南亚热带小流域农业面源污染负荷的SWAT模型模拟研究

为深入探究农业面源污染在小流域水环境的发生机制,以南亚热带典型农业小流域为研究区,构建SWAT模型模拟分析了小流域面源污染的时空分布状况和影响因素,以及在不同土地利用类型下的氮磷流失规律。研究结果表明,河道中的径流量与降水量呈正相关,与总氮、总磷流失量之间呈极显著正相关关系,夏季丰水期(4—9月)是预防农业面源污染关键期;硝态氮是氮流失主要形态,无机磷是磷流失主要形态;小流域水系氮磷污染在空间上呈现为流域东部水系污染较轻,中部一直到靠近流域出口处污染负荷有逐渐加重的趋势,水系干流污染负荷高于支流;不同土地利用类型条件下,总氮单位面积流失量由大到小依次为旱地>城镇用地>水田>林地>水域用地,总磷单位面积流失量由大到小依次为城镇用地>旱地>林地>水田>水域用地,城镇用地和旱地是流域内氮磷污染的主要来源,旱地对整个流域氮磷负荷来源的贡献最大。经过参数敏感性分析及率定验证后的SWAT模型明确了面源污染发生规律及存在问题,并依此提出小流域农业面源污染治理对策。

不同地区叶面施用调理剂对水稻累积镉的影响

为探究有机硒、有机硅调理剂对不同地区水稻产量、镉含量和土壤pH值、镉含量的影响。研究选用含有机硒、有机硅2种叶面调理剂及桂香12和桂香18这2个水稻品种,分别在广西百色市德保县、广西百色市田东县、广西来宾市忻城县开展田间试验。结果表明,德保、田东、忻城3个地区水稻叶面施用调理剂后,水稻产量增加了5.0%~8.8%;叶面施用调理剂后,在德保、田东地区水稻稻米镉含量下降了14.5%~42.9%,富集系数下降了3.3%~44.8%,但在忻城地区对稻米镉含量无显著效果。德保地区水稻叶面施用含有机硒调理剂后,可以显著降低水稻叶对镉的富集能力,水稻叶镉含量下降了32.0%~38.7%,富集系数下降了33.6%~37.6%,3个地区其他处理对水稻叶镉含量降低效果不明显。叶面施用调理剂后,非根际土壤镉含量下降了0%~7.2%,根际土壤镉含量下降了1.5%~10.3%,土壤镉含量虽有所下降,但降低效果不显著,叶面施用调理剂土壤pH值未显著升高。研究表明,在不同地区施用叶面调理剂均可以提高水稻产量,不同地区施用叶面调理剂对水稻降镉效果差异较大,叶面调理剂不能有效改变土壤pH值及降低土壤镉含量。

不同水稻品种及阻控剂对水稻各部位累积镉的影响

研究不同水稻品种各个部位累积重金属镉(Cd)的差异及阻控剂处理对水稻富集重金属Cd的影响。本研究采用田间试验的方法,选用16个晚稻品种及含硒阻控剂(A)、含硅阻控剂(B)2种阻控剂进行组合试验,测定和分析水稻地上部分各个部位重金属Cd含量差异。结果表明,水稻品种各个部位对Cd吸收和累积存在明显差异。丰田优553茎Cd含量明显高于其他品种,桂育11号叶Cd含量明显高于其他品种。16个水稻品种籽粒Cd含量在0.1425~0.2425 mg/kg,均值为0.1891 mg/kg,超标率37.5%;Cd在水稻地上部位中的富集规律为茎>叶>籽粒。喷洒含硒阻控剂(A)、含硅阻控剂(B)后,水稻籽粒Cd含量分别下降了37.3%、33.6%,显著低于对照处理,且稻米镉含量均低于0.2 mg/kg;喷洒含硒阻控剂(A)后水稻叶Cd含量、富集系数分别为0.2147 mg/kg、0.1474,相较于对照处理分别降低了15.1%、14.5%,均显著低于对照处理。研究结果表明,不同水稻品种地上各个部位累积镉的能力存在明显差异,选用适合的品种可以减少重金属在水稻体内的累积,施用阻控剂可以很好地阻控Cd在水稻籽粒中的富集。

不同阻控剂对水稻镉和砷的阻控效应及水稻产量的影响

【目的】分析不同阻控剂对重金属污染稻田水稻镉(Cd)和砷(As)的阻控效果及对不同品种水稻产量的影响,为筛选低累积重金属水稻品种及生产安全稻米提供参考依据。【方法】采用田间试验方法,在重金属污染高风险稻田种植16个广西主栽晚稻品种,开展硒类和硅类阻控剂阻控重金属试验,测定各品种稻米样品中的Cd和As含量,对比分析不同阻控剂对Cd和As的阻控效果及不同品种水稻的产量。【结果】16个水稻品种稻米的Cd和As含量差异较明显,其中,深两优8386、广8优金占、丰田优553、桂香12和广8优169 5个品种的Cd富集能力较低,野香优703、恒丰优666、广8优金占和野香优莉丝4个品种的As富集能力较低。喷施硒类阻控剂和硅类阻控剂各水稻品种的产量均有显著提高(P<0.05,下同),分别较对照(CK)平均增产6.5%和5.4%。喷施“硒类—阻控剂”和“硅类—阻控剂”后,16个水稻品种稻米的平均Cd含量分别为0.119和0.125 mg/kg,分别比CK的稻米平均Cd含量(0.189 mg/kg)显著下降37.03%和33.33%,且均低于国家标准要求的0.200 mg/kg;平均As含量分别为0.197和0.185 mg/kg,与CK的稻米平均As含量(0.186 mg/kg)相比均无显著差异(P>0.05),也低于国家标准要求的0.200 mg/kg。【结论】不同晚稻品种稻米对重金属Cd和As的吸附能力存在明显差异。在Cd和As污染稻田叶面喷施硒类和硅类阻控剂既可显著提高水稻产量,也可显著降低稻米的Cd含量,但对降低稻米As含量无明显作用。深两优8386、广8优金占、丰田优553、桂香12和广8优169 5个低Cd累积水稻品种可在Cd污染稻田推广种植,野香优703、恒丰优666、广8优金占和野香优莉丝4个低As累积水稻品种可在As污染稻田推广种植。

基于RUSLE的蔗区小流域土壤侵蚀特征研究

[目的]探讨广西壮族自治区典型赤红壤集约化蔗区小流域的土壤侵蚀状况,以及土壤侵蚀强度与不同坡度、土地利用类型的关系,为广西集约化蔗区小流域防治土壤侵蚀提供科学参考。[方法]在GIS空间分析技术支持下,利用修正的通用土壤流失方程(revised universal soil loss equation,RUSLE)对其进行定量估算。[结果](1)那辣小流域坡度在0°~35°之间,坡耕地(甘蔗)、林地(桉树)分别占土地利用总面积的82.85%,10.99%,道路和沟渠共占6.16%。2020年流域平均土壤侵蚀速率为22.97 t/(hm^(2)·a),属轻度侵蚀水平,是水利部规定的南方红壤丘陵区土壤允许流失量5 t/(hm^(2)·a)的4.6倍;(2)流域土壤侵蚀主要发生在5°~25°的坡度范围内,是预防和治理水土流失的重点区域;(3)不同土地利用类型中,平均侵蚀速率最大的是林地(桉树),为53.59 t/(hm^(2)·a),分别是坡耕地(甘蔗)、道路、沟渠的2.84,2.12,27.91倍。[结论]应用RUSLE模型通过借助软件输入相关参数和处理数据,即可估算出蔗区土壤侵蚀及不同坡度、土地利用类型的土壤侵蚀强度分布特征,应合理规划并利用管理好流域的坡耕地(甘蔗)、林地(桉树)、道路等土地利用类型,采取具有针对性的、有效的水土保持措施。

不同叶面肥及水稻品种对水稻糙米重金属累积的影响

【目的】研究不同水稻品种和叶面肥对水稻糙米富集多种重金属的影响。【方法】采用田间试验的方法,选用10个广西当地主要种植的晚稻品种,每个品种设置喷施硒肥(Se)、硅肥(Si)和CK施肥处理。测定和分析水稻糙米重金属As、Cd、Pb、Cr含量差异,比较不同晚稻品种As、Cd、Pb、Cr累积特性,筛选出适合广西当地种植的重金属低累积晚稻品种,同时分析出两种叶面肥对水稻糙米累积重金属的影响。【结果】不同水稻品种糙米对As、Cd、Pb、Cr的累积存在明显差异。其中桂育12糙米Cd含量最低,裕丰优158糙米As含量最低,荃香优822糙米Cr含量最低;10个水稻品种中,仅有华浙优1号检测出Pb含量。4种重金属在水稻糙米中富集能力大小依次为:Cd>As>Cr>Pb。喷洒硒肥(Se)和硅肥(Si)后水稻糙米Cd含量分别下降了44.8%和44.2%。富集系数分别降低了47.2%和47.4%。喷洒硅肥(Si)后,水稻糙米As含量及富集系数相较于对照处理分别降低了30.0%和19.0%。喷洒叶面肥后对水稻糙米Pb含量影响较小。【结论】选用品种桂育12在广西当地种植可以很好地降低糙米重金属中Cd的累积,选用裕丰优158可以很好地降低糙米中重金属As的累积,施用硅肥(Si)可显著降低As在水稻糙米中的累积,叶面喷施硒肥(Se)和硅肥(Si)均可以很好地阻控在水稻糙米中Cd的富集。

萘乙酸对锰胁迫下甘蔗生长及铁锰含量的影响

近年来,广西地区的甘蔗多出现黄化失绿现象,对甘蔗产量和品质造成了严重影响。现有研究表明甘蔗黄化失绿症状是由于土壤中锰离子过多引起的锰中毒现象,而植物生长调节剂生长素对锰胁迫下甘蔗生长发育有一定调控作用。探讨不同浓度的生长素萘乙酸(0、50、1000μmol·L^(-1)NAA)对锰胁迫下甘蔗的生长情况及铁锰含量的影响。结果表明,外施生长素能有效缓解锰对植物的毒害作用,生长素施用组的甘蔗根系生长状况(如根长、根表面、根尖数等)比对照组好;外施萘乙酸能显著影响甘蔗根系铁、锰含量及铁锰膜中铁锰含量,可减少甘蔗对锰离子的吸收,增加对铁离子的吸收,显著降低甘蔗根部铁锰膜中铁锰含量,缓解锰胁迫作用。