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硅钙肥对提高水稻产量改善品质效果初探杨洁【摘要】研究硅钙肥不同施用量对水稻产量及品质的影响,结果表明:水稻施硅钙肥促进分蘖、利于干物质积累、增加生物产量、改善品质;硅钙肥施用量以25～30kg/667 m2增产效果较好,以25 kg/667 m2的施用量,增产显著,一次施用硅钙肥可保持2 a.【期刊名称】《北方水稻》【年(卷),期】2017(047)002【总页数】3页(P28-30)【关键词】水稻;硅肥;增产;改善品质【作者】杨洁【作者单位】农业部食品质量监督检验测试中心(武汉),武汉430064【正文语种】中文【中图分类】S511.062水稻既是高温作物，也是喜硅元素作物，据检测茎叶中硅含量约为20%，查阅相关资料及土壤专家分析∶我国水稻田严重缺硅元素，影响水稻正常生育，实践证明，坚持科学平衡施肥，促进水稻正常生育获得优质高产。
经过2 a施用硅元素试验研究，充分证明水稻施用硅元素肥效持久，生育良好，效果显著，水稻是长日照偏酸性喜多种元素的作物，其植株体内含硅元素量较多，检测化验结果表明，每生产100 kg稻谷，植株就需要吸收硅酸13 kg，远远超过了水稻对氮、磷、钾三大元素吸收量的总和，因此科学施用硅肥，能更好地促进水稻生育旺盛，提高产量，改善品质。
2015～2016年，在松辽农业科学研究所试验田对硅肥的施用量及施用方法对水稻生育的影响进行了试验研究，为水稻正确施用硅肥提供科学依据。
供试肥料为硅钙肥，供试土壤为偏酸性黑钙土，供试水稻品种为松辽7号。
采用单因子划区试验，试验面积667 m2，育秧方式为大棚旱育苗，播芽种子250 g/m2，秧龄35 d，叶龄 4.5片，移栽密度 27～18cm，每穴插 3～4苗，随机区组，单排单灌，设3次重复，其它栽培技术措施同一般生产田。
试验处理∶667 m2施硅钙肥15、20、25、30 kg，设对照区(ck)不施硅钙肥5个因子处理。
每个因子处理的水稻抽穗期无明显差异，而对水稻分蘖力、有效穗数、成穗率施用硅钙肥与不施硅钙肥对照区(ck)比较，其水稻生育情况则有明显的不同，差异较大，调查结果见表1。
硅钾钙镁肥在水稻上的应用效果研究【摘要】通过硅钾钙镁肥在水稻上的应用效果研究,结果表明，施硅钾钙镁肥能使水稻株高增加，分蘖增多，能增加水稻穗粒数，提高结实率和抗病性，其各处理均有增产效果，平均较对照增产13.3kg，增产率1.9％。
其中处理5增产最多，较对照增产21.2kg，增产率3.03％，增产效果不显著。
【关键词】硅钾钙镁肥；水稻；应用效果0.前言当前,在农业生产过程中,配方施肥技术还没有全面普及,水稻在施肥上存在很大的盲目性,凭经验施肥,造成抗性差，易倒伏，结实率低，产量不高等问题。
硅钾钙镁肥有增加水稻抗性,提高产量的作用。
为此，2008年按照分局农业局的要求，设计实施了本项试验，探讨硅钾钙镁肥在水稻上的应用效果。
1.试验材料与方法1.1试验材料1.1.1供试品种龙粳24，主茎11片叶，需活动积温2250-2300℃，生育日数为125天。
1.1.2供试肥料硅钾钙镁肥，由河南省硅肥工程技术研究中心提供。
主要成分：有效K2O≥10%，有效Si02≥25%,有效CaO≥30%,MgO≥5%。
1.2试验设计试验采用大区对比法，共设6个处理，分别是在氮磷肥用量相同的情况下，每亩增施硅钾钙镁肥15kg、20kg、25kg、30kg和35kg，以当地常规施肥为对照，即尿素13kg/亩、磷酸二铵8kg/亩、硫酸钾7.4kg/亩。
每试验区面积0.37亩，小区之间用土埂隔离，单排单灌。
具体施肥量见表1。
表1各处理肥料用量（纯量）单位：kg/亩1.3田间管理技术要点试验按照水稻旱育稀植“三化”栽培技术进行栽培管理，田间管理同常规生产。
氮磷钾亩施肥总量28.4kg，其中尿素13kg/亩、磷酸二铵8kg/亩、硫酸钾7.4kg/亩。
氮肥按基肥：蘖肥：穗肥＝4：3：3施入,钾肥按基肥：穗肥＝1：1施入,磷肥、硅钾钙镁肥全部做基肥施入。
2.结果与分析2.1硅钾钙镁肥对水稻株高和分蘖的影响施硅钾钙镁肥的各处理较对照株高和单株分蘖数均有增加（表2），株高平均增加了3.8cm，单株分蘖平均增加了0.3个，其中处理2株高最高，为97.8cm，较对照增高了5.3cm。
Cd对不同品种水稻微量元素累积特性及其相关性的影响李军;梁吉哲;刘侯俊;韩晓日;黄元财;芦俊俊;赵曦【期刊名称】《农业环境科学学报》【年(卷),期】2012(031)003【摘要】采用土培盆栽试验方法,以东北地区大面积种植的32个水稻品种为试验材料,在土壤中未添加(0 mg·kg-1Cd)和添加Cd(5 mg·kg-1 Cd)的条件下,研究不同品种水稻籽粒、颖壳、茎叶和根系中Cd、Fe、Mn、Cu、Zn、Si几种微量元素的累积分布特征以及它们之间的相关关系.结果表明,几种微量元素在根系和茎叶中的含量大于籽粒和颖壳,其中Cd、Fe在根系和茎叶中的累积远远高于其他元素.水稻不同部位各微量元素之间大多数表现为正相关关系,加Cd处理后元素之间的相关性变得更明显,尤其是籽粒中Cd与其他元素之间从未加Cd时不相关到加Cd后达到极显著相关水平.从微量元素含量来看,3号品种(越路早生)籽粒中Cd和其他有益微量元素含量相对较低,而8(千重浪-1)和27(吉03-2843)号品种含量较高.从营养价值和食品安全角度综合考虑,在无污染的农田土壤上,宜选择3、8、27号作为理想的水稻品种.【总页数】7页(P441-447)【作者】李军;梁吉哲;刘侯俊;韩晓日;黄元财;芦俊俊;赵曦【作者单位】沈阳农业大学土地与环境学院沈阳110866;沈阳农业大学土地与环境学院沈阳110866;沈阳农业大学土地与环境学院沈阳110866;沈阳农业大学土地与环境学院沈阳110866;沈阳农业大学农学院沈阳110866;沈阳农业大学土地与环境学院沈阳110866;辽宁辐洁环保技术咨询有限公司沈阳110031【正文语种】中文【中图分类】X503.231【相关文献】1.水稻不同品种对Cd吸收累积的差异和机理研究 [J], 吴启堂;陈卢;王广寿2.东北地区不同水稻品种对Cd的累积特性研究 [J], 刘侯俊;梁吉哲;韩晓日;李军;芦俊俊;张素静;冯璐;马晓明3.含Cd磷肥不同施用量对水稻产量及Cd累积的影响 [J], 区惠平;周柳强;刘昔辉;黄金生;曾艳;黄美福;谢如林;谭宏伟;粟学俊4.不同水平Cd胁迫下低累积Cd水稻品种筛选 [J], 王萍;罗沐欣键;刘静;田茂苑;柴冠群;秦松5.钝化修复对不同水稻品种镉累积效应及土壤特性的影响 [J], 孙国红;李剑睿;梁学峰;黄青青;徐应明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
水稻施用硅钙镁钾肥增产提质效果明显硅钙镁钾肥含硅21%，硅元素是水稻作物体内的重要组成部分。
在水稻优化配方施肥中，人们往往十分重视氮磷钾大量元素肥料的施用，而忽略了硅肥的配合，事实上硅元素对水稻的生长发育影响很大。
对水稻有明显的增产提质作用。
水稻是吸收硅较多的作物，水稻体内硅酸含量约为氮的10倍、磷的20倍左右。
水稻缺硅已成为限制水稻产量品质提高的重要因素。
硅钙镁钾肥对水稻提质增产的作用机理：一、改变植株态势水稻吸收硅钙镁钾肥后，易形成硅化细胞以提高水稻细胞壁强度，植株表现挺拔、茎叶直立，受光态势明显改变，有利于通风透光和有机物的积累。
在镁元素的作用下能提高水稻叶绿素的含量，延长生育期，促进水稻生长。
由此，改变了水稻的群体结构，有效分蘖率提高4％，出穗期提早2－3天，下部枯叶少，茎基部粗壮，成熟期提早、有效穗数、穗粒数、结实率增加，秕粒率降低，增产作用明显，平均增产10—20％。
二、提高植株抗逆性（抗病虫害）硅钙镁钾肥中的硅能促使硅化细胞的形成，促使水稻表皮细胞壁加厚，角质层增加，从而增强了对水稻病虫害的抵抗能力。
特别是对水稻稻瘟病、纹枯病、胡麻斑病、及螟虫、叶蝉等病虫害的抵抗能力明显增强，对水稻褐变穗、鞘腐病病情指数分别降低4％和7％，水稻稻瘟病发病率降低30％左右。
叶片虫食缺刻明显减轻。
三、抗倒伏硅钙镁钾肥所含（硅、钾）能够增强水稻基部茎杆强度，特别是硅元素，促使导管的刚性增强，增强水稻内部的通气性，促使水稻白根增多，活性增强，防止根系早衰，减少有毒气体的为害，因此抗倒伏。
对水稻烂根病（根腐病）具有较强的防治作用，水稻抗倒伏能力提高80％。
施硅肥水稻植株中二氧化硅增多，茎中维管束增粗，组织变的结实，增加了水稻抗倒伏的能力四、抗重茬病重茬病属一种缺素症，主要是由某些营养元素的极度缺乏，作为水稻基地从开始就要做好预防防治,抑制重茬病发生，应给补充中微量元素，特别是矿质元素，“蓉昌”牌硅钙镁钾肥就迎合了这一点，它含30多种元素，属营养肥、品质肥、保健肥、可地上调节，地下调理，连续施用可治愈重茬病。
硅肥对水稻养分吸收及产量的影响
吴巍
【期刊名称】《吉林农业科学》
【年(卷),期】1996(000)003
【摘要】硅肥明显降低水稻无效分蘖和增加穗粒数，对其他产量构成因素均有不同作用，施硅肥可提高子实Ｎ，Ｋ和秸秆Ｐ，Ｓｉ含量，还明显提高子实Ｎ，Ｐ，Ｋ和秸秆Ｐ，Ｓｉ的吸收量，在冲积型和白浆型水稻土上，每公顷施硅肥７５０～９００ｋｇ，增产效果显著性或极显著，达８．４％～１８．６％，产投比为１：３．８８～９．２３，获纯收入４２９～１４８２元。
【总页数】1页(P51)
【作者】吴巍
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】S511.062
【相关文献】
1.氮硅配施对双季水稻产量及氮硅养分吸收利用的影响 [J], 吴建富;谢凡;付桃秀;潘晓华;石庆华
2.硅肥对水稻产量及养分吸收的影响 [J], 翁颖;张维玲;陈国海;王天飞
3.水淬渣与钢渣硅肥对玉米硅、磷养分吸收及产量的影响 [J], 马新;陈家杰;刘涛;唐诚;褚贵新
4.土施与叶面喷施硅肥对砂姜黑土水稻产量、光合速率及硅吸收的影响 [J], 何情
情; 张猛; 陈猛猛; 吴立鹏; 张士荣
5.酸性和中性水田土壤施用硅肥的效应研究Ⅱ.对水稻吸收硅素及产量的影响 [J], 杨丹;张玉龙;杨东伟;刘鸣达
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硅钙镁肥在水稻上应用效果初步研究付亮;何娜;于广星;代贵金;赵琦;马亮;郑忠振【摘要】水稻上施用硅钙镁肥能增加穗数、实粒数和千粒重,提高结实率,从而增加稻谷产量,并能增加水稻秸秆的硬度,增强抗倒伏能力,增强抵抗病虫害的能力.【期刊名称】《农业科技通讯》【年(卷),期】2013(000)011【总页数】2页(P55-56)【关键词】硅钙镁肥;抗性;水稻【作者】付亮;何娜;于广星;代贵金;赵琦;马亮;郑忠振【作者单位】辽宁省水稻研究所沈阳110101;辽宁省水稻研究所沈阳110101;辽宁省水稻研究所沈阳110101;辽宁省水稻研究所沈阳110101;辽宁省水稻研究所沈阳110101;辽宁省水稻研究所沈阳110101;辽宁省苏家屯区示范农场沈阳110101【正文语种】中文水稻是典型的需硅作物，其植株体内含SiO2达10％～20％。
由根部吸收的硅随蒸腾上移，水分从叶面蒸发，而大部分硅酸积累于表皮细胞的角质内，形成角质-硅酸层，从而降低蒸腾强度。
水稻体内硅含量充足，叶片伸出角度好，受光姿态良好，增强光合作用。
按亩产500 kg计，谷草比1∶1其生物产量达1 000 kg。
也就是说，每年每亩水稻要从地里带走100～200 kg的硅。
北方是连作稻区，尤其是老稻田、高产田及偏酸性土壤有效硅含量逐渐减少。
在缺硅情况下，水稻在抗倒伏、抗旱、抗早衰等抗逆性方面均明显降低。
近年来大面积水稻由于缺硅，水稻发生倒伏、纹枯病、稻瘟病和秋后早衰，这是影响水稻高产的主要障碍。
尤其是在节水灌溉条件下，从灌溉水中补充的硅减少，因而更要重视硅肥的施用。
硅钙镁肥是由鞍山秦和农业科技有限公司生产的一种主要含硅的复合肥，并含有钙镁等微量元素，为探讨其对水稻抗性和产量的影响，以便为在水稻上大面积上推广应用该产品提供理论依据，2011－2012年特在辽宁省水稻研究所进行硅钙镁肥在水稻上的应用试验。
1.1 试验材料1.1.1 肥料产品硅钙镁肥（以下简称硅肥），其中SiO2≥35％、CaO≥40％、MgO≥8％、ZnO≥0.5％，由鞍山秦和农业科技有限公司生产。
硅钙钾镁肥和密度对水稻产量形成的影响阿什日轨;张荣萍;周宁宁;冯婷煜;周林;马鹏;阿尔力色;廖雪环;张坷塬【期刊名称】《中国农业科技导报》【年(卷),期】2024(26)3【摘要】为研究硅钙钾镁肥及栽培密度对杂交稻分蘖特性、物质积累和产量形成等的影响,以‘晶两优534’为供试品种,试验采用裂区设计,主区设置不施硅钙钾镁肥和增施硅钙钾镁肥(G)2个肥料处理,副区设置19.3万(M1)、16.0万(M2)、13.0万(M3)和10.04万株·hm^(-2)(M4)共4个移栽密度。
通过连续2年田间定位试验,调查水稻产量及其构成因素、干物质积累、分蘖动态及成穗结构,分析增施硅钙钾镁肥和密度处理对水稻生长和产量的影响。
结果表明,硅钙钾镁肥和移栽密度共同影响水稻产量。
在相同施氮量和硅钙钾镁肥下,移栽密度的增加可显著提高水稻有效穗数、群体干物质生产量和分蘖数,增加水稻产量,M2处理下有效穗数较M1、M3和M4处理2年平均提高5.83%、13.69%和12.50%;相同密度下增施硅钙钾镁肥能显著提高有效穗数,增加水稻干物质积累,提高水稻生育后期叶面积指数,增施硅钙钾镁肥较不施硅钙钾镁肥2年平均增产8.30%~12.56%。
综合硅钙钾镁肥和移栽密度的互作效应,本试验条件下,在施纯氮量150kg·hm^(-2)时增施硅钙钾镁肥300kg·hm^(-2)、移栽密度16.0×10^(4)株·hm^(-2)时,‘晶两优534’干物质生产量最大,产量最高。
研究结果可为四川水稻高产高效栽培提供参考。
【总页数】9页(P155-163)【作者】阿什日轨;张荣萍;周宁宁;冯婷煜;周林;马鹏;阿尔力色;廖雪环;张坷塬【作者单位】西南科技大学生命科学与工程学院【正文语种】中文【中图分类】S511【相关文献】1.硫酸钾钙镁肥对水稻茎蘖发生和产量形成的影响2.硅钙钾镁肥对减氮后水果黄瓜产量和氮肥利用率的影响3.生物有机肥配施硅钙钾镁肥对西瓜产量、品质及土壤养分的影响4.硅钙钾镁肥与黄腐酸钾配施对酸化果园土壤化学性质及苹果产量和品质的影响5.新型微量肥料硅钙钾镁肥用量对甘蓝型油菜产量与品质的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
上海农业科技刘启鹏：不同镁肥在顺昌县水稻上的施用效果对比试验初报2021(3):88-89・土壤肥料・不同镁肥在顺昌县水稻上的施用效果对比试验初报刘启鹏（顺昌县土壤肥料技术站，南平353200）摘要：福建省南平市顺昌县水稻田土壤缺镁现象较为普遍。
为了解不同镁肥在当地水稻生产上的施用效果，特开展了相关试验研究。
结果表明，施用镁肥可影响水稻结实率、千粒重、有效穗数等生物学性状,从而影响稻谷产量。
不同镁肥在水稻生产上的肥效表现为硫酸镁〉碱式镁＞氧化镁，与未施镁肥处理（CK）相比，施用硫酸镁处理每667增产14kg、增收18元，施用碱式镁处理每667增产13kg、增收15元，施用氧化镁处理每667m?增产4kg、增收3元。
关键词：水稻；镁肥；产量；经济效益中图分类号：S143镁是作物体内叶绿素的重要组成成分，在植物生长发育中起着重要作用，故土壤中镁含量的高低及其有效性会直接影响作物的正常生长。
当镁含量不足时，作物表现为叶绿素含量下降，叶片失绿，光合强度降低，碳水化合物、脂肪、蛋白质等合成受阻，产量和品质下降。
同时，镁还是人体中不可缺少的营养元素，与钙、硫、硅统称为中量元素（按人体对其的需要量）。
因此，在作物生产中补充镁不仅对保障农业生产非常重要，还对确保人们的身体健康具有重要意义。
在此背景下，为进一步了解不同镁肥在水稻生产上的具体施用效果，笔者特开展了相关试验，以期为水稻科学施肥提供依据。
现将相关试验结果报道如下。
1材料与方法1.1试验地概况试验在顺昌县埔上镇土丰村进行，供试田块的土壤类型为黄底灰泥田，成土母质为坡积物，土壤质地为中壤，土壤pH为5.54、有机质含量为24.8 g/kg、碱解氮含量为118mg/kg,有效磷含量为31.3mg/kg.速效钾含量为246mg/kg.交换性镁含量为192mg/kg o1.2试验材料供试水稻品种为“中浙优8号”。
供试肥料为尿素（N46%）、过磷酸钙（P2O512%）和氯化钾（&0收稿日期：2021-01-19-88-60%）、硫酸镁（Mg9.8%）,氧化镁（Mg60%）、碱式镁（Mg19%）ol.3试验设计试验共设4个处理，分别为配方施肥（CK）、配方施肥+硫酸镁、配方施肥+氧化镁、配方施肥+碱式镁，各处理均每667HP施纯氮9.50kg.纯磷3.80kg,纯钾6.65kg,N:P2O5:K2O=1：0.4：0.67,各处理的具体施肥量见表1。
硅钙镁土壤调理剂对酸性镉污染土壤及稻米的降镉效果曹胜;周卫军;周雨舟;罗思颖【摘要】为探讨硅钙镁土壤调理剂对稻田土壤及稻米的降镉(Cd)效果,采用田间小区试验,研究了硅钙镁土壤调理剂对酸性Cd污染稻田的土壤Cd形态、pH值、糙米Cd含量等的影响.结果表明:施用调理剂可以显著改善水稻的经济性状,提高水稻产量,与CK(未施用调理剂)相比,增产率在10.03％～13.13％;当调理剂施用量为2 250 kg/hm2时,土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量较CK分别显著增加了17.30、2.00、37.93 mg/kg,土壤pH值显著提高了0.31;调理剂能显著降低土壤和植物体内Cd含量,与CK相比,调理剂施用量1 500、2 250、3 000 kg/hm2的土壤有效Cd含量分别降低了10.64％、40.43％、44.68％,糙米Cd含量分别降低了13.85％、36.92％、40.00％.表明,硅钙镁土壤调理剂改良酸性Cd污染稻田的最佳施用量应在2 250 ～3 000 kg/hm2.%To investigate the cadmium reduction effect of silicon calcium magnesium soil conditioner on paddy soil,field experiments were conducted to study the effect of soil conditioner on Cd form,pH,Cd content of rice and in acid Cd contaminated paddy soil.The results showed that the silicon calcium magnesium soil conditioner could significantly improve the economic characters and yield of rice,and compared with CK (the treatment without applying soil conditioner) the yield was increased by 10.03％-13.13％.When the application amount of soil conditioner reached 2 250 kg/ha,the contents of soil available nitrogen,available phosphorus,available potassium were increased by 17.30,2.00,37.93 mg/kg respectively,and the pH value was increased by 0.31 units.Soil conditioner significantly reduced the cadmiumcontent in soil and pared with CK,when the application amount of soil conditioner reached 1 500,2 250,3 000 kg/ha,the available cadmium contents in soil were reduced by 10.64％,40.43％,44.68％ respectively,and the Cd contents in rice were decreased by 13.85％,36.92％,40.00％.In conclusion,the optimum application amount of silicon calcium magnesium soil conditioner for improving acid Cd polluted paddy field should be between 2 250 kg/ha and 3 000 kg/ha.【期刊名称】《河南农业科学》【年(卷),期】2017(046)012【总页数】5页(P54-58)【关键词】水稻;Cd污染;硅钙镁土壤调理剂;土壤改良;施用量【作者】曹胜;周卫军;周雨舟;罗思颖【作者单位】湖南农业大学资源环境学院,湖南长沙410128;湖南农业大学资源环境学院,湖南长沙410128;湖南农业大学资源环境学院,湖南长沙410128;湖南农业大学资源环境学院,湖南长沙410128【正文语种】中文【中图分类】S511;S19镉(Cd)大米不仅仅是粮食安全问题，更是环境问题，其反映了我国农业生产中土壤的重金属污染现状[1]。
硅钙镁肥对不同母质稻田土壤水稻Cd吸收累积的影响及其差异研究李欣阳;龙坚;董霞;蒋凯;王树兵;刘文辉;侯红波;彭佩钦;廖柏寒【摘要】为研究硅钙镁肥(GF)对不同母质稻田土壤水稻Cd吸收累积的影响及其差异,选取黄泥田(板页岩母质发育水稻土)和麻砂泥(花岗岩母质发育水稻土)进行水稻盆栽试验,分析各生育时期土壤pH值与CEC变化、土壤溶液中Cd浓度、水稻各部位(根、茎、叶、谷壳和糙米)Cd含量及水稻全株总累积量、水稻根表铁膜Cd、Fe含量与总累积量.结果表明:稻田土壤施用GF显著降低了土壤溶液Cd浓度;施用GF显著提升了土壤pH和CEC;施用GF降低了水稻根、茎、叶、谷壳与糙米中的Cd含量,显著降低水稻全株Cd累积量.稻田土壤施用GF促进了水稻根表铁膜的形成,增加了各生育时期DCB-Fe、降低了DCB-Cd含量,抑制了Cd由根部向上迁移;稻田土壤施用GF,黄泥田与麻砂泥水稻糙米Cd含量降低至0.11 mg/kg和0.15 mg/kg,均低于国家标准.相关性分析表明,土壤pH与土壤溶液Cd浓度、水稻糙米Cd含量呈显著(P<0.05)或极显著负相关(P<0.01),水稻根表铁膜Fe累积量与DCB-Cd、根与糙米Cd含量呈极显著负相关(P<0.01);GF使叶对糙米Cd再转运贡献率降低5.88％(黄泥田)和12.80％(麻砂泥).稻田土壤施用GF可有效阻控水稻对Cd的吸收累积,且麻砂泥效果优于黄泥田.【期刊名称】《湖南环境生物职业技术学院学报》【年(卷),期】2018(005)003【总页数】9页(P1-9)【关键词】Cd;土壤;硅钙镁肥;水稻;根表铁膜;再转运【作者】李欣阳;龙坚;董霞;蒋凯;王树兵;刘文辉;侯红波;彭佩钦;廖柏寒【作者单位】中南林业科技大学环境科学与工程学院,湖南长沙410004;中南林业科技大学稻米品质安全控制湖南省工程实验室,湖南长沙410004;中南林业科技大学环境科学与工程学院,湖南长沙410004;中南林业科技大学稻米品质安全控制湖南省工程实验室,湖南长沙410004;中南林业科技大学环境科学与工程学院,湖南长沙410004;中南林业科技大学稻米品质安全控制湖南省工程实验室,湖南长沙410004;中南林业科技大学环境科学与工程学院,湖南长沙410004;中南林业科技大学稻米品质安全控制湖南省工程实验室,湖南长沙410004;长沙县黄兴镇农业综合服务中心,湖南长沙410100;宁乡市双江口镇农业综合服务中心,湖南长沙410601;中南林业科技大学环境科学与工程学院,湖南长沙410004;中南林业科技大学稻米品质安全控制湖南省工程实验室,湖南长沙410004;中南林业科技大学环境科学与工程学院,湖南长沙410004;中南林业科技大学稻米品质安全控制湖南省工程实验室,湖南长沙410004;中南林业科技大学环境科学与工程学院,湖南长沙410004;中南林业科技大学稻米品质安全控制湖南省工程实验室,湖南长沙410004【正文语种】中文【中图分类】S143镉(Cd)是植物生长非必需且对耕地土壤极具危害的重金属元素,可通过生物富集与生物放大等途径,严重威胁人类健康[1-3].长期以来,水稻作为中国南方主要粮食作物为人类补充了营养源,然而稻米Cd超标的问题屡有发生[4,5],如何有效降低稻米Cd,成为众多专家学者关注的焦点.硅钙镁肥(GF)因其方便、经济高效等优点被广泛用于农业生产,一方面在于GF有利于水稻作物增产[6],另一方面其作为改良措施在土壤Cd风险调控也颇有成效[7].王怡璇等[8]通过盆栽试验表明硅肥促进了水稻根表铁膜的形成,抑制了Cd在水稻体内的转运;李造煌等[9]通过盆栽试验发现钙镁磷肥促进了水稻对Ca、Mg元素的吸收,并阻控Cd在水稻体内的富集.已有研究表明,水稻蒸腾部位如叶轴、旗叶等累积的营养元素会再转运,通过韧皮部运输到稻米中,此过程促进了Cd伴随营养元素在水稻体内富集[10,11].到目前为止,大量研究集中于GF对Cd的生物有效性的影响研究,对于GF是否会影响Cd在水稻体内分布及Cd 从叶部的再转运,尚有不明确,且现有阶段存在GF作为调控措施在不同区域土壤Cd 控制存有不一的结果[12].因此,研究掌握GF对不同成土母质土壤—水稻Cd迁移累积的影响具有重要意义.本文通过水稻盆栽试验,研究硅钙镁肥对不同母质发育稻田土壤水稻Cd吸收累积的影响及差异所在,探讨水稻叶部Cd对糙米Cd累积的贡献程度及对GF的响应对其影响,以期为农田修复Cd污染土壤、提高稻米品质提供科学依据与方法.1 材料与方法1.1 供试材料供试土壤黄泥田为板页岩母质发育的水稻土,采自长沙县路口镇燕窝屋(地理坐标:北纬28°26′46″,东经113°19′13″);供试土壤麻砂泥为花岗岩母质发育的水稻土,采自长沙县金井镇脱甲村(地理坐标:北纬28°33′31″,东经113°20′5″).两种土壤均取自耕作层(0 cm～15 cm),土壤采回后,用木块压碎,捡出肉眼可见的石粒、根系碎屑等杂物,经风干、研磨过10目筛后混合均匀备用.硅钙镁肥(GF)购于山东来丰农业科技有限公司,其基本理化性质为:pH:12.2,CaO、K2O、MgO和SiO2质量分数分别为30%、8%、9%和20%,过100目筛后备用.两种土壤的基本理化性质如表1所示.表1 供试土壤基本理化性质Tab.1 Basic physical and chemical properties ofsoil土壤名称母质类型Cd含量/(mg/kg)DTPA浸提Cd/(mg/kg)pH值CEC/C/(mol/kg)有机质/(g/kg)粘粒/(<0.002 mm%)黄泥田板页岩0.090.066.138.9714.0325.37麻砂泥花岗岩0.050.035.797.8520.9814.281.2 试验设计水稻盆栽试验于2016年6月中旬开始实施.称取4.0 kg风干水稻土于直径20 cm,高度20 cm的圆柱形PVC盆中,加入1.0 mg/kg浓度的CdCl2溶液,平衡老化30 d,按N 0.15 g/kg、P2O5 0.1 g/kg、K2O 0.15 g/kg,以尿素(CO(NH2)2)、磷酸铵((NH4)3PO4)和碳酸钾(K2CO3)的水溶液加入作基肥.选用湘晚籼13号作为水稻品种移栽到盆中,每盆种植2穴,每穴2株,水分管理与常规作物种植方式一致,每个处理设6个重复.待水稻生长15 d后,于8月10日撒施1.0 g/kg Si-Ca-Mg肥料.1.3 采样与分析于2016年9月10日水稻抽穗期、9月25日灌浆中期与10月9日成熟期分别采集整株水稻,用去离子水清洗干净后分离水稻根、茎、叶、壳和糙米,一部分新鲜根采用DCB浸提法[13]提取根表铁膜,浸提液DCB-Fe经火焰原子吸收仪(AAS:ICE-3500,Thermos,Waltham,USA)测定,DCB-Cd经石墨炉原子吸收仪(AAS:ICE-3500,Thermos,Waltham,USA)测定.剩余根与其他部位均105℃杀青30 min后70℃烘干至恒重,称量记录各部位干重,然后用小型破碎机磨碎、过70目筛、备用.并对盆内土壤采用破坏性采样,环刀法采集一部分鲜土用以收集土壤溶液,剩下部分土壤全部自然风干,磨碎,过10目与100目筛备用.土壤理化性质采用常规分析方法测定[14],土壤总Cd含量采用三酸消解法[15]消解,有效态Cd含量采用DTPA提取法[15]提取,火焰原子吸收仪测定.土壤溶液应用离心法采集(专利号201510255368.7).取300 g新鲜土样置于聚丙烯离心瓶中,8 000 r/min冷冻离心15 min,取上清液待测.水稻各器官经干灰化法消解[16],过滤后保存上清液待测.土壤溶液Cd浓度与水稻植株Cd含量均采用石墨炉原子吸收仪测定.为保证数据的可靠性和稳定性,土壤与植株Cd含量测定时每个样测3次,并以国家标准土壤样品GBW(E)-070009与植物样品GSB-23(湖南大米)进行质量控制,相对标准偏差(RSD)低于5%.1.4 数据分析试验中的数据应用Excel 2016处理,SPSS 22.0统计分析,Origin 9.0绘制图形.2 结果与分析2.1 硅钙镁肥对不同生育时期土壤溶液Cd的影响各水稻生育时期土壤溶液Cd浓度如图1所示.随着水稻生育时期的推进,土壤溶液中Cd浓度呈逐渐降低的趋势(图1).由图1还可知,麻砂泥各生育时期土壤溶液中Cd浓度均低于黄泥田,这可能与两种土壤理化性质差异有关.GF处理显著降低了各生育时期土壤溶液中Cd浓度(P<0.05).与对照相比,黄泥田土壤溶液Cd浓度各生育时期降低了25.8%～36.4%,平均降低31.8%;麻砂泥则降低了26.9%～38.9%,平均降低33.0%,GF对麻砂泥土壤溶液Cd的降低效果优于黄泥田.图1 不同水稻生育期土壤溶液Cd浓度Fig.1 Cd concentrations in soil solution at different rice growing periods in two types of soil2.2 硅钙镁肥对不同生育时期水稻Cd吸收累积的影响不同生育时期水稻对Cd的吸收累积情况如图2所示.由图2(a)可知,GF显著影响着水稻根茎对Cd的吸收累积.与对照相比,黄泥田水稻根Cd含量最大降低了20.7%(灌浆期),平均降低16.8%;茎Cd含量最大降低了47.8%(成熟期),平均降低29.5%;叶Cd含量最大降低了56.6%(灌浆期),平均降低43.3%.麻砂泥水稻根Cd 含量最大降低了21.2%(成熟期),平均降低17.0%;茎Cd含量最大降低了45.7%(灌浆期),平均降低40.2%;叶Cd含量最大降低了60.0%(灌浆期),平均降低56.9%.由图2(b)可知,GF处理下的黄泥田与麻砂泥水稻糙米Cd含量分别为0.11 mg/kg与0.15 mg/kg,均低于国家糙米Cd限量标准规定的0.2 mg/kg.GF对麻砂泥土壤生长各部位降Cd率优于黄泥田.图2 不同水稻生育时期各部位Cd含量Fig.2 Cd contents in different tissues of rice at different rice growing periods2.3 硅钙镁肥对水稻Cd分布及累积总量的影响通过测定水稻各部位(根、茎、叶、谷壳和糙米)Cd浓度及干重,汇总计算出水稻植株Cd累积总量(表2).由表2可知,Cd在水稻植株累积特征表现为:根>茎>叶>糙米>谷壳.GF显著降低了水稻各部位对Cd的累积总量,其中黄泥田糙米Cd累积总量降低了18.85 μg/pot;GF处理下水稻全株Cd累积量在黄泥田与麻砂泥土壤中分别降低了85.1 μg/pot、43.16 μg/pot,黄泥田中Cd总累积量降低率高于麻砂泥.因此,GF有利于降低糙米中Cd的累积量,并阻控水稻对Cd的富集,但不同土壤有所不同.由表2可以看出,GF降低了水稻各部位Cd累积量,同时影响了Cd在水稻各部位的分布情况.黄泥田与麻砂泥土壤中的水稻根部Cd百分比均较CK有所提升,而其他部位均有所降低,说明GF在减少水稻从土壤吸收Cd的同时,抑制了根部Cd的向上迁移过程.表2 水稻全株Cd累积量(μg/pot)与各部位Cd累积量分布比例(%)Tab.2 Total accumulation and proportion of Cd in tissues of rice plants土壤处理项目根茎叶谷壳糙米水稻全株Cd累积量黄泥田CK累积量95.83a86.30a35.93a7.15a12.78a238.00a百分比40.2636.2615.103.005.37GF 累积量64.02b59.86b11.99b4.78b12.24a152.90b百分比41.8739.157.843.138.00麻砂泥CK累积量182.48b147.93a38.91a8.07a28.40a405.79a百分比44.9736.459.591.997.00GF累积量254.89a83.58b8.91b5.71b9.55b362.63a百分比70.2923.052.461.572.63不同小写字母表示同一土壤中相同水稻部位CK与GF处理之间显著(P<0.05) 2.4 硅钙镁肥对水稻根表铁膜的影响表3显示了CK与GF处理下不同生育时期Cd在水稻根表铁膜的富集特征.CK处理中,DCB-Cd与DCB-Fe含量随水稻生育时期的延长分别呈上升与下降的趋势,添加GF显著降低了两种土壤水稻DCB-Cd含量(P<0.05),但黄泥田与麻砂泥土壤中的水稻DCB-Fe含量分别随着GF的施加而有所降低和提升,但不显著,这可能与两种土壤类型差异有关.由表3还可知,根表铁膜Cd累积量随着水稻生育时期的推进而逐渐增加,并在成熟期达到最多,如黄泥田的14.23 μg/pot与麻砂泥的9.18μg/pot,而GF抑制了根表铁膜对Cd的富集,其中抽穗期黄泥田中显著(P<0.05)降低了2.00 μg/pot,并在成熟期降低最多达3.01 μg/pot,其他生育时期均有所降低,但不显著.水稻根表铁膜Fe累积量随水稻生育时期的推进而逐渐降低,GF则在各生育时期显著提高了铁膜数量(P<0.05).比较GF对两种土壤水稻DCB-Cd与DCB-Fe含量与累积量的影响时发现,黄泥田中DCB-Cd含量与累积量降低率与DCB-Fe 含量与累积量提升率均大于麻砂泥.相关性研究表明(图3),根表铁膜Fe累积量与根表铁膜、根及糙米Cd含量均呈极显著负相关,表明增加根表铁膜数量可有效降低糙米Cd含量,施GF可作为糙米降Cd的一种手段.表3 GF对水稻根表铁膜Cd与Fe吸收累积的影响Tab.3 Effects of GF on concentration and accumulation of Fe and Cd in iron plaque at different growing periods土壤生育期含量DCB-Cd/(mg/kg)DCB-Fe/(mg/kg)CKGFCKGF累积量Cd/(μg/pot)Fe/(mg/pot)CKGFCKGF黄泥田抽穗期1.64±0.03a0.70±0.06b0.96±0.04a0.76±0.36a5.48±0.12a3.48±0.28b3.19±0. 05b6.05±0.25a灌浆期2.47±0.20a1.30±0.07b0.55±0.02a0.36±0.01b8.35±0.28a7.60±1.15a1.88±0. 03b4.13±0.50a成熟期4.85±0.13a2.04±0.17b0.30±0.03a0.22±0.02a14.23±0.01a11.22±0.01a0.89±0.10b2.37±0.12a麻砂泥抽穗期0.67±0.09a0.30±0.05b0.76±0.36a0.89±0.04a2.26±0.11a1.76±0.35a2.59±0. 23b5.23±0.40a灌浆期1.89±0.03a0.82±0.04b0.36±0.01a0.47±0.02a6.21±0.01a5.05±0.16a1.18±0. 02b2.89±0.08a成熟期2.99±0.12a1.43±0.13b0.22±0.02b0.36±0.04a9.18±0.01a7.97±0.29a0.67±0. 06b1.99±0.14a同行CK与GF处理下根表铁膜Cd与Fe含量与累积量比较,相同小写字母表示差异不显著(P>0.05)图3 根表铁膜Fe累积量与根Cd及糙米Cd含量相关性Fig.3 Correlations between Fe accumulation in iron plaque and Cd contents in roots and brown rice2.5 硅钙镁肥影响水稻叶对糙米Cd的转运水稻灌浆期与成熟期叶对糙米Cd累积的贡献率以及GF对其影响见表4.由表4可知,CK处理中麻砂泥与黄泥田水稻灌浆期与成熟期叶对糙米Cd累积的贡献率范围在7.22%～49.93%,GF显著降低了水稻叶对糙米Cd累积的贡献率.其中麻砂泥水稻相比对照最多可降低5.88个百分点,麻砂泥最多可降低12.80个百分点,GF对叶Cd再转运过程的抑制效果在麻砂泥土壤优于黄泥田.表4 水稻叶对糙米Cd的贡献率(%)Tab.4 Contribution rates of leaves to Cd uptake in brown rice生育期Cd黄泥田CKGF麻砂泥CKGF灌浆期36.0348.0449.9346.19成熟期18.435.637.225.08贡献率通过公式(Ai-Ai-1)/(B谷壳+B糙米)×B糙米/(B谷壳+B糙米),其中A表示叶Cd累积量(μg/pot),B谷壳和B糙米分别表示谷壳和糙米中Cd累积量(μg/pot),i表示水稻生育期,h表示抽穗期2.6 硅钙镁肥对土壤pH的影响图4(a)为施加GF对各水稻生长时期黄泥田与麻砂泥土壤pH的影响.GF显著提升了两种土壤pH,分别平均升高了1.16和1.37个单位.为研究土壤pH改变与土壤溶液Cd含量及水稻糙米Cd含量变化的关系,进行了相关性分析(图4,b),结果表明,土壤pH与水稻糙米Cd与土壤溶液Cd含量呈显著(P<0.05)与极显著(P<0.01)负相关.图4 土壤pH与土壤溶液Cd及糙米Cd含量相关性Fig.4 Correlations between pH and Cd concentrations in soil solution and Cd contents in brown rice 3 讨论3.1 硅钙镁肥对不同土壤类型稻田水稻Cd吸收累积的影响及其差异原因总的来看,GF对麻砂泥土壤溶液Cd含量、水稻各部位Cd含量、水稻Cd累积量降低率显著大于黄泥田(P<0.05),这与两种土壤发育成土母质差异有关[17].花岗岩母质发育而来的麻砂泥土壤黏粒矿物主要是1∶1型(高岭土),而板页岩发育而来的黄泥田土壤黏粒矿物还含有2∶1型(云母、伊利石等).1∶1型黏土矿物,无膨胀性,带电荷少,胶体特性差,CEC低;2∶1型黏土矿物则带电量较大,CEC较1∶1型高,GF 的加入对麻砂泥土壤电荷量的相对提升可能多于黄泥田(图5),更好的改善了土壤胶体膨胀性,促进了对Cd2+的吸附[18,19].因此,不同母质土壤环境容量不同,土壤调理剂改良作用效果与机理可能亦不同,污染修复控制措施应当根据土壤类型进行区分.图5 各水稻生育期土壤CEC变化Fig.5 Change of soil CEC contents at different rice growing periods3.2 硅钙镁肥有效降低土壤Cd的生物有效性土壤溶液中的可溶性物质可反应游离态离子浓度在生态系统中调节,这对于植物吸收利用极为重要,而土壤pH则是控制土壤Cd形态、溶解性与迁移能力的重要环境因子[20],进而影响着作物对Cd的吸收累积.GF显著提升了土壤pH(图4,a),土壤pH值升高会提升土壤溶液中OH-浓度,从而降低土壤Cd2+的解吸[21,22],也会促进Cd2+向稳定形式的Cd复合物和Mn氧化物的转化,增强土壤表面Cd2+的吸附,降低土壤溶液Cd浓度[23,24].另一方面,GF携带入的Ca2+、Mg2+会与根系表面Cd2+竞争吸附位点,减少水稻对Cd的吸收[25].3.3 硅钙镁肥影响Cd在水稻根系的迁移累积众多研究表明,淹水条件下水稻根系易形成铁膜,阻止Cd向水稻根系上部转移[13,26].本研究中,水稻根表铁膜数量在抽穗期达到最高并随生育期延长而有所降低,这与盆栽试验抽穗期到灌浆期水位较高,而到生育期后期控制了盆栽水位使土壤由淹水逐渐向干旱转变有关.随着淹水过程减弱,土壤由厌氧状态向好氧状态转变,使得可溶性的Fe2+氧化为难溶性的Fe3+化合物,从而抑制了根表铁膜的形成[11,27].GF显著提升了水稻各生育期根表铁膜Fe累积量(P<0.05),降低了Cd的累积量.因此,GF可通过促进根表铁膜的形成而增强水稻根系的阻Cd迁移能力.GF在降低水稻全株Cd累积的同时,抑制了Cd在水稻体内的迁移累积(表2).水稻糙米Cd累积量在GF处理降低明显,这与GF携带的Mg进入水稻体内有关,胡坤等[24]指出Mg能有效抑制Cd由茎秆向糙米迁移.较CK处理,GF处理的根Cd累积量百分比有所提升,其它部位有所降低.Si进入作物根系与Cd易生成共沉淀,且Si与作物细胞壁交互联结,细胞壁中Si复合物所带负电荷会增强与Cd2+的结合抑制Cd向可食部位的转运,从而抑制Cd在作物中的运输[28-30].3.4 硅钙镁肥影响Cd在水稻体内的分布有研究表明大量富集于水稻老叶中的Cd伴随着营养元素经再转运过程进入水稻生殖器官[31,32].如韧皮部分泌的Fe柠檬酸盐进入成熟的新叶后,携带其中Fe进入水稻生殖器官,从而进入糙米,同时由于Cd与Fe之间的协同作用,此过程促使Cd在糙米中的累积,加重稻米Cd危害[32].因此,叶部Cd的再转运对水稻糙米吸收累积Cd 的贡献不容忽视.本研究表明,GF处理下,黄泥田与麻砂泥生长水稻叶部对糙米Cd 的贡献率分别可降低5.88%和12.80%,故施用GF可有效阻控糙米Cd累积.基于本研究的结果,GF可用作水稻阻Cd的一种改良措施,但对其用量还需多年多点结合田间试验进一步研究,还应加强Si、Mg及Fe等营养元素在水稻体内与Cd的交互关系及Si毒性研究,以进一步提升稻米品质.4 结论1)麻砂泥土壤施加GF的降Cd效率优于黄泥田.2)土壤溶液pH与土壤溶液Cd浓度、糙米Cd含量呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)负相关,施加GF提升了麻砂泥与黄泥田土壤溶液pH,降低了土壤溶液中Cd浓度,进而降低了Cd的生物有效性.3)水稻根表铁膜Fe累积量与DCB-Cd、根、糙米Cd含量呈极显著负相关,施加GF显著提升了水稻各生育期铁膜量,阻控Cd向根系上部迁移累积.4)GF有效抑制水稻叶部Cd向糙米转移,可使叶对糙米Cd的贡献率最多降低12.80%(麻砂泥)与5.88%(黄泥田).参考文献：【相关文献】[1] Jackson B P,Punshon T.Recent advances in the measurement of arsenic,cadmium,and mercury in rice and other foods[J].Current Environmental Health Reports,2015,2(1):15-24.[2] Imseng M,Wiggenhauser M,Keller A,et al.Fate of Cd in agricultural soils:A stableisotope approach to anthropogenic impact,soil formation and soil-plantcycling[J].Environmental Science & Technology,2018,52(4):1 919-1 928.[3] Luo J,Yin D,Cheng H,et al.Plant induced changes to rhizosphere characteristics affecting supply of Cd to Noccaea caerulescens and Ni to Thlaspigoesingense[J].Environmental science & technology,2018,52(9):5 085-5093.[4] Andrade G F,Paniz F P,Martins Jr A C,et al.Agricultural use of Samarco's spilled mud assessed by rice cultivation:A 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