叶面喷施纳米硅肥对稻米镉含量及产量的影响

水稻具有较强的吸镉特性,稻米镉含量高低直接关系到农户收益及食品安全问题。本研究中使用一款新型纳米液体硅肥菲彤®,作为水稻吸镉的叶面阻隔剂。试验数据表明,通过9个处理组与对照组的比较,稻米镉含量均显著降低,且处理组镉含量均降至国家标准规定范围内,最大降幅达64.47%。此外,处理组与对照组之间千粒重差异不显著,但理论亩产增加56.85 kg,理论增产率达9.88%。因此,纳米液体硅肥菲彤®不仅能有效降低稻米镉含量,还能增加水稻产量,从而带来增产提质和粮食安全的双重效益。

不同生育期脱水对稻米镉含量的影响

为进一步探究水分管理对稻米镉含量的影响,以6个早稻品种、4个晚稻品种为研究材料,通过盆栽试验研究了不同生育期脱水(分蘖期脱水,T1;孕穗期脱水,T2;抽穗期脱水,T3;乳熟期脱水,T4;蜡熟期脱水,T5;全生育期淹水,CK)对稻米镉含量的影响。结果表明:脱水处理、品种及二者交互效应对稻米镉含量的影响均达到极显著水平(P<0.01),不同处理间精米镉含量的大小顺序为T3>T1>T2>T4>T5>CK,W2(‘C两优7号’)、W12(‘湘晚籼13号’)、W8(‘金优59’)3个品种的耐镉特性及稳定性较好,适合一般污染区大面积种植。精米镉含量在水稻品种类型之间存在极显著差异(P<0.01),其含量由高到低为超级杂交稻、常规稻、杂交稻;生育类型不存在主效应。

改性及复合黏土矿物调理剂对土壤镉有效性和稻米镉含量的影响

选择镉(Cd)污染农田土壤(全Cd含量为0.79 mg·kg^(-1),pH 6.71)进行盆栽试验,比较研究了巯基化海泡石(SGP,pH为9.31,施用量为0.5 g·kg^(-1))、氨基化凹凸棒(ISS-1,pH为9.78,施用量为0.5 g·kg^(-1))和腐殖质-海泡石复合体(ISS-2,pH为9.94,施用量为1.3 g·kg^(-1))3种碱性调理剂对土壤溶液Cd浓度、0.1 mol·L^(-1)氯化钙提取态Cd浓度、水稻生长和糙米Cd含量的影响。试验结果表明,SGP、ISS-1和ISS-2这3种调理剂施用后前3周均能快速降低土壤溶液Cd浓度。施用SGP后,水稻分蘖期、拔节期和成熟期土壤氯化钙提取态Cd浓度分别降低47.2%、50.1%和48.6%,而施用ISS-1仅降低拔节期(25.4%)土壤氯化钙提取态Cd浓度,施用ISS-2只降低分蘖期(20.2%)和拔节期(25.3%)土壤氯化钙提取态Cd浓度。施用SGP和ISS-2后糙米Cd含量分别降低35.2%和34.7%,施用ISS-1对糙米Cd含量没有显著影响。不同调理剂对水稻株高、产量、有效分蘖数和千粒重,以及土壤pH均没有显著影响。土壤Cd生物有效性的降低可能主要与调理剂的吸附和络合等作用有关。在轻度Cd污染的中性农田土壤中,控量施用改性及复合黏土矿物调理剂(SGP和ISS-2)可以在不显著改变土壤酸碱性条件下有效降低土壤Cd生物有效性和稻米Cd含量。

碱性肥料对稻田土壤和稻米镉含量的影响

以碱性复合肥为材料,在湖南郴州松柏村进行大田小区试验,研究了碱性复合肥及其与微生物菌剂配合施用对稻田土壤和稻米镉含量的影响.结果表明：水稻分蘖期、灌浆期和收获期碱性肥料处理的土壤有效镉含量较常规肥料处理分别降低8.3%、6.7%和16.4%.收获期碱性肥料处理土壤有效镉含量较插秧前降低了7.2%,而常规肥料处理却增加了11.0%.配施微生物菌剂使土壤有效镉增加了1.2%~23.3%.与常规肥料处理相比,碱性肥料处理根系、茎鞘、叶片、籽粒、稻米镉含量显著降低,分别降低了54.9%、56.6%、41.8%、62.7%、67.6%.与微生物菌剂配施时,碱性肥料处理稻米镉含量却增加63.2%.表明施用碱性肥料可显著降低土壤中镉的有效性及水稻各器官和稻米镉含量,而碱性肥料与微生物菌剂配施则削弱了其对稻米镉含量的降低效果.

喀斯特山区高镉稻田治理措施对稻米降镉的效果

为在喀斯特山区筛选出最佳的土壤调理剂、叶面阻控剂和镉低累积水稻品种,并为贵州喀斯特山区污染耕地安全利用提供数据支撑,通过对贵州中部喀斯特山区高镉稻田土壤及稻米进行采样分析,合理设计田间处理方案,采取相同背景下田间小区试验的方式探讨不同土壤调理剂、不同叶面阻控剂对稻米中镉元素含量的降低效果,对比分析不同水稻的籽粒对镉元素的吸附强弱情况。结果显示,在高镉稻田中施用4种含氧化钙的土壤调理剂后,稻米中镉元素含量分别降低83.9%、74.6%、82.1%、51.8%。在分蘖期至灌浆期喷施含锌、硒元素的叶面阻控剂后,稻米镉含量分别降低54.7%、51.7%。3种受试水稻品种稻米镉含量比常规水稻品种降低8.36%、24.5%、33.3%。说明喀斯特山区水稻土中镉元素含量越高,稻米中镉元素的含量就会越高。在高镉区稻田施用由硅灰石、生石灰、沸石及海泡石组成的土壤调理剂(D3)、喷施含Zn元素的叶面阻控剂(Y2)、种植水稻品种成优1479(P3),通过这3种调控措施的联合作用可以达到最大的稻米降镉效果。

隆回县种植镉低积累粳稻的可行性研究

【目的】明确粳稻品种在湖南隆回县种植的可行性。【方法】以本地籼稻品种隆晶优蒂占为对照,比较研究了引进的3个粳稻品种嘉禾218、贵米、南粳9108,在隆回作中稻种植的生育进程、产量构成与稻米镉含量。【结果】(1)各粳稻品种生育期显著长于对照,但均可在8月中旬齐穗,在隆回县作中稻栽培可以实现安全生产;(2)粳稻品种产量较对照低4.39%-14.85%,其中南粳9108减产不显著;(3)粳稻品种糙米镉含量在0.0080-0.0794mg/kg之间,均低于食品安全国家标准(大米镉含量不大于0.2mg/kg),显著低于对照品种。【结论】综合考虑生育进程、产量与稻米镉含量,在隆回县镉污染稻田上以粳稻品种替代籼稻品种是完全可行的,可以在不显著降低产量的基础上,显著降低糙米镉含量,从而实现镉污染稻田的安全生产。本试验条件下,最合适的粳稻品种为南粳9108。

不同生育期镉胁迫对两种水稻的生长、镉吸收及糙米镉含量的影响

采用分阶段加镉水培试验，对杂交水稻“威优1126”和常规水稻“浙辐802”不同生育期对Cd胁迫的生长反应及其对Cd吸收、积累与分配特性进行了比较研究。结果表明，水稻对Cd胁迫的反应因生育期不同而异，幼穗分化之前（前期），镉毒害主要表现为降低光合生产力；幼穗分化至抽穗期（中期）主要抑制幼穗的分化与发育过程；抽穗之后（后期）主要阻碍碳水化合物和NP养分向穗部迁移和转化。从对产量形成影响来看，幼穗分化-抽穗期是水稻对Cd胁迫反应最敏感时期。水稻吸Cd速率为中期〉后期〉前期。糙米中Cd的含量受水稻植株吸收Cd的总量和茎叶Cd向籽粒转移效率的双重影响。杂交稻对Cd的吸收能力与常规水稻相近，但Cd在地上部分累积的比例比常规水稻高4．9％-21．8％，籽粒部分的镉与茎叶部分镉的比例比常规稻高49%-95％，糙米Cd含量比常规稻高33％～72％。从减产效应和对稻米卫生品质损害来看，杂交水稻对环境Cd污染比常规水稻更加敏感。

成都平原东北部高地质背景下水稻土镉生物有效性及稻米中镉积累的影响因素

在运积型高镉地质背景土壤中,土壤镉的生物有效性与稻米中镉含量高度相关。在成都平原东北部绵竹地区高镉运积型酸性水稻土分布区采集了20组土壤和稻米样品,研究土壤中镉生物有效性和镉在稻米中积累的影响因素。结果表明:土壤中总镉含量为0.36~0.78 mg/kg,其含量与土壤中的钙、铁含量呈显著正相关(R^(2)>0.96,P<0.05),表明镉和钙、铁元素来源于相同的物源区。土壤镉的活性比(AR)、生物富集系数(BCF)与土壤pH值呈显著负相关(R^(2)>0.75,P<0.05),土壤中的钙和pH值之间具有显著的正相关关系(R^(2)=0.86,P<0.05),因此土壤pH值与土壤钙是水稻土镉生物有效性和稻米中镉积累最主要的影响因素。建立了土壤中镉和稻米中镉的耦合模型,预估了控制稻米中镉含量满足国标限值0.2 mg/kg的土壤中镉的阈值。成都平原东北部高地质背景水稻土种植的稻米镉含量超标的风险较高,需进行土壤重金属污染修复治理。

我国育出可大面积推广的低镉水稻新品种

湖南金健种业科技有限公司与中国水稻研究所院企合作,利用化学诱变成功创制出低镉突变体lcd1,在全国率先培育出可大面积推广应用的早、中、晚低镉水稻新品种。稻米镉含量超标,既影响粮食安全,也影响稻米产业健康发展。选育低镉水稻新品种,是从根本上解决这一问题最经济有效的方式。2014年,金健种业联合中国水稻研究所,启动低镉水稻品种选育攻关。

水溶性有机肥料对水稻产量和镉吸收的影响

采用土壤盆栽试验研究水溶性有机肥料对水稻抗氧化酶活性及镉吸收的影响。结果表明:施用水溶性有机肥料可提高稻谷产量,显著降低水稻孕穗期叶片超氧化物歧化酶(SOD)、灌浆期超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性;降低稻米镉含量,降低率为2.9%~21.5%,提高稻草镉含量,提高率为26.8%~99.1%。以750倍稀释液喷施增产幅度最大,达43.1%,基施(0.16 m L·kg^(-1))配合喷施(750倍稀释液)处理稻米降镉率最高。

大田条件下石灰降低水稻镉累积效果研究

本研究采用田间试验,在某镉污染地区研究石灰调节土壤pH降低稻米镉积累的效果,以降低镉食物链暴露途径的风险。根据RothLime模型试验共设置4个石灰剂量处理(0、2.25、4.50、7.50 t∕ha),种植两个水稻品种。得到如下研究结果:石灰(2.25~7.50 t∕ha)在2018年一次性施用,最高剂量(7.50 t∕ha)的石灰使土壤pH由初始的5.5上调至6.5左右。施用石灰可提高根际土壤pH、降低CaCl2可提取的镉含量和稻米镉含量;籽粒镉含量与水稻成熟期根际土壤中CaCl2可提取的镉含量显著相关;当一次性施用7.50 t∕ha石灰时,水稻籽粒镉含量降低了77%~80%,连续三年稻米镉含量低于我国食品安全标准(0.2mg∕kg),并且产量未受影响。本田间试验结果表明,单次施用CaCO_(3)使土壤pH上调至6.5,能显著降低水稻籽粒镉的积累。

VIP+n技术对重金属污染农田中稻谷降镉效果的影响

试验以湘潭县易俗河镇青光村重金属污染的农田为对象,早稻以中嘉早17号和湘早籼24号为供试品种,晚稻以H优518和岳优27为供试品种,研究了不同VIP+n修复技术模式对稻米的降镉效果,并对不同VIP+n修复技术改良效果作出了评价,旨在探索出稻米降镉效果最佳组合。结果表明:在早稻谷降镉效果中,T_6、T_7和T_8处理的降镉效果达显著水平,其中T_7和T_8处理达极显著水平;在晚稻谷降镉效果中,修复措施组合除T_3处理外都能够降低晚稻米镉含量,其中T_8处理降镉效果达极显著水平。结论:从经济效益和稻米降镉效果来看,种植低镉水稻品种+优化水分管理+撒施石灰修复技术组合是降低农田重金属污染稻米镉含量的最佳推广模式。

喷施植物酵素“金禾苗”与“环保酵素”对水稻产量及稻米中镉含量的影响

以水稻两优早17为试验材料,采用盆栽试验与大田栽培试验相结合的方式,研究了喷施植物酵素"金禾苗"与"环保酵素"对水稻产量及稻米中镉含量的影响。结果表明,喷施植物酵素"金禾苗"的水稻增产效果显著,增产8.60%;喷施植物酵素"环保酵素"的稻米中镉含量降低显著,在镉背景值低的情况下,可降低63.08%,在镉背景值高的情况下,可降低47.54%。

镉污染稻田施用钾硅肥对杂交晚稻吸收积累镉的影响

选择湖南攸县2块典型Cd污染稻田,研究施用富含硅的碱性钾硅肥对杂交晚稻吸收Cd及其在植株体内分配的影响。结果表明,施用钾硅肥可提高土壤p H值,降低土壤有效态Cd含量,减少水稻对Cd的吸收和稻米对Cd的积累,阻控水稻植株体内的Cd向籽粒转运,降低Cd在糙米中的分配比例。

籽粒镉低积累水稻新品种选育及示范取得重大进展

水稻是一种容易富集镉的作物。在中国南方部分地区,稻米镉含量超标已经成为社会广泛关注的食品安全问题,因此,适宜在中重度镉污染地区种植的低镉水稻新品种在生产上是迫切需要的。湖南省农业科学院湖南杂交水稻研究中心前期通过收集全球范围内的水稻资源来筛选籽粒镉低积累水稻,2019年挖掘到在重度镉污染田种植籽粒镉低积累材料珞红3A和珞红4A.