土壤钝化材料及叶面阻控对镉污染农田修复效果研究

研究旨在评估2种不同的钝化剂材料结合叶面阻控技术在修复中轻度镉污染农田方面的效果,并筛选出有效的农田修复材料。研究在一个典型的中轻度镉污染农田进行,采用2种不同的钝化剂材料配合叶面阻控技术,分析了它们对土壤pH、有效态Cd含量及水稻各部位(根系、茎叶和糙米)中Cd含量的影响。结果显示,与对照(CK)相比,不同处理的pH均有一定程度的增加(0.5%~12.5%)。SF1和SF2处理中土壤有效态Cd含量分别降低23.4%~36.7%和15.1%~30.8%;水稻根系中Cd含量分别降低70.5%~79.4%和65.2%~72.6%,茎叶中Cd含量分别降低36.7%~50.0%、18.8%~38.4%,糙米中Cd含量分别降低60.1%~74.4%、47.4%~72.2%;由此可见,2种钝化剂均能有效降低土壤有效态Cd含量,影响水稻各部位对Cd的富集,叶面阻控能进一步抑制Cd在水稻植株中的转运,从而降低Cd在稻米中的积累。

调理剂配合紫云英还田降低水稻土镉的生物有效性

【目的】研究紫云英(Astragalus sinicus L.)还田及配施石灰或生物炭等不同土壤调理剂,对镉(Cd)污染水稻土中Cd有效性及水稻吸收转运Cd的影响,以期为我国南方Cd污染稻田的修复和水稻的安全生产提供理论依据和技术支撑。【方法】盆栽试验在湖南省土壤肥料研究所科研实验基地进行,供试土壤为重度污染的水稻土(总镉1.27 mg/kg、有效镉0.15 mg/kg)。以水稻收获后冬闲为对照(CT),设冬季种植并翻压等量紫云英3个处理:紫云英单独还田(GM)、紫云英还田+石灰(GL)、紫云英还田+生物炭(GB)。在水稻分蘖期和成熟期,测定土壤主要理化性质和有效Cd含量,测定水稻各器官吸收和富集Cd量,并于成熟期测定水稻产量。【结果】1)GM处理提高了水稻分蘖期土壤有效Cd含量和水稻根部Cd富集系数,但GM处理降低了分蘖期水稻茎叶Cd含量,对稻米中Cd含量没有显著影响;GM处理对水稻成熟期土壤pH无显著影响,但提高土壤微生物量碳(MBC)的效果最好(P<0.05)。2)GL处理和GB处理均显著提高了土壤pH,降低了土壤Cd活化率和有效Cd含量,两处理分别平均降低了分蘖期水稻根部Cd累积量55.4%和57.8%。与紫云英单独还田(GM)相比,紫云英配施石灰还田(GL)减少了稻米中Cd的累积量,而紫云英配施生物炭还田(GB)提高了成熟期水稻根部Cd富集系数和茎叶-籽粒的Cd转运系数,导致水稻籽粒中Cd含量(0.08 mg/kg)显著高于对照(低于国家稻米Cd含量标准)。3)冗余分析(RDA)和随机森林模型预测结果显示,土壤pH、可溶性有机碳(DOC)和土壤有效磷(AP)是决定土壤Cd生物有效性的最重要的环境因子。【结论】紫云英还田提高了水稻产量,配施石灰或生物炭还田可通过提高土壤pH而有效降低土壤有效Cd含量。紫云英配施石灰可减少稻米中的Cd含量,而紫云英配施高量生物炭则会增加稻米Cd污染的风险。