三种改良剂与镉对水稻生长及镉运移影响研究

• 作 者: 薄琳
• 出 处: 沈阳农业大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 镉 水稻 改良剂 镉含量

我国是世界稻米出产和消费的主体,水稻年种植面积约2860万hm~2。水稻年总产量约2亿吨,占粮食总消费量的55%左右。因而水稻安全生产在保障我国粮食安全中起着举足轻重的作用。然而,近年来工业化和城市化的快速发展,废水的肆意排放,以及在种植过程中农药和化肥的不合理运用,灌溉水和土壤中的重金属镉(Cd)的积累变得更多并且形式更严峻。灌溉水是除土壤外水稻的另一个重要生长要素。当灌溉水中的镉迁移到水稻中时,不只影响稻米产品的质量,而且还通过食物链迁移到人体,导致各种疾病,对人类健康构成严峻威胁。因而,如何有效地阻断这一食物链途径,控制水稻中重金属镉含量的积累,确保食品质量安全已成为该领域的研讨热点话题。为了降低水稻中的镉含量,许多学者开展了控制农田土壤镉积累的研讨。最终得出结论:水稻土中的镉残留物不会被微生物降解,并且具有积累性,耐久和流动性的特征,这使得它很难控制。在现阶段,土壤中的镉残留物不能彻底消除,可以在农田中施加改良剂,该操作简易,成本低,治理效果明显,能够较好的与日常工作相结合,是提高稻米安全性的有效措施之一。故本论文以水稻为试验材料,探究灌溉水中镉离子与土壤中施加改良剂对水稻生长性状、土壤的基本特性以及水稻各器官的镉离子积累与运移的影响,主要结果如下:(1)从水稻生长性状方面来看,本试验研究表明,在灌溉水中加入0.01mg/L的镉离子能够抑制水稻地上部质量和总生物量,促进根系的增长,以至于提高了植株的根冠比。三种改良剂均能够降低根冠比,其中水稻壳生物炭和玉米秸秆生物炭显著的促进水稻的地上干质量和总生物量。三种改良剂对水稻的有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒重和产量均有提高,其中有效穗数、每穗粒数是水稻增产的主要原因。综合比较改良效果,水稻壳生物炭>沸石>玉米秸秆生物炭。(2)土壤的理化性质表现为沸石和水稻壳生物炭对土壤的p H值和阳离子交换量改良效果较好。水稻壳生物炭对土壤有机质增加效果较显著。水稻壳生物炭和玉米秸秆生物炭对土壤的全氮含量有所增加但是影响效果不是特别显著。(3)三种改良剂对抑制水稻各器官的镉含量积累起到良好的作用,其中对茎和叶器官中的镉含量抑制作用较明显。本试验研究表明各处理水稻根系向茎输送镉离子的能力较弱,水稻茎向叶输送的镉离子能力较强。施加的三种改良剂均能够抑制水稻根系向茎中输送镉的能力,沸石抑制的效果最为明显,其次为玉米秸秆生物炭和水稻壳生物炭,但三者之间转运系数相差较小。在两种条件下灌溉对可食用部分镉降低率方面来说,清水灌溉中施加水稻壳生物炭的处理较对照组降低了29.62%,灌溉水较清水灌溉降低了中施加水稻壳生物炭的处理较对照组降低了64.51%,水稻壳生物炭的表现较好于沸石和玉米秸秆生物炭。通过对水稻生长性状、土壤基本特性和镉在水稻中积累运移影响的综合比较来看,在0.01mg/L镉浓度灌溉水条件下,水稻壳生物炭改良效果较好于斜发沸石和玉米秸秆生物炭。