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镉污染土壤的修复与改良利用已成为土壤学、环境科学和生态学等领域的研究热点之一。农艺调控措施具有经济成本低、操作简单、易推广应用等优点,在镉污染土壤的修复治理上日渐受到重视。本研究以亚热带地区4种典型成土母质(第四纪红色粘土、板页岩、河流冲积物、酸性紫色土)发育的水稻土(红黄泥、黄泥田、河潮泥、酸紫泥)为对象,开展田间水分管理(I)、土壤pH值调节(P)和低镉水稻品种应用(V)等单项和综合农艺措施对水稻镉积累的影响研究,并在镉污染地区开展一定面积的大田示范,以期明确农艺调控措施阻控水稻镉积累的效应与适用条件,得出以下结论: 1、在红黄泥、黄泥田、河潮泥中单项农艺措施使土壤pH值提高0.4~1.3个单位,土壤NH4OAc有效态镉含量降低了23.1~40.9%,水稻地上部镉含量显著降低(p<0.01)。与对照相比,3种措施组合(VIP)处理使糙米、稻壳和稻草镉含量分别降低47.8~84.9%、38.5~91.2%和72.4~91.0%。各处理下糙米镉含量均是晚稻<早稻,且无论早晚稻VIP处理基本能使糙米镉含量降到国家标准限值(0.2 mg.kg-1)以下。因子分析结果还显示,低镉水稻品种应用、淹水灌溉和土壤pH值调节存在显著交互作用。 2、镉对水稻生长的抑制效应河潮泥高于红黄泥、黄泥田、酸紫泥。在低浓度Cd污染(0~1.8 mg.kg-1)土壤(红黄泥、黄泥田、酸紫泥)中,对水稻的生长无影响,但在高浓度Cd污染(1.2~1.8 mg.kg-1)土壤(河潮泥)中,抑制水稻的生长。与对照相比,稻谷产量、稻草生物量分别降低了76.6~82.9%,47~51%。 3、水稻地上部分Cd含量总体上随着土壤Cd浓度的增加而递增;水稻植株地上部分糙米与稻壳、稻草中Cd含量均成显著正相关,农艺调控措施不影响植株内Cd含量的分布规律。但水稻籽粒对Cd富集呈现明显的土壤类型之间的差异性,早稻具体呈现为:酸紫泥<黄泥田<红黄泥<河潮泥,晚稻具体呈现为:黄泥田<红黄泥<酸紫泥<河潮泥。农艺综合调控措施在不同土壤中的适用阈值不同,在红黄泥、黄泥田、河潮泥、酸紫泥中早稻水稻安全生产土壤有效态镉临界值分别为0.74、0.83、0.26、0.95 mg.kg-1,晚稻水稻安全生产土壤有效态镉临界值分别为1.59、1.66、0.72、1.27 mg.kg-1。 4、农艺调控措施阻控水稻镉积累的田间效应与盆栽试验结果相同。在大田镉污染(1.20 mg.kg-1)中,各农艺调控措施处理均可提高土壤pH,降低有效态Cd含量,从而降低糙米Cd含量至国家标准含量0.2mg.kg-1以下。同时3种措施组合即种植低镉品种、调节pH结合淹水灌溉处理(VIP)的降镉效果最好,调节pH组合次之。与对照相比,VIP处理糙米镉含量降低了80.6%。 综上,种植低镉积累品种结合土壤pH值调节和淹水灌溉可用于大面积镉污染农田修复治理。