利用阻控技术的水稻镉、砷安全种植研究

为研究叶面施用有机硒、有机硅阻控剂对不同水稻品种富集重金属的影响,通过田间试验,在重金属污染严重地区开展筛选重金属低积累水稻品种和叶面阻控技术的研究,使水稻籽粒的重金属含量降低,从而达到粮食安全生产标准的要求。本研究选用6个广西当地主栽的晚稻品种,和市面上2种叶面阻控剂(一种硒类阻控剂,一种硅类阻控剂)作为研究对象,通过测定试验前后稻米样品中的重金属含量来开展对重金属污染土壤的安全利用技术研究。结果显示,6个水稻品种对重金属的吸附能力存在较大差异,其中,泰丰优208茎、叶的镉、砷含量均高于其他品种,泰丰优208稻米的镉含量最低,丝香1号稻米的砷含量最低。叶面施用硒类阻控剂、硅类阻控剂均可以有效降低稻米的镉含量,较CK分别下降了15.2%、17.1%;在叶面施用硒类阻控剂、硅类阻控剂也可以有效降低叶的镉含量及稻米的砷含量,叶的镉含量分别下降了12.7%、13.9%,稻米砷含量分别下降了15.9%、30.0%,同时硅类阻控剂还可以有效降低水稻叶砷含量。研究表明,施用硒类阻控剂、硅类阻控剂均可以减少砷、镉在稻米中的含量。

不同安全利用技术措施及其组合对轻中度镉污染水稻田修复治理效果的试验研究

为降低镉元素在水稻中的富集,提高受污染耕地的安全利用率,稳步提升耕地环境安全和农产品质量安全保障水平,借鉴现行耕地安全利用技术措施,开展了轻中度镉污染水稻田的修复治理试验。试验共设置低积累水稻品种、土壤调理剂、叶面阻控剂、低积累水稻品种+水分调控+叶面阻控剂、低积累水稻品种+土壤调理剂等5个试验区,分别测定了不同技术措施及其组合处理的水稻农艺性状、镉含量等指标。结果表明:适宜种植的低积累水稻品种为甬优1540、甬优4949、甬优15和甬优2640,推荐施用的土壤调理剂、叶面阻控剂分别为富态威田美(颗粒)、绿珑硒;各单项技术措施的组合使用,有较好的镉治理效果。

叶面阻控剂在轻度镉污染石灰性麦田上的降镉效果

在轻度镉污染的石灰性潮土麦田上开展试验,以叶面喷施(分别在小麦拔节期、抽穗期和灌浆期各进行一次)3种自配阻控剂(ZP1、ZP2、ZP3)作为处理,以叶面喷施蒸馏水作为对照(CK),明确其对小麦镉转运和富集的影响,以便筛选出具有良好降镉效果的阻控剂,为轻度镉污染石灰性麦田的安全生产提供参考。结果表明:与CK相比,叶面喷施3种阻控剂对小麦的产量和品质指标无显著影响,显著(P<0.05)降低了小麦从茎到叶的镉转运系数和小麦叶片的镉富集系数,显著提高了小麦叶的铜、锌含量。此外,叶面喷施ZP3阻控剂还显著降低了小麦籽粒的镉含量,降幅为43.3%。综合对比,在轻度镉污染石灰性麦田上,可优选ZP3型叶面阻控剂进行喷施。

不同叶面阻控剂对玉米Cd、Pb积累与转运差异研究

为探究不同类型叶面阻控剂对玉米吸收Cd、Pb的阻控效果,实现重金属污染耕地农作物的安全生产,以“华兴单88”为供试玉米,采用田间试验方法,设置8个处理:对照(CK)、YZ-1、YZ-2、YZ-3、YZ-4、降镉灵(JGL)、喷喷富(PPF)和万物生(WWS),研究不同处理玉米生物性状和各部位Cd、Pb富集及转运系数的差异性。结果表明:7种叶面阻控剂处理下,产量相较CK提高了4.8%~30.4%,增产能力表现为WWSWWS>PPF>YZ-4>YZ-3>JGL>YZ-2>YZ-1;供试玉米各部位Cd、Pb转运系数均表现为根部-茎部<茎部-棒芯<棒芯-籽粒<茎部-叶部。通过田间试验证明,供试的7种叶面阻控剂对玉米籽粒的Cd、Pb阻控效果表现为YZ-1>YZ-2>JGL>YZ-3>YZ-4>PPF>WWS。本试验条件下,YZ-3作为增产效果最好的叶面阻控剂,建议在Cd轻中度污染的玉米产区推广使用;YZ-1作为Cd、Pb阻控效果最好且成本最低的叶面阻控剂,建议在Cd重度污染的玉米主产区推广使用。

烟叶中PPO的抑制效应

比较了硫脲、蔗糖、Ca Cl2 、Co Cl2 、亚硫酸氢钠、柠檬酸、柠檬酸 -氯化钠、柠檬酸 -氯化钠 -亚硫酸氢钠、EDTA、巯基乙醇和 Na Di Ca等 11种 PPO的常用抑制剂对烟叶中 PPO活性的抑制强度。结果表明 ,11种抑制强度由大到小的顺序是 :Na Di Ca、EDTA、巯基乙醇、硫脲、柠檬酸 -氯化钠、柠檬酸 -氯化钠 -亚硫酸氢钠、Ca Cl2 、Co-Cl2 、柠檬酸、亚硫酸氢钠和蔗糖 ;Na Di Ca、EDTA、硫脲和巯基乙醇的抑制效果明显优于其他抑制剂 ,Na Di Ca的抑制效果最佳 ,叶面喷施适宜浓度的抑制剂可有效控制 PPO活性 。

不同污染程度耕地下稻米镉综合治理效果研究

为探究不同“VIP+n”综合治理技术(V为种植低镉积累品种,I为优化水分管理,P为施用石灰,n为喷施叶面阻控剂)在不同程度重金属污染酸性稻田土壤中对双季稻稻米镉含量的应用效果,于2017年分别采用“VIP+n”技术在湖南省湘潭县轻、中、重度镉污染稻田开展“VIP+n”技术模式区域化研究与示范,研究结果表明:“VIP+n”技术对双季稻糙米镉含量、土壤pH值效应显著或极显著(P<0.05或0.01),稻田污染程度对双季稻糙米镉含量、土壤全镉和有效态镉含量效应显著或极显著(P<0.05或0.01),两者交互作用对晚稻糙米镉含量效应显著(P<0.05)。未采用“VIP”技术处理早稻糙米镉含量在耕地土壤轻度、中度和重度重金属污染条件下分别为0.29、0.88和3.85 mg·kg^-1,晚稻分别为0.22、0.55和2.64 mg·kg^-1;采用“VIP+n”技术处理早稻糙米镉含量分别为0.09、0.34和1.17 mg·kg^-1,较对照分别降低70.00%、61.19%和69.66%,差异达显著水平(P<0.05);晚稻分别为0.03、0.32和1.01 mg·kg^-1,较对照分别降低87.16%、41.49%和61.71%,差异达显著或极显著水平(P<0.05或0.01)。其中,晚稻运用“VIP”技术的效果较早稻好。相关分析表明,双季稻田成熟期糙米镉含量与土壤pH值呈负相关(r早=-0.002,r晚=-0.181),而与土壤有效镉含量呈极显著正相关(r早=0.658,P<0.01;r晚=0.772,P<0.01)。总体而言,应用“VIP+n”技术在不同程度重金属镉污染稻田中均能有效改善土壤pH值,降低土壤镉生物有效性及双季稻糙米镉含量,使轻度污染条件下糙米镉含量达到GB 2762—2017《国家食品安全限量标准》。

叶面喷施阻控剂对常淹水稻田水稻吸收转运镉的影响

为探明叶面喷施阻控剂对常淹水镉(Cd)污染稻田水稻吸收转运Cd的影响,采用田间试验,研究CK(无喷施)、ZK1(锰和锌)、ZK2(壳聚糖硒和二氧化硅溶胶)、ZK3(水溶性硅)、ZK4(螯合铁)和ZK5(二氧化硅溶胶)6个处理对水稻吸收转运Cd的影响。结果表明,常淹水条件下,与CK相比:ZK1、ZK2、ZK4处理下,水稻产量显著(P<0.05)提高,增幅在13.08%~44.19%;ZK1~ZK5处理均能显著(P<0.05)提高灌浆期时水稻叶片的相对叶绿素含量,增幅在13.18%~24.42%;ZK1~ZK4处理均能显著(P<0.05)降低糙米中Cd的富集系数,降幅在42.31%~57.69%;ZK1~ZK5处理均能显著(P<0.05)降低Cd从叶到糙米和茎到糙米的转运系数,降幅分别在26.63%~71.28%和26.93%~65.87%;ZK1、ZK2、ZK3处理均能显著(P<0.05)降低糙米中的Cd含量,降幅分别为55.88%、20.59%、17.65%。由此可知,常淹水条件下,叶面喷施含有锰和锌成分的阻控剂,或是含有壳聚糖硒和二氧化硅溶胶成分的阻控剂不但有利于提高水稻产量,还能有效降低糙米中的Cd含量。

3种叶面阻控剂对水稻籽粒Cd、As富集影响效果

为探究3种叶面阻控剂单施及配施对水稻籽粒Cd、As富集的影响,以松雅早1号和五香优粤农丝苗分别为供试早、晚稻品种,采用盆栽试验方法,设置9个处理:对照(CK),单施半胱氨酸(L-Cys)、硫化钾(K2S)和磷酸氢二钾(K2HPO4),以及两种叶面阻控剂配施(L-Cys与K2S低/高浓度配施、L-Cys与K2HPO4低/高浓度配施、K2S与K2HPO4低浓度配施),研究叶面阻控剂单施及配施对水稻籽粒Cd、As富集的影响.结果表明:①叶面阻控剂单施及配施均能使水稻籽粒中Cd、As含量降低,除L-Cys与K2S/K2HPO4低浓度配施处理外,其余处理糙米Cd含量均低于安全生产标准(0.20 mg·kg^(−1));与CK相比,施加叶面阻控剂的处理使早晚稻糙米无机砷(IAs)含量分别降低4.68%~56.75%和2.84%~16.91%.②叶面阻控剂单施及配施可以促进Cd、As从茎向叶的转运,抑制Cd、As从叶向籽粒的转运,并使Cd、As固存在叶片细胞壁中,从而降低水稻籽粒中的Cd、As含量.③L-Cys与K2S高浓度配施处理降低糙米Cd、As效果最好,使早、晚稻糙米Cd含量分别降低37.64%、26.37%,且均低于0.20 mg·kg^(−1);使早稻糙米无机砷ω(IAs)降至0.10 mg·kg^(−1)(<0.20 mg·kg^(−1)).研究结果为实现重金属污染耕地农作物安全生产提供理论依据和数据支持.