农田土壤镉污染及其治理研究进展

对国内外有关农田土壤镉污染问题及其治理研究进行了综合评述,包括土壤镉污染来源、镉在土壤中的行为、镉的植物生理毒性与食物链污染问题,重点分析了农田土壤镉污染治理研究进展与存在的问题。

不同土壤改良剂对降低重金属污染土壤上水稻糙米铅镉含量的作用

为了寻求有效抑制污染土壤上水稻对重金属Pb、Cd的吸收、保持稻米卫生品质的技术方法,利用污染土壤盆栽试验和在污染区的田间试验,对施用石灰、碱性煤渣、高炉渣、水稻秸秆和猪厩肥等土壤改良剂降低水稻植株和糙米Pb、Cd含量的效应进行了比较研究。结果表明,在盆栽试验条件下,碱性煤渣的改良效果最为突出,基施5.0g·kg-1碱性煤渣,可使早稻糙米Pb和Cd含量分别降低78.6%和75.4%,晚稻糙米Pb和Cd含量分别降低45.7%和87.9%,使糙米Pb、Cd含量从严重超标水平降到了国家食品卫生标准允许的含量以下。石灰物质的改良效应主要取决于其对土壤pH的影响程度。在田间条件下,各种改良剂的效果均小于盆栽条件,不能将稻米Pb、Cd含量降低到国家食品卫生标准允许的含量水平。基于现有技术,从产品质量安全角度考虑,在重金属严重污染土壤上不宜种植水稻等粮食作物。

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。

25年引灌含Cd污水对酸性农田土壤的污染及其危害评价

采用高密度网格式布点采样法,对湖南某有色金属矿区用酸性含Cd选矿水、矿坑水和堰塘水混合灌溉25a的污染农田土壤Cd分布特征及其作物污染危害进行了调查评价。结果表明,污灌区土壤Cd的水平分布主要受污水流经路线的影响。镉的垂直分布水田和旱地之间存在显著差异性,常年稻田土壤中的Cd主要富集于耕作层,向犁底层以下迁移很少;而在水田改为旱作之后,耕层土壤Cd向下层迁移加剧,犁底层成为Cd的主要富集层。酸性红壤稻田土壤Cd的生物迁移性强,即使土壤Cd含量低于1mg·kg-1水平,也有产生Cd超标稻米的可能性,而当土壤Cd含量达到5mg·kg-1水平时,已不能生产出符合国家卫生标准的稻米。本污灌区早稻和晚稻糙米Cd最高含量分别为5.33mg·kg-1和9.36mg·kg-1,对应的土壤全Cd浓度分别为18.2mg·kg-1和15.5mg·kg-1。作者强调指出,在对污灌农田Cd污染危害进行评价时,要以产品卫生品质而不是以作物产量为指标,对土壤Cd污染危害作出科学评价。

水稻植株镉积累分配的差异

采用盆栽土培法,研究了高镉型与低镉型水稻品种植株镉积累、分布的差异。研究表明,两类型水稻品种根系与茎鞘镉含量差异不显著,糙米镉含量差异最大,达极显著水平。低积累型品种根系、叶片镉积累小于高镉型品种,但差异不显著,而其茎鞘镉积累量、茎鞘镉与植株镉总量比值都大于高镉型水稻品种,这可能是低镉型水稻品种糙米镉含量极显著小于高镉型品种的主要原因。