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本文采用生物盆栽土培和水培试验从三个方面研究了不同调控措施对土壤-水稻系统中Cd行为的影响:(1)不同改良剂作用效果的比较。在研究不同改良剂的影响时,采集了pH值分别为酸性、中性和碱性的江西红壤性水稻土、苏南的黄泥土以及苏北的潮黄土三种典型水稻土,改良剂分别选择了石灰、钙镁磷肥和硅肥。在对改良剂的研究中,除了选择一些无机改良剂外,还对有机肥和生物肥等有机生物改良剂进行了一些比较研究。(2)不同栽培管理方式的影响,主要研究了不同的水稻水分管理方式,包括全生育期淹水、不同生育期烤田和水稻旱作等。(3)在低Cd污染水平下硅素对水稻生长及吸收Cd的影响,本方面研究是以水稻幼苗期水培试验进行的。施用改良剂的生物盆栽试验结果显示,在中度Cd污染土壤上施用石灰、钙镁磷肥和硅肥这三种改良剂对水稻生长,水稻吸收Cd以及Cd在土壤中的赋存形态和改善糙米品质安全性都产生影响。虽然三种改良剂都有一定的改良效果,但由于各种改良剂的性质和改良机理上存在差异,改良效果各不相同,其中硅肥的改良效果最好,其次是钙镁磷肥,然后是石灰。虽然3种改良剂均能降低土壤中有效态Cd以及糙米和秸秆中Cd的含量,使稻米质量符合国家食品卫生安全标准,但土壤性质的不同会影响改良剂的效果。同一改良剂施用在红壤上的效果最为明显,其次是黄泥土,而呈碱性的潮黄土由于土壤有效态Cd的含量明显低于前两种土壤,施用改良剂后糙米和秸秆中的Cd含量虽有所降低,但改善效果不太明显。在对生态肥和有机肥的比较研究中发现:和有机肥相比,生态肥不仅在促进水稻生长、提高水稻产量方面的作用更加显著,而且在降低土壤中有效态Cd以及糙米、茎叶和水稻根中镉含量的作用效果更好。施用生态肥和有机肥使水稻体内镉含量和土壤中有效态Cd含量的降低,主要是由于施用不同肥料导致的土壤中Cd形态的变化。通过水稻盆栽试验,研究了Cd污染土壤上旱作、不同生育期烤田和全生育期淹水等不同水分管理方式对水稻生长及其吸收Cd的影响。结果表明,旱作栽培对水稻生长发育影响较大,水稻产量较低,与全生育期淹水栽培相比,产量下降了28.74%。全生育期淹水栽培具有一定的产量水平,但不是最高,分蘖期和灌浆期烤田比其产量提高14.58%和10.27%。在全生育期淹水栽培方式下,水稻糙米中Cd含量最低,旱作和不同生育期烤田,水稻籽粒中Cd的含量会增加,其中水稻旱作的增加最多,达166.31%,而灌浆乳熟期增加较少。研究表明,被Cd在一定程度上污染的土壤上种植水稻,采用旱作方式应慎重,以避免水稻旱作所带来的粮食品质的安全风险。在对不同改良剂的研究中发现,硅的改良效果最好,但对硅的不同浓度的影响没有详细研究。同时虽然土壤镉污染的控制标准较低,但镉在土壤中活性较强,容易被作物吸收,而我国低浓度镉污染的土壤面积也较大。因此通过水稻幼苗水培试验,研究了低镉污染水平以及不同的硅处理浓度对水稻幼苗生长和吸收镉的影响。结果表明,低浓度的镉污染虽然对水稻幼苗的生长有一定的促进作用,但幼苗体内的镉含量较高,且镉的富集系数在低浓度下也较大。因此,低浓度镉污染所引起的食品安全风险不容忽视。在镉污染条件下施加硅处理,能增加水稻幼苗蛋白质和叶绿素的含量,提高根系活力以及抗氧化酶SOD、POD的活性,但要选择适宜的浓度,硅处理浓度过高或过低时效果较差。一定浓度范围内的硅处理对于抑制水稻幼苗对镉的吸收效果非常明显,但随着硅浓度的增加,幼苗体内镉含量降低的幅度趋缓。因而从经济因素考虑,只要施加适量的硅就可以达到较好的降镉效果。