外源硫化钠对土壤-水稻体系中镉迁移积累的影响

研究外源硫化钠对土壤-水稻系统中镉(Cd)形态变化及迁移积累影响,为硫素固定土壤活性Cd、降低稻米Cd积累的应用提供依据。本实验采用室内土壤培养和盆栽种植试验方法,研究不同硫化钠用量对水稻-土壤系统中Cd的迁移积累变化的影响。结果表明:施用0.1 g·kg^(-1)硫化钠,水稻根系及稻谷生物量相比空白对照组增加59%,同时有效降低水稻器官组织中Cd的积累;0.5 g·kg^(-1)硫化钠处理下水稻根系、茎叶中Cd的积累分别下降76%、70%;稻谷中Cd的含量随着硫化钠施用量的增加呈现显著降低趋势,当施用量为0.3 g·kg^(-1)时,稻米Cd降幅最大(降低68%),继续增加硫化钠用量,稻米Cd降幅无显著差异;适量施用硫化钠能有效降低土壤中离子态Cd含量,最高降幅为55%;DTPA提取态Cd降幅约为17%。同时S2-在土壤溶液中发生氧化还原反应,形成的硫酸盐在一定程度上缓解了土壤pH的增加。研究表明增施硫化钠0.3 g·kg^(-1)能提高作物产量和降低Cd在土壤-水稻系统中的迁移效率,有效降低籽粒中Cd的积累。

镉胁迫条件下淹水时间对水稻吸收累积镉的影响

采用盆栽试验方法,以外源添加镉(Cd)模拟土壤镉污染,研究水稻不同生育期(分蘖盛期和灌浆期)淹水以及淹水时间对水稻产量及吸收累积Cd的影响。结果表明,与常规灌溉处理(CI)相比,其他不同淹水时间处理均出现一定程度减产,其中全生育期湿润灌溉(WI)、分蘖盛期开始淹水1~4周(T1、T2、T3和T4)5个处理的水稻产量显著下降,降幅分别为23.7%、16.0%、15.5%、20.2%和18.6%。随着淹水时间的延长,糙米Cd含量呈下降趋势,其中以全生育期淹水处理(WF)的糙米Cd含量最低,仅为WI的3.4%。在相同淹水时间条件下,分蘖盛期开始淹水1~4周处理的糙米Cd含量较灌浆开始淹水1~4周处理(F1、F2、F3和F4)分别降低了27.1%(P<0.05)、46.6%(P<0.05)、56.0%(P<0.05)和35.2%,平均降幅为41.2%。水稻茎叶Cd含量与糙米Cd含量的变化趋势基本相同。水稻茎叶对Cd的转运效率随淹水时间的延长呈下降趋势。不同处理的水稻茎叶和糙米Cd富集系数变异极大,其中WI的糙米、茎叶Cd富集系数分别为WF处理的29.0和18.8倍。淹水能有效抑制水稻对Cd的吸收累积,抑制效果与淹水时间呈正相关,且分蘖盛期淹水对水稻茎叶和糙米Cd累积的抑制效果优于灌浆期淹水。

典型双季稻田施磷流失风险及阈值研究

通过3年(2011—2013年)的双季稻田间小区试验,探明了不同施磷量对双季稻产量、土壤磷素积累、磷素流失风险的影响,并确定了土壤收支平衡的施磷阈值。研究结果表明:连续3年不同施磷量处理水稻早、晚季产量为5474~5552 kg·hm^(-2)和7096~7521 kg·hm^(-2),过量施用磷肥对水稻产量无显著增产效果,反而有减产的风险。施用磷肥后,土壤Olsen-P含量显著提高。田面水TP平均浓度与土壤中Olsen-P呈显著正相关关系;施磷后田面水磷素动态能用指数模型(Y=C_0·e^(k/t),k>0)拟合,即随着磷肥施用量增加,田面水磷素流失风险增加。结合水稻产量效应、土壤磷素表观平衡和磷素环境风险,推荐研究区域早、晚稻施磷阈值分别为(48.53±7.07)kg P_2O_5·hm^(-2)和(56.87±7.90)kg P_2O_5·hm^(-2)。