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磷、锌肥处理对降低污染稻田水稻籽粒Cd 含量的影响 - 生态环境学报

生态环境学报 2009, 18(3): 909-913 http://www.wenkuxiazai.com Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@http://www.wenkuxiazai.com

磷、锌肥处理对降低污染稻田水稻籽粒Cd含量的影响

张良运,李恋卿,潘根兴*,崔立强,胡忠良

南京农业大学农业资源与生态环境研究所,江苏 南京 210095

摘要:探索农田措施控制水稻Cd吸收与籽粒积累是保障稻米食物安全的急迫需求。采用田间定位试验,研究了不同用量的钙镁磷肥及叶面喷施锌肥(ZnSO4·7H2O)等处理对污染稻田水稻籽粒Cd含量的影响。试验表明,施肥处理没有显著提高水稻产量,但籽粒Cd含量有不同程度降低。分析表明,这些处理提高了土壤的pH值,且随用量而增高,土壤中有效态Cd含量显著降低。土壤有效态Cd含量与土壤pH值存在显著负相关,推测主要是由于土壤pH升高而降低了土壤Cd活性。不过,叶面喷施ZnSO4·7H2O,并未明显提高土壤pH值,但显著降低土壤有效态Cd含量,可能是由于淹水下形成难溶性CdS而钝化了土壤Cd. 因此,稻田中Cd钝化可以抑制Cd在水稻籽粒中的积累。但是,在严重污染稻田中,这些用量尚不能有效控制稻米Cd的安全。建议在严重重金属污染的土壤改种其它非Cd强积累作物。 关键词:钙镁磷肥;叶面锌肥;籽粒;Cd;污染稻田

中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:1674-5906(2009)03-0909-05

随着城市化、工业化和农业集约化的快速发展,农田重金属污染及其对粮食其安全的影响已经成为全世界关注的重要环境问题之一。我国农田土壤重金属,特别是Cd的污染问题日益严重,对我国食物和生态安全构成了严峻的挑战。土壤-作物-食物的迁移是人类对环境Cd摄取的最主要途径[1-2]。水稻是我国第一大粮食作物,全国60%以上的人口以稻米为主食,同时水稻被认为是Cd吸收最强的大宗谷类

[3]

作物。因此,采取适宜的田间调控措施降低水稻Cd的吸收和稻米积累,是保障稻米安全的主要途径。试验研究表明,利用化学改良剂钝化污染土壤重金属,是一种减少作物积累的有效方法[4-10],同时,根据离子拮抗原理,施用拮抗物质也可以阻抑水稻Cd吸收而控制籽粒Cd积累。因此,本研究以江苏南部某市严重重金属污染的稻田为研究对象,选用不同肥料钝化剂进行水稻籽粒降Cd试验,比较其对水稻籽粒积累Cd的控制效果,为探讨Cd污染稻田稻米Cd控制途径和方法提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概括

选择江苏南部某市重金属污染严重区的稻田(31º24.434'N, 119º 41.605'E),其处于一个上世纪60

年代末发展起来的金属冶炼和加工产业区的下风向约500 m。土壤类型为太湖地区第四纪湖积物发育的典型的脱潜型水稻土-乌泥土,当地年平均气温15.7 ℃,年平均降水量1177 mm。污染田块土壤样品和该厂区上风向约1000 m的非明显污染田块(同种土壤,用于对照)样品的主要理化性状和污染元素含量见表1。该稻田土壤的重金属污染及其作物籽粒重金属积累与食物重金属暴露风险已有分析报道[11-12]。 1.2 钝化剂材料

pH(H2O)(1)钙镁磷肥:市售,含P2O5为12%,

为9.46,全Cd为4.61 mg·kg-1。

(2)锌肥:ZnSO4·7H2O,化学纯,市售。 (3)栽培作物:水稻(品种为武粳13号)。 1.3 田间试验处理

(1)对照,不添加任何改良剂;(2)钙镁磷肥处理,设置低中高三个用量水平,分别是668 kg/hm2,1000 kg/hm2和1333 kg/hm2。于2007年6月23日水稻苗期淹水条件下实施;(3)叶面喷施处理,0.2%的ZnSO4·7H2O溶液喷施,用量是3 kg/hm2,分别于2007年7月25日,2007年9月7日,2007年9月14日分3次喷施。

表1 供试土壤(0~15 cm)基本理化性质

有机碳/(g·kg-1)

容重/(g·cm-3) CEC/(cmol·kg-1)

Table 1 Some basic properties of studied soils(0~15 cm)

类别 pH(H2O)

总氮/(g·kg-1)

碱解氮/(mg·kg-1)

全Cd/(mg·kg-1)

污染 6.81 20.2 1.40 18.05 2.99 276.1 7.61 非污染 6.94 22.6 1.38 16.34 2.80 275.7 1.46

基金项目:国家自然科学基金项目 (40671180);科技部科技支撑计划基金项目 (2006BAD17B06)

作者简介:张良运(1983年生),女,硕士,主要从事农业重金属污染与食物安全研究。E-mail: zhangliangyun0305@http://www.wenkuxiazai.com *通讯联系人:E-mail: pangenxing@http://www.wenkuxiazai.com 收稿日期:2009-03-04

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