措施有如下几种:施加土壤调理剂,通过对土壤重金属进行固定和钝化,以降低重金属活性,减少重金属向作物的迁移量;采用农艺措施治理,合理施肥,可以有效减轻土壤中重金属的含量,降低重金属的危害,提高作物产量,改善产品品质[5]。
丁凌云等[6]通过采用石灰、过磷酸钙和有机物等改良剂对水稻产量和重金属吸收进行研究,发现石灰+过磷酸钙(0.4kg/m 2)能够显著降低水稻中的重金属含量。
刘登彪等[7]通过设置不同叶面阻控剂浓度,探究了其对土壤和稻米镉含量的影响。
本研究根据农产品协同监测结果,筛选出样品超标的轻中度污染耕地,分别选用石灰调节、叶面调控、优化施肥、土壤调理剂等安全利用措施技术,开展轻中度污染耕地安全利用技术试验,为全州轻中度污染耕地安全利用提供技术支撑,为推进受污染耕地安全利用工作奠定基础。
新技术有望让水稻实现高锰低镉一、本文概述本文主要探讨了一种新技术在水稻种植领域的潜在应用,该技术有望让水稻实现高锰低镉的生长。
水稻作为全球最重要的粮食作物之一,其产量和质量对于粮食安全具有重要意义。
然而,传统的水稻种植方式可能导致土壤中镉等重金属的积累,从而影响水稻的品质和安全性。
针对这一问题,科研人员研发出了新型水稻种植技术,通过调控土壤中的锰和镉元素,实现水稻高锰低镉的生长。
本文将对这一新技术进行详细介绍,并分析其在水稻种植领域的应用前景和影响。
二、镉污染对水稻的影响镉是一种有毒的重金属元素,其污染对水稻的生长和产量产生严重影响。
镉能够抑制水稻的生长,降低植株的高度,使叶片出现黄化、枯萎等症状。
镉污染还会影响水稻的光合作用,降低叶绿素的含量,从而影响水稻的光能利用率,导致产量下降。
更为严重的是,镉能在水稻体内积累,并通过食物链进入人体,对人体健康造成危害。
长期食用镉超标的大米,可能导致肾脏、骨骼等器官受损,甚至引发癌症等严重疾病。
因此,镉污染对水稻的影响不容忽视。
目前,科研人员正在积极研发新技术,以降低水稻中的镉含量,保障食品安全和人体健康。
这些新技术包括利用基因工程手段改良水稻品种,提高其对镉的耐受性和排除能力;以及通过土壤修复、水分管理等农业措施,减少土壤中镉的含量,从而降低水稻对镉的吸收。
未来,随着这些新技术的不断推广和应用,有望让水稻实现高锰低镉,为保障粮食安全和人民健康作出积极贡献。
三、高锰低镉水稻的意义高锰低镉水稻的研发和应用具有深远的意义,它不仅关乎农业生产的可持续发展,还直接影响着人们的健康和生活质量。
从农业角度来看,这种新型水稻的培育成功,代表了农业科技在解决环境问题和提高农产品质量方面的重大进步。
通过调整水稻的遗传特性,我们可以更有效地利用土壤中的营养元素,减少重金属污染,同时提高稻谷的营养价值,这是对传统农业生产方式的一次重要革新。
从人类健康的角度来看,高锰低镉水稻的推广将极大地降低人们通过食物链摄入镉等有害重金属的风险。
江汉平原水稻中重金属元素累积效应及迁移运转特征江汉平原是中国主要的水稻种植区之一,而重金属元素的污染对水稻的生长发育和食品安全带来了不可忽视的影响。
本文对江汉平原水稻中重金属元素的累积效应及迁移运转特征进行探讨。
一、重金属元素的来源和污染状况重金属元素是指密度大于5 g/cm3的金属元素,具有毒性和生物积累性,包括铅、镉、铬、汞、砷等。
重金属元素的污染主要来自人类活动,如燃煤、矿山开采、电子废弃物等。
江汉平原是中国著名的农业区域,重金属元素的污染主要来自灌溉水、土壤和气溶胶。
研究表明,江汉平原水稻种植区铅、镉、砷等重金属元素的污染较为严重,其中以镉的污染最为突出。
该地区的废水中镉、铅等重金属元素含量高于国家标准,土壤中镉、铅、砷等重金属元素的含量也高于国家二级限值。
重金属元素在水稻中的累积效应是指重金属元素在水稻生长过程中从土壤、水体、气态污染物中吸收,并逐渐积累在水稻不同器官中的过程。
这种累积效应会对水稻的生长发育、品质和人体健康产生危害。
研究表明,江汉平原水稻中的镉、铅、砷等重金属元素可以通过根系进入水稻,也可以经由空气和水蒸气进入植株。
水稻对不同重金属元素的吸收具有差异性,镉和汞可以积累在水稻中的各个部位,包括根、茎和叶,而铅和砷则主要积累在根部和叶片。
水稻中不同器官对重金属元素的累积能力也不同,根、茎、叶和籽实对重金属元素的吸收能力依次降低。
三、重金属元素的迁移运转特征重金属元素在水稻中的迁移运转特征包括根-茎-叶的分配、不同器官的转移和分配、以及膳食摄入对重金属元素摄入的影响等。
为了减少江汉平原水稻中的重金属元素污染,可以采取以下措施:1. 加强废水和废气的处理,严格控制重金属元素的排放量。
2. 深入研究土壤中重金属元素的迁移和转化特征,发展环境友好型的水稻栽培技术。
3. 通过土壤改良和肥料管理等措施,降低土壤中重金属元素的含量。
4. 选育优质、耐污染的水稻品种,减少重金属元素在水稻中的累积。
土壤改良剂对镉向水稻中迁移转运的影响作者:金华魏祥东邹慧玲杨慧敏来源:《安徽农业科学》2018年第31期摘要 [目的]研究土壤改良剂对镉向水稻中迁移转运的影响。
[方法]选取重金属镉重度污染稻田进行大田试验,研究8种钝化剂对土壤中有效态镉向水稻中迁移积累的影响,以及对土壤pH、水稻产量、稻米中镉含量的影响。
[结果]通过施入钝化剂,能够显著降低土壤中镉向水稻中迁移转运,达到稻米中降镉的目的,并且能够为水稻提产增效。
与CK相比,施入钝化剂能够提高土壤pH 1.3%~43%,降低土壤中镉的活性;在对土壤有效态镉方面,以纳米螯合铁最为明显,最佳处理能够显著降低土壤镉的有效性76.5%;在水稻产量方面,施入钝化剂能够提高水稻产量1.01%~9.43%;在稻米镉含量方面,纳米螯合铁能够显著降低稻米中镉含量,其降幅达66.98%~7856%。
[结论]在8种钝化剂中,复合微生物肥、制碱废渣肥、微量元素调理剂、纳米螯合铁肥在重金属镉污染农田治理中有良好的潜力。
关键词土壤改良剂;Cd;水稻;迁移运转;影响中图分类号 X53文献标识码 A文章编号 0517-6611(2018)31-0053-03Abstract [Objective]To study the effect of soil conditioner on migration and transport of cadmium into rice.[Method]The heavy metal cadmium heavily polluted rice field was selected for field experiment to study the effects of eight passivators on the migration and accumulation of available cadmium in rice, and the effects on soil pH, rice yield and cadmium content inrice.[Result]The passivator could achieve the target of significantly reducing the Cd into the rice and rice yield. Compared with the CK, fertilization passivator could increase soil pH by 1.3%-4.3% and reduce the activity of Cd in soil. In terms of soil available cadmium, Nanochelated iron was the best passivator that reducing the effectiveness of soil cadmium by 76.5%. In terms of rice yield,fertilization passivator could increase rice yield by 1.01%-9.43%. In terms of cadmium content in rice, Nanochelated iron could significantly reduce cadmium in rice by 66.98%-78.56%.[Conclusion]Among eight passivators,compound microbial fertilizer,alkalimaking waste residue fertilizer,microelement conditioner and nanochelate iron fertilizer have good potential in the treatment of heavy mental cadmium contaminated farmland.Key words Soil passivator;Cd;Rice;Migration and transport;Effect随着我国人口的不断增加和生活水平的不断改善,人们对粮食的需求量和粮食安全也更加重视,据统计,我国每年产生的水稻已经超过2亿t,占全球总粮食产量的1/3,由此可见,确保水稻的食用安全不容小视,成为我国的一大重任[1]。
然而,经济的高速发展往往带来了环境问题却是我国所不得不面对的重大问题,据统计,我国农田镉污染面积约有13 000 hm 其中,最先发现镉污染地区是在我国北方。
以沈阳为例,1975年,沈阳市政府对水稻灌溉区土壤、稻米、灌溉水及人体健康等进行全面调查,结果发现,灌溉水中镉含量最高,达143μg/L,约有330 hm2土壤属于严重污染区,稻米中镉含量高达1.06 mg/kg,如此高含量的重金属超标事件,引发了公众的高度关注。
在随后的10年间,调查的土壤污染不断增加,由于土壤污染,导致稻米中的重金属含量,尤其是镉含量,远远高于国家标准。
据统计,每年的镉大米产量就高达2 000万t。
盲目追求高速经济发展,不断地发展重工业,使得农田灌溉水体中镉污染。
吴燕玉等[2]对镉在农田生态系统中的迁移规律进行了深入的研究,结果发现,灌溉水的常年灌溉与蒸发是导致农田重金属不断累积的重要原因之一。
在水体中,镉主要是以悬浮物的形式运输。
据2014年全国土壤污染调查公报数据显示,我国土壤超标率高达16.1%,其中土壤污染主要集中在东部地区[3],污染区有东北老工业区、四川、湖北、湖南,其中最为严重的要属湖南长株潭地区,据统计,以湖南地区为例,土壤中镉的超标率高达28%,其中主要集中在株洲、衡阳、娄底、永州等地区[4]。
微生物是土壤结构多样性的关键因素,且对重金属十分敏感,合适的重金属含量不仅是微生物所必需元素,而且也能够对土壤产生肥力效应,但如果土壤中的重金属超过了一定的限值,其中的微生物会由于环境的突然改变而失去其多样性和活性,从而改变了原有的土壤结构,微生物数量的降低和土壤酶的活性也有可能发生不可逆的恶性改变,严重的可能导致水稻减产[5-9]。
有研究表明[10],在被重金属污染的土壤中,对土壤中的3种重金属(铅、锌、镉)进行形态提取后,其含量分别为800、880、8 mg/kg,对该污染土壤中的细菌群落、真菌数量进行分析检测,发现其数量分别降低了99%、93%和99%。
基于以上研究,笔者通过大田试验,在自然条件下,以湖南株洲重金属复合污染地农田为背景,研究8种土壤改良剂对土壤中镉有效性和微生物群落多样性的影响,在增强土壤微生物群落的同时降低土壤中的重金属有效性,最终达到阻隔重金属进入水稻为目的,为今后利用改良剂治理农田重金属污染提供有力的基础数据资料。
1 材料与方法1.1 试验区概况试验区位于湖南省株洲市某重金属污染区。
该地区由于20世纪50年代大量的冶炼、化工企业蓬勃兴起,其产生的废水通过当地河流直排湘江,经过数十年的积淀,4.3 km的河流重金属污染成为湘江流域的“心腹大患”。
由于污染时间长、程度深,导致当地农田种出来的水稻重金属含量普遍超标,形成谈镉色变的镉大米。
试验区土壤基本理化性质见表1。
试验区土壤为弱酸性(pH1.2 供试材料及施肥方式通过对该地区土壤理化性质及重金属含量分析,该试验选取以下土壤改良剂进行土壤改良以及研究不同的施肥方式处理,具体信息如表2所示。
1.3 供试水稻水稻品种为籼型两系杂交水稻Y两优1号,全生育期平均133.5 d。
1.4 试验设计选取湖南省株洲市某重金属污染稻田进行大田试验。
每块小区面积为50 m 每个小区间隔1 m,田梗用塑料布包裹防止漏水、串水。
所有小区采取单排单灌。
试验的土壤改良剂具有对镉有钝化效果,基施为在插秧前3 d施肥,且保持田间水量较少,防止改良剂的流失,叶面肥为稀释后在灌浆期和孕穗期进行喷施,喷施效果保证水稻叶片正反面沾满雾滴,其他措施按常规处理,按当地种植习惯进行田间N、P、K施肥管理及病虫害防治等。
1.5 样品采集与分析测定在成熟期(10月15日)采集早稻和晚稻的稻谷和土壤样品。
土壤采集样品时按梅花5点采样法均匀采集土壤(0~20 cm处)样品合并制成1个混合样品。
采集的土壤样品放于室内阴凉通风处风干过筛(0149 mm)后备用。
稻谷样品采集后于阳光下正常晒干水分后用砻谷机将米壳分离,用植物粉碎机将糙米粉碎装密封袋保存。
土壤pH采用电位法(水土比按2.5∶1.0)测定。
土壤镉的有效态按Tessier方法[11]操作,具体试验操作参照Cui等[12]的方法。
1.6 数据处理采用Microsoft Excel 2003处理试验数据。
2 结果与分析2.1 钝化剂对土壤pH的影响由表3可知,正常处理(CK),土壤的pH随着水稻的成熟,pH会略有升高,但都还是维持在偏酸性条件下,此时土壤中的H+能够与镉作为交换,土壤中镉活性增强,导致土壤中的镉更容易向水稻中迁移[13] 。
与CK相比,施撒石灰能够显著提高土壤的pH,数据显示,能够提高土壤pH幅度为1.3%~4.3%,从而降低土壤中镉的有效性,有研究表明,主要是因为石灰能够提供OH-使土壤中的镉起到钝化作用[14-15]。
与CK相比,处理①~处理④土壤的pH随着水稻的成熟呈现先降低后升高的趋势,这可能是因为灌浆期水稻需水量大,且南方灌溉水偏酸性,导致土壤pH也会降低,但到了成熟期水稻需水量减少,导致大部分水分流失或蒸发,导致土壤pH有所上升[16]。
其中以处理③土壤pH涨幅最大,达19.9%。
另外,处理①~处理④中含有微生物、碱渣等物质,在作为基肥的同时,提高了土壤的pH,而处理⑤~处理⑧肥料呈一定酸性所致。
但pH并不是影响水稻中镉的关键因素,因此后续对水稻的产量及稻米中的镉进行了分析。
2.2 钝化剂对土壤重金属有效态的影响由表4可知,空白对照中,随着水稻的生长,其土壤中有效态镉也随之增加,特别是成熟期,有效镉的增加直接导致土壤中的镉进入水稻中,造成稻米中镉含量的超标[17]。
与CK相比,施入石灰后,土壤的pH上升,同时显著降低了土壤有效态镉含量,数据显示,施入石灰能够降低土壤中镉含量6.1%~45.1%,说明土壤pH与镉含量呈现负相关关系[18]。
与CK相比,处理①~处理④中镉的有效态明显降低,其降低幅度在6.0%~765%,说明微生物、碱渣、微量元素、铁肥能够显著降低土壤中重金属在各个时期向水稻中迁移转运,有研究表明,微生物菌肥是由多种有益微生物经过加工驯化而成[19]。
微生物在土壤中能使得土壤的生化作用增强,增加土壤酶活性、呼吸强度、氨化作用强度[20-21],其微生物菌肥能够与土壤中的镉形成稳定的沉积物,减少土壤中可溶态镉含量,从而减少水稻对镉的吸收,最终达到降低稻米中镉含量的作用[22]。