基于品种筛选与原位钝化的镉轻度污染农田安全利用技术研究

作     者：徐颖菲 

作者单位：浙江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：章明奎;谢国雄

授予年度：2020年

学科分类：12[管理学] 1204[管理学-公共管理] 082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 120405[管理学-土地资源管理] 

主      题：农田土壤 镉轻度污染 品种筛选 原位钝化 安全利用 

摘      要：近年来因农田土壤镉积累导致粮食作物镉含量超标所引发的一系列粮食安全问题不容忽视。为保障粮食安全,探讨镉轻度污染农田的安全利用技术,本研究在浙江省绍兴、杭州、温州等3个不同程度镉污染农田开展了镉低积累作物(水稻、小麦、玉米、油菜)品种筛选、稻麦轮作制下土壤镉原位钝化试验以及复合钝化剂结合农田水分管理对降低水稻镉吸收的效果试验。农田土壤全镉、有效镉含量为绍兴杭州温州,杭州和温州试验农田土壤呈酸性,绍兴试验农田土壤呈中性。试验获得的主要结果如下:(1)作物籽粒对镉富集能力为水稻小麦≈油菜玉米,不同品种间差异显著;作物对镉吸收积累受环境与品种的共同影响。水稻品种筛选试验表明,“秀水519籽粒对镉积累量最低,“甬优4953兼具镉低积累与高产特点,是较为理想的镉低积累水稻品种。粳稻籽粒镉积累能力低于籼稻。杂交稻产量普遍较高,但其对土壤中镉的吸收富集能力高于常规水稻。小麦对镉吸收受到环境与品种的共同影响,以扬麦系列小麦籽粒中镉含量较低。油菜以“越优1402籽粒对镉积累最低,是油菜中最佳镉低积累品种。筛选的玉米品种中籽粒镉含量均较低,为0.007～0.026 mg/kg,镉由秸秆至籽粒的转移系数为0.030～0.046,其中以“嵊科甜88籽粒镉含量最低。在镉轻度污染农田中,种植镉低积累作物是经济、高效的安全利用措施。(2)3种钝化剂对土壤镉原位钝化试验表明,对土壤p H提高的作用:羟基磷灰石钙镁磷肥生物炭。施用钝化剂可不同程度降低土壤有效镉含量,连续两年的钝化试验显著降低了土壤中有效镉含量,同时作物产量呈显著上升。施加1000 kg/亩生物质炭(BC3)对水稻、小麦籽粒镉含量降低效果最佳,其2017～2018年四次钝化试验与对照相比降低籽粒镉含量分别为48.22%、32.35%、33.87%、18.19%;钙镁磷肥(CM3)、羟基磷灰石(SI3)高施用量对水稻籽粒中镉积累也均有显著的降低效果。施用500 kg/亩生物炭(BC2)与BC3处理相比,作物籽粒中镉含量无显著差异,均未超标。(3)施用改良剂和采用深灌可显著减少水稻对镉的吸收,且两者配合效果最佳。施用钙镁磷肥-坡缕石-硫磺粉(比例为100:50:1)与石灰-沸石-硫磺粉(比例为100:50:1)结合深灌可有效降低水稻对土壤中镉的吸收,其籽粒中镉含量比浅灌不施加改良剂处理分别降低了56.53%和55.53%。深灌可增强土壤的还原作用,并稀释水溶性镉含量,达到降低作物对镉吸收。改良剂配合深灌是一种操作方便、有效的镉污染农田安全利用措施,适宜作为大田水稻作物镉污染控制。