我国南方红壤砷、镉复合污染稻田的安全生产组合技术研究

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在土壤背景值较高、酸雨和人类不合理采矿等多种因素的共同作用下,我国南方红壤区水稻田As和重金属复合污染严重,伴随着稻米As、Cd超标问题突出。水稻是我国主要的粮食作物,长期食用高As、高Cd稻米会对人体健康造成极大威胁,控制稻米As、Cd污染迫在眉睫。品种选育、水分管理、喷施肥料、土壤钝化等是当前国内外控制稻田重金属污染的主流技术。然而,由于As和Cd的化学性质差异很大,在复合污染条件下同时降低稻米的As和Cd含量十分困难,其复合污染控制技术是近年来环境科学和食品安全领域的研究热点之一。本文拟以我国广东省韶关市典型南方红壤As、Cd复合污染稻田为研究对象,通过田间试验探索品种筛选、水分管理、施用钝化剂等安全生产技术对水稻As、Cd吸收的影响,以期同时降低稻米的As、Cd含量,研究结果将为As、Cd复合污染稻田的安全生产提供重要的理论依据和实践支撑。  本文主要研究结果如下:  (1)试验基地土壤的As、Cd全量平均值分别为54.04 mg/kg和2.30 mg/kg,属于中轻度污染稻田。本研究中供试水稻品种共6个,其中4个为低Cd积累型品种,2个为韶关当地主栽品种,4个低积累品种经湖南地区种植后筛出。本研究发现4个低Cd品种在广东韶关地区对Cd仍具备良好的低积累能力,其籽粒的Cd含量大幅低于国家标准限值(0.20mg/kg),通过计算水稻各部位对重金属的富集系数和转运系数发现,低积累型水稻体内Cd从颖壳向籽粒的转运能力较低。然而,所有供试品种的籽粒As含量均超标。  (2)低Cd积累型品种耦合适宜的水分管理模式可以显著降低稻米As含量,抽穗期后好氧处理下金优463籽粒的As含量与对照相比降低了21%;低积累型品种耦合钝化技术的效果不理想,石灰与氧化铁混施会导致低Cd品种金优463的籽粒Cd含量明显升高。  (3)针对广东韶关红壤区As、Cd复合污染稻田,选择低Cd积累型品种金优268,耦合抽穗期后好氧管理并混施石灰及氧化铁,可以显著降低稻米As、Cd含量,实现稻米As、Cd复合污染的最优控制。该处理下稻米As、Cd含量分别为0.23mg/kg和0.06 mg/kg,空白处理下As含量超出限量标准57%,然而在该处理下仅超出国家标准16%。
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