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我国南方矿产资源丰富,矿区农田因常年采用酸性含重金属废水灌溉,致使稻田土壤重金属污染程度逐年加重,尤其是Cd、As复合污染较为普遍,土壤环境质量安全堪忧,水稻作为我国主要口粮,长期食用Cd、As超标的稻米对人体健康构成潜在风险,因此在Cd、As复合污染稻田降低稻米Cd、As含量意义深刻。本文选取广东省韶关大宝山矿区某Cd、As复合污染稻田作为研究对象,通过田间试验探索低吸收品种、水肥管理、原位钝化等技术措施对水稻Cd、As吸收积累的影响,并建立Cd、As复合污染稻田复合调控技术集成和修复示范点,以为Cd、As复合污染稻田达标安全生产提供重要的理论依据和实践支撑。 我国南方稻米Cd、As超标问题突出,已有的相关研究多集中于解决水稻籽粒单一Cd污染或单一As污染,有关Cd、As复合污染控制的研究较少,为了控制稻米中的Cd、As污染,课题组做了一些相关的研究工作,并取得了一定的结果:(1)在2015年的早稻实验中,已经选择了在湖南地区筛选出来的4种Cd低吸收品种在韶关Cd、As复合污染稻田开展研究工作,采用了品种筛选、水分管理、钝化修复等措施来控制稻米Cd、As污染,发现来自湖南地区的Cd低吸收品种水稻在试验地仍具备较好的Cd低吸收能力,但是水稻产量与原产地相比有较大幅度的下降;(2)采用种植Cd低吸收水稻品种金优268同时联合钝化措施的方法得到的籽粒Cd、As含量显著低于当地品种,但是钝化剂的用量成本较高;(3)前期研究种植了早稻一季水稻,但是研究区域每年会种植早晚双季稻。 根据本研究的内容,本文主要研究结果如下: (1)低吸收早稻品种的主要结果 从湖南筛选出的Cd低吸收品种水稻产量与原产地相比有一定幅度的提升,为Cd污染稻田的水稻品种筛选提供了现实依据。供试的13个Cd低吸收品种水稻中的9种(株两优819、金优463、金优433、湘早籼32、湘早籼45、威优463、金优268、杰丰优1号、株两优168、金优284)表现良好,其稻米Cd含量均低于国家食品中Cd限量标准0.2mg/kg。考虑到实验地的镉砷复合污染状况,可以考虑将Cd低吸收品种水稻作为当地的水稻种植品种;低吸收品种中的威优463产量与常规水稻产量相仿,因此建议选取威优463并结合砷控制措施来同时降低水稻籽粒Cd、As含量。 (2)技术耦合对早稻品种的镉砷吸收的影响 四种不同钝化措施硅肥、氧化铁、硅肥+氧化铁、抽穗后好氧联合水分调控可以明显土壤有效态砷和有效态镉含量;氧化铁可显著降低籽粒砷含量,降幅可达50%,对籽粒镉降幅不显著;基施硅肥可不同程度地降低水稻籽粒砷(8.1%~15.8%)、镉(15.4%~25%)氧化铁配施硅肥降低水稻籽粒砷镉效果显著。 (3)技术耦合对当地晚稻品种镉砷吸收的影响 施加氧化铁、氧化铁+硅肥可以明显降低水稻籽粒砷含量,但是对水稻籽粒中镉的降低效果较小。叶面阻隔技术可以降低水稻籽粒镉含量达到30%,可以进一步联合其他措施如水分管理来强化水稻籽粒中镉含量的降低。