水肥调控对镉污染土壤修复效果及水稻积累镉的影响研究

来源 :浙江农林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hyman_han
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随着我国经济社会的快速发展,农田土壤重金属污染问题日益严峻,而镉(Cd)是土壤中的首要污染物。本文通过大田试验和盆栽试验,采用硅肥、钙镁磷肥和全生育期淹水灌溉的方式,研究不同的水肥调控方式对土壤Cd生物有效性和水稻体内Cd积累的影响,并筛选出适合不同污染程度土壤的水肥调控方式。主要研究结果如下:(1)土壤Cd污染严重威胁着环境安全和人类健康。本研究通过田间试验,探究了钙镁磷肥和水分管理对土壤中Cd的生物有效性及其在水稻中积累的影响。结果表明,持续淹水使土壤p H从5.10提高到5.72,土壤氧化还原电位(Eh)从164m V降低到-60 m V,钙镁磷肥的施用使土壤的p H值从5.10显著提高到6.45(P<0.05)。钙镁磷肥的施用联合持续淹水使土壤中有效态Cd含量降低了28.57%,糙米中Cd的含量显著降低了51.36%(P<0.05)。持续淹水促进了钙镁磷肥在土壤中残渣态Cd的形成。与对照相比,水稻的生物量和稻米产量没有明显下降。(2)本研究进行了田间试验,探究硅肥和水分管理对土壤p H、有效态Cd含量,水稻体内Cd含量的动态变化和土壤Cd化学形态,水稻各部位生物量的影响。研究表明,施用硅肥和持续淹水可提高土壤p H值,并减少土壤有效态Cd含量。硅肥的施用和持续淹水提高了土壤中铁锰氧化物结合态和残渣态Cd的比例。施用硅肥增加了水稻根部的Cd含量,但降低了茎部和糙米的Cd含量。在淹水条件下施用硅肥的处理中糙米Cd含量比CK显著降低了38.80%(P<0.05)。在常规灌溉方式下,硅肥的施用可以提高水稻根系和糙米的生物量,与对照相比分别提高了44.04%和17.86%。施用硅肥结合持续淹水可以有效减少水稻中Cd的积累。(3)本研究采用两种不同污染程度的土壤进行盆栽试验,探究硅肥、钙镁磷肥和水分管理对土壤中Cd的化学形态,水稻根表铁膜Cd含量以及各部位Cd含量的影响。结果表明,施用钙镁磷肥和硅肥均可增加土壤p H,降低有效态Cd含量,增加水稻根表铁膜中Cd的含量,促进水稻生长,且在轻度污染土壤中对有效态Cd含量的降低效果较好。持续淹水会减少了根表铁膜的Cd含量,但土壤Eh的降低导致了土壤有效态Cd含量降低。对轻微Cd污染土壤,各处理中糙米Cd含量均在中国食品安全标准0.20 mg·kg-1(GB 2762-2017)以下;在轻度污染土壤中,需施用硅肥或钙镁磷肥并结合全生育期淹水,才能使糙米Cd含量降到0.20 mg·kg-1以下。综上所述,水肥调控措施可以影响土壤p H和Eh值,降低土壤有效态Cd含量,从而抑制Cd在水稻籽粒中的积累,达到受污染耕地安全利用的目的。
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