镉污染土壤中低积累型水稻及其改良效果研究

本论文结合农田生产实际,针对重金属Cd污染农田的修复问题,开展了湖南省湘潭市某工业园周边农田Cd污染现状的调查和风险评价,进行了低Cd积累型水稻的筛选,及海泡石、骨炭、硅肥改良Cd污染农田的效果研究。获得了真实、客观的试验数据,从湖南省内广泛种植的10个水稻品种中筛选出糙米Cd含量相对较低的常规稻和杂交稻品种,建议施用高剂量硅肥(2250kg·hm-1)改良Cd污染农田土壤状况。为筛选低Cd积累型水稻品种和合理改良重金属Cd污染农田提供科学理论和实用技术。 论文主要内容如下： 第一章为绪论,主要介绍了本文的研究目的、意义、内容和预期目标,总结了国内外对低Cd积累型水稻筛选的研究进展,及海泡石、骨炭、硅肥3种改良剂应用于重金属污染治理领域的研究进展。 第二章评价了湘潭市某工业园区周边农田土壤的污染现状和土壤潜在风险,并对成年人食用当地稻米的健康风险进行了评价。分析表明,湘潭市某工业园区周边稻田受重金属Cd的重度污染且受到极强生态危害,工业园区周边农田生产的稻米重金属Cd污染对人体健康产生影响的可能性很大,明显存在重金属Cd的潜在健康危害。 第三章探讨了湖南省内广泛种植的10个水稻品种对Cd的积累和分布,以及Cd随水稻生育期的动态变化规律。结果表明,成熟期水稻不同部位积累Cd的规律为根系>茎叶>稻壳>糙米。供试常规稻与杂交稻根系积累Cd的动态变化存在差异,茎叶积累Cd的动态变化相似,水稻生育周期的长短直接或间接的影响水稻对Cd的积累变化。糙米中Cd含量相对较低的常规稻和杂交稻分别为湘早籼42和T优705。 第四章比较了海泡石、骨炭、硅肥3种改良剂修复重金属Cd污染稻田的效果。研究发现,3种改良剂均可改良土壤重金属Cd的形态分布情况,改良效果随施用剂量的增大而增加,而且能降低水稻植株的Cd含量,同时能降低水稻籽粒尤其是糙米对Cd的积累量。其中硅肥高剂量改良Cd污染土壤稻田的效果最佳,骨炭高剂量降低糙米吸收Cd含量的效果最佳,其次为硅肥中剂量≈硅肥高剂量。硅肥可促进水稻的生长发育,骨炭能显著提高稻田土壤pH值。综合而言,硅肥既能促进水稻生长发育,又可减低污染稻田稻米对Cd的积累量,改良效果相对稳定,是修复Cd污染农田的优选改良剂,施用剂量以2250kg·hm-1为宜。 第五章对本试验的成果进行了总结与讨论,指出了本研究的创新点与有待继续探讨的内容。