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农田运用污水进行灌溉成为近些年来缓解农业灌溉用水量不足的方式,但由于污水处理不够完善导致农田灌溉时,水中残留的重金属铅通过水稻根系的吸收进入稻米被食入后,对人体健康造成不同程度的危害。因此,本文以如何降低农田灌溉水中铅在水稻中的吸收,保障稻米安全问题为出发点,选取沸石和生物炭作为土壤改良剂,采取两因素随机区组设计进行研究。以水稻为试材,在不同的生育期,以农田灌溉水质控制为标准(Pb≤0.2 mg·L-1),选取灌溉水中铅浓度为0、0.15、0.25 mg·L-1的水质对其进行灌溉。沸石用量选取0 t·hm-2(Z0)、2.5 t·hm-2(Z1)和5 t·hm-2(Z2),生物炭用量选取0 t·hm-2(C0)、5.0 t·hm-2(C1)和10.0 t·hm-2(C2),共进行两组试验。研究在灌溉水中不同铅浓度的条件下,分别施加两种改良剂对稻田土壤特性、水稻生长情况、产量及不同生长器官中铅含量的影响。并通过构建回归模型,探究改良剂用量、灌溉水中铅浓度与米中铅含量、产量的关系,主要结果如下:(1)灌溉水中不同铅浓度与改良剂用量对土壤特性产生不同程度的影响。灌溉水中铅浓度较高时显著降低土壤肥力。沸石能够提高土壤pH、速效磷和速效钾含量。在灌溉水中无铅条件下,沸石对土壤pH和速效钾含量影响不显著,但当灌溉水中铅浓度较低时,施加不同用量沸石均影响显著。较Z0相比,pH和速效钾含量分别提高了3.71%4.52%和18.93%26.03%;在灌溉水中无铅或较低铅水平下,沸石对速效磷影响不显著,但当灌溉水中铅浓度较高时,施加低用量沸石能显著抑制土壤速效磷含量,较Z0相比降低了9.12%。生物炭的施入均能显著提高土壤各特性指标含量;随着灌溉水中铅浓度的升高,高用量的生物炭能显著提高土壤pH;在灌溉水中无铅或较高浓度铅水平下,生物炭对速效磷影响不显著,在灌溉水中铅浓度较低时,高用量生物炭能显著促进土壤速效磷含量,较C0相比,增加了15.92%。(2)灌溉水中不同铅浓度和改良剂用量对水稻生长情况及产量具有不同程度的影响。当灌溉水中铅浓度较低时能够轻微促进水稻生长,高浓度时则起到明显抑制作用。灌溉水中铅能降低水稻产量,且浓度越高抑制作用越明显。沸石和生物炭均能够提高水稻各部位生物量与产量,沸石用量在10 t·hm-2时效果最好,生物炭用量在5 t·hm-2时效果最好。当灌溉水中铅浓度较低时,施加高用量沸石能够显著促进水稻总生物量,较Z0相比提高了17.39%。在灌溉水中无铅条件下,生物炭用量在10 t·hm-2时对水稻增产效果最好,为C0处理的1.05倍;在灌溉水中含铅条件下,生物炭均为5 t·hm-2时增产效果最好,为C0处理的1.03和1.05倍。(3)灌溉水中不同铅浓度和改良剂用量对水稻各器官中铅含量具有不同程度的影响。灌溉水中铅能够提高水稻各器官中铅含量,沸石和生物炭均能降低其含量但这种效应在灌溉水中铅浓度不同时表现不同。在灌溉水中无铅条件下,添加沸石能够降低水稻根中铅含量,在灌溉水中含铅条件下,施加沸石根中铅含量略有增加;在灌溉水中无铅水平下,沸石对降低水稻茎、叶、米中铅含量效果不明显,随着铅浓度的升高,施加高用量沸石(5 t·hm-2)能显著降低各器官中铅含量,以米中降幅最大,与Z0相比分别降低了61.99%和68.64%。在灌溉水中无铅条件下,生物炭对水稻根、叶和米中铅含量降低效果不显著,随着铅浓度的升高,抑制作用显著,且以10t·hm-2用量时降幅最大。较C0相比,各部位分别降低了11.85%19.49%、28.10%33.22%和60.00%60.86%,以稻米改良效果最好。(4)由回归分析可知,对于灌溉水中含铅条件下种植的水稻,可以通过添加沸石或生物炭减少米中铅含量进而间接改善水稻产量。综上可知,可以通过添加沸石或生物炭,降低农田灌溉水中铅对稻田土壤、水稻生长性状和稻米食品安全产生的不利影响,为降低铅污染水对农作物的毒害作用和保障粮食安全提供参考。