不同农艺措施对双季稻植株地上部镉积累的影响

2020-02-06 02:12祝志娟傅志强
河南农业科学 2020年1期
关键词:齐穗叶面肥晚稻

祝志娟,傅志强

(湖南农业大学 农学院,湖南 长沙 410128)

水稻是我国重要的粮食作物之一,也是对镉的吸收和积累较强的作物。镉作为五大重金属污染元素之一,对人体健康具有高度危害[1]。土壤中的镉在水稻生长过程中经根系吸收通过茎、叶转运至稻谷,再经食物链进入人体,富集量超过一定程度会对人体产生严重的危害。有研究表明,采用农艺措施能降低水稻对镉的吸收和稻米中镉的积累,从而减少人体对镉的摄入,这对于确保粮食安全具有重要意义[2]。目前,常用的降镉农艺措施主要为采用低镉积累水稻品种、喷施叶面肥等阻镉剂、施用土壤调节剂、优化水分管理等4类。采用低镉品种是基于不同水稻品种对土壤中镉的富集存在很大差异,如金优899的镉富集系数是两优42的1.89倍[3],稻米镉积累量与水稻产量呈显著正相关,籼米中镉浓度显著高于粳米[4]。喷施叶面肥主要是利用硒与镉的拮抗作用,在水稻破口前12~21 d进行含硒叶面肥的喷施,能显著降低轻中度镉污染土壤区稻米镉含量[5],但对重度镉污染土壤区稻米镉含量无显著降低效果[6]。施用土壤调节剂如钙镁磷肥、生石灰、生物炭、硅肥等,能降低土壤中有效镉含量,其原理主要是通过降低重金属在土壤中的移动性,实现重金属的原位钝化,以达到土壤镉污染修复和降低植株镉积累量的目的[7]。优化水分管理是通过田间水分管理来降低土壤中镉的活性以达到降镉的目的,全程淹水、间歇灌溉都能降低土壤中镉的生物有效性及稻米、茎秆中的镉含量[8]。目前,关于农艺措施对水稻镉积累的影响研究主要集中于土壤改良剂[9-19]、含硒叶面肥[5-6,20-25]及VIP(综合降镉)[26-31]措施对水稻降镉的效果方面。胡雪芳等[16]研究表明,与对照(无机类土壤改良剂材料海泡石、有机类土壤改良剂材料生物炭)相比,施用167~333 kg/hm2的新型交联改性甲壳素能够显著降低土壤中的有效镉含量和水稻籽粒镉含量,降幅分别为29.73%~43.24%和44.75%~64.02%[16]。李智鸣等[20]研究表明,与清水对照相比,施用 5 种叶面肥均可有效降低稻米镉含量,其中,施用维谷康、镉无忧、纳米硒和喷喷富后稻米镉含量均低于糙米镉含量的限值(0.2 mg/kg),降幅分别为66.6%、62.8%、61.4%和42.5%,施用兴万红后降镉幅度为9.5%。黄太庆等[21]研究表明,在水稻破口前15~10 d,与清水对照相比,不同叶面肥配方、用量及喷施时期处理均能显著降低水稻精米的镉含量。王蜜安等[26]研究表明,与常规管理相比,VIP+喷施硒肥、VIP+喷施硒肥和生物菌肥处理降镉效果显著。张文[27]研究表明,VIP 处理能显著降低重度镉污染区酸性和微酸性土壤环境下糙米镉含量,降低幅度为 12.28%~48.86%。唐金花[31]研究发现,从经济效益和稻米降镉效果来看,种植低镉水稻品种+优化水分管理+撒施石灰修复技术组合是降低重金属污染农田稻米镉含量的最佳推广模式,但降镉成本相应增加,未能大面积推广。目前,关于不同农艺措施的比较研究主要侧重于同类农艺措施的不同施加物和不同施加量方面,如不同土壤调节剂对稻米镉含量的影响[14]、不同配方含硒叶面肥对水稻富硒降镉的影响[6],尚没有关于不同类型农艺措施对水稻植株镉积累影响的对比分析研究。研究表明,镉对水稻植株的毒害作用随生育进程的推进而减弱[32],水稻分蘖期以后对镉的耐性和解毒能力增强[33]。史静等[34]研究表明,水稻对镉的吸收因不同生育时期而异,主要集中在分蘖期和成熟期。彭欧等[35]研究认为,应该在水稻抽穗期、灌浆期以前使用叶面阻控剂或者进行控水处理阻止水稻穗部对镉的吸收。为此,通过施用1 000 kg/hm2生物炭、2 000 kg/hm2生物炭、叶面肥及控水4种措施,对两季水稻共4个品种齐穗期到成熟期植株各部位镉含量进行比较分析,探索不同农艺措施对不同生育时期水稻植株地上部镉积累的影响,以期为湖南省镉污染稻田双季稻降镉农艺措施的选择提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验地概况及试验材料

试验于2016年4—11月在湖南省长沙市长沙县北山镇荣和桥社区(112°56′15″E、27°54′55″N)进行。该地处于东亚季风区,属于亚热带季风湿润气候,气候温和,热量充足,降雨充沛,日照较足,四季分明。气温春季15~25 ℃,夏季18~36 ℃,冬季5~15 ℃。常年降雨量1 000~1 200 mm。试验前土壤含有机质20.98 g/kg、全氮2.58 g/kg、全磷0.66 g/kg、全钾16.40 g/kg、全镉0.78 mg/kg、有效态镉0.11 mg/kg,pH值为6.23。

供试水稻品种:早稻为常规稻中早39和杂交稻陆两优996,晚稻为常规稻湘晚籼13号和杂交稻丰源优299。

1.2 试验设计

试验采用随机区组设计,以常规栽培为对照,设置4种不同的农艺措施,生物炭1:施用1 000 kg/hm2生物炭;生物炭2:施用2 000 kg/hm2生物炭;叶面肥:喷施叶面肥;控水:四周开沟保持田面湿润无积水。每个处理3次重复,共30个小区,小区面积为20 m2。其中,生物炭与基肥一同施入,叶面肥为由20 g/L亚硒酸钠、400 mL/海藻硅配制的含硒叶面肥喷施剂,施用量为1 500 mL/hm2,稀释400倍喷施,于水稻移栽后7 d以及齐穗期喷施。小区田埂覆膜,单排单灌。早稻于3月25日播种,4月20日人工移栽;晚稻于6月20日播种,7月15日人工移栽。除控水处理外,其他处理的田间管理均一致。病虫害管理按当地的高产栽培技术措施进行。具体施肥情况见表1。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 产量及其构成因素 于成熟期,在每小区中心选取5 m2测产,并根据连续20篼水稻的平均有效穗数取10蔸用于考查有效穗数、穗粒数、结实率和千粒质量,其余单打单收,晒干,测定稻谷质量和含水量,再折算成含水量13.5%的实际产量。

1.3.2 镉含量 在齐穗期,采用挂牌的形式标记一定数量的稻穗,并于齐穗期、齐穗后5 d、齐穗后10 d、齐穗后15 d、齐穗后20 d、成熟期,将其茎、叶、穗分别进行烘干,然后将谷壳与糙米分开,分别进行粉碎,经混酸(V硝酸∶V高氯酸=3∶1)消解后用原子吸收分光光度计进行镉含量的测定。

地上部(不包含糙米)镉含量的计算:先根据水稻茎、叶、穗镉含量及每篼水稻对应部位的干质量计算出每篼水稻的总镉含量,再根据株行距按25篼/m2计算出单位面积的水稻植株地上部镉含量。

1.4 数据处理与分析

采用Excel 2010进行数据整理和制图,SPSS 22.0软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同农艺措施对水稻产量的影响

2.1.1 早稻 由表2可知,对于早稻中早39来说,产量表现为叶面肥>生物炭2>生物炭1>控水>对照,农艺措施处理较对照提高1.74%~18.80%。其中,叶面肥处理水稻产量最高,为6.13 t/hm2,显著高于控水处理和对照,分别高出16.76%和18.80%;2个生物炭处理与其他处理差异均不显著。不同处理间穗数、结实率和千粒质量均无显著差异。穗粒数也以叶面肥处理最高,为110.38粒,显著高于生物炭2处理和对照,分别提高10.82%和10.77%。

对于早稻陆两优996来说(表2),产量表现为控水>生物炭1>叶面肥>生物炭2>对照,农艺措施处理之间无显著差异,但均显著高于对照,分别较对照提高14.36%、14.19%、12.28%、11.59%。水稻穗数表现为控水>叶面肥>生物炭2>对照>生物炭1,其中,控水处理与叶面肥处理间差异不显著,但均显著高于对照和生物炭1处理,分别较对照提高13.54%和9.13%。穗粒数表现为生物炭1>生物炭2>叶面肥>控水>对照,其中生物炭1、生物炭2、叶面肥这3个处理间差异不显著,且均显著高于对照,增幅为13.33%~20.18%。不同处理间结实率和千粒质量差异均不显著。

表2 不同农艺措施对水稻产量的影响Tab.2 Effects of different agronomic measures on rice yield

注:同列数据后不同小写字母表示同一品种不同处理之间的差异显著(P<0.05),下同。

Note:Different lowercase letters whin a column indicate significant differences among different treatments of the same variety(P<0.05),the same below.

2.1.2 晚稻 由表2可知,对于晚稻来说,不同处理间产量及其构成因素的差异均不显著。其中,湘晚籼13号产量表现为叶面肥>生物炭1>控水>生物炭2>对照,不同农艺措施较对照提高3.27%~13.25%;丰源优299的产量表现为控水>叶面肥>生物炭1>生物炭2>对照,不同农艺措施较对照提高3.54%~6.08%。

2.2 不同农艺措施对水稻植株镉含量的影响

2.2.1 地上各部位

2.2.1.1 中早39 由表3可知,对于早稻中早39来说,除叶面肥处理茎镉含量表现为从齐穗期到成熟期逐渐升高外,其他各处理茎镉含量均表现为从齐穗期到齐穗后20 d逐渐升高,但都在成熟期大幅降低,降幅为19.74%~62.56%,其中控水处理的降幅最大,为62.56%。从水稻齐穗期到齐穗后20 d,控水处理茎镉含量均高于其他各处理,且除齐穗后10 d外,差异均达到显著水平。与对照相比,生物炭1、生物炭2、叶面肥这3个处理的茎镉含量在齐穗后5 d到20 d均低于对照,且在齐穗后20 d达到显著水平,降幅为29.32%~42.86%。水稻成熟期各处理茎镉含量表现为叶面肥>对照>生物炭2>生物炭1>控水,其中,叶面肥处理茎镉含量最高,为5.75 mg/kg,显著高于生物炭1、生物炭2、控水处理,增幅为57.10%~85.48%,但与对照无显著差异;控水处理茎镉含量最低,为3.10 mg/kg,较对照显著降低30.49%;生物炭1、生物炭2处理与对照均无显著差异。

对于中早39叶镉含量来说(表3),齐穗期到成熟期,各处理均表现为先增后减再增的变化趋势。齐穗期至齐穗后20 d,各处理水稻叶镉含量间均无显著性差异。成熟期,叶镉含量表现为叶面肥>对照>控水>生物炭2>生物炭1,其中,叶面肥处理叶镉含量最高,为2.33 mg/kg,显著高于其他处理,较对照增加了113.76%;其他农艺措施处理均低于对照,农艺措施之间及农艺措施与对照之间均无显著差异。

对于中早39谷壳镉含量来说(表3),齐穗期到成熟期,各处理总体均表现为先增加后减少的变化趋势。齐穗期、齐穗后5 d,控水处理谷壳镉含量显著高于其他处理,与对照相比,分别提高245.71%、86.67%,其他农艺措施处理均与对照无显著差异。齐穗后10 d以控水处理的谷壳镉含量最高,齐穗后15 d以对照最高,齐穗后20 d以生物炭2处理最高,但各处理间均无显著差异。成熟期,除控水处理外,生物炭1、生物炭2、叶面肥处理谷壳镉含量均显著低于对照,分别较对照降低46.24%、44.09%、32.26%;控水处理与对照及其他农艺措施间均无显著差异。

表3 不同农艺措施对早稻中早39植株地上各部位镉含量的影响 Tab.3 Effects of different agronomic measures on Cd content in each overground parts of early rice Zhongzao 39 mg/kg

2.2.1.2 陆两优996 由表4可知,对于早稻陆两优996来说,齐穗期到成熟期,叶面肥处理茎镉含量表现为逐渐增加的趋势。齐穗期和齐穗后5 d,控水处理的茎镉含量显著高于其他处理,其他4个处理间均无显著差异。齐穗后10 d,控水处理茎镉含量最高,显著高于除对照外的其他处理。齐穗后15 d,生物炭2处理的茎镉含量最低,显著低于控水处理和对照,较对照降低33.84%。齐穗后20 d,生物炭2处理的茎镉含量仍最低,且显著低于其他4个处理,较对照降低30.87%。成熟期,茎镉含量表现为对照>叶面肥>控水>生物炭1>生物炭2,其中对照与叶面肥处理间差异不显著,但均显著高于其他3个处理;生物炭1、生物炭2、控水处理的茎镉含量分别较对照降低47.94%、51.33%、39.23%。

对于早稻陆两优996叶镉含量来说(表4),齐穗期和齐穗后15 d,各处理间无显著性差异。齐穗后5 d,叶面肥处理叶镉含量最低,生物炭1处理最高,两者差异显著,但均与对照无显著差异。齐穗后10 d,控水处理叶镉含量最高,较对照显著提高35.62%;生物炭1和生物炭2处理较低,分别较对照显著降低34.25%和39.73%。齐穗后20 d,生物炭1处理叶镉含量最高,显著高于其他处理,较对照提高80.00%,其他处理间无显著差异。成熟期,叶镉含量表现为对照>叶面肥>控水>生物炭1>生物炭2,其中,生物炭1和生物炭2处理分别较对照显著降低56.83%和61.87%。

对于早稻陆两优996谷壳镉含量来说(表4),齐穗期到成熟期,各处理总体表现为先增后减的趋势。齐穗期到齐穗后15 d,控水处理谷壳镉含量显著高于其他处理;齐穗后5 d到15 d,叶面肥处理谷壳镉含量总体上均为最低,显著低于对照;齐穗后20 d,各处理谷壳镉含量间无显著差异;成熟期,谷壳镉含量表现为生物炭1>对照>生物炭2>控水>叶面肥,其中生物炭1处理与叶面肥和控水处理间差异显著,分别较叶面肥和控水处理提高55.74%和48.44%。

表4 不同农艺措施对早稻陆两优996植株地上各部位镉含量的影响 Tab.4 Effects of different agronomic measures on Cd content in each overground parts of early rice Luliangyou 996 mg/kg

2.2.1.3 湘晚籼13号 由表5可知,对于晚稻湘晚籼13号来说,齐穗期到成熟期,各处理茎镉含量均表现为逐渐增加的趋势。齐穗期生物炭2和控水处理的茎镉含量无显著差异,但均显著高于其他3个处理,分别较对照提高89.03%和82.54%。齐穗后10 d,农艺措施处理茎镉含量间无显著差异,但均显著低于对照,生物炭2处理最低,较对照降低48.69%。齐穗后15 d,控水处理茎镉含量显著低于生物炭1、叶面肥、对照3个处理,较对照降低31.96%。齐穗后20 d和成熟期,各处理茎镉含量均以叶面肥处理最大,但均无显著差异。

表5 不同农艺措施对晚稻湘晚籼13号植株地上各部位镉含量的影响 Tab.5 Effects of different agronomic measures on Cd content in each overground parts of late rice Xiangwanxian No.13 mg/kg

对于晚稻湘晚籼13号叶镉含量来说(表5),齐穗期到成熟期,各处理总体表现为波动增加的趋势。齐穗期,控水处理的叶镉含量与对照差异不显著,但显著高于其他3个处理,其他处理间差异不显著。齐穗后10 d到20 d,各处理的叶镉含量无显著差异。成熟期,叶镉含量表现为生物炭2>生物炭1>控水>叶面肥>对照,其中,生物炭2处理最高,显著高于其他处理,较对照提高127.07%。

对于晚稻湘晚籼13号谷壳镉含量来说(表5),齐穗期到成熟期,各处理谷壳镉含量总体表现为先减后增的趋势。齐穗期,农艺措施处理谷壳镉含量均低于对照,其中,生物炭1和控水处理达到显著水平。齐穗后10 d到20 d,各处理谷壳镉含量均无显著差异。成熟期,谷壳镉含量表现为叶面肥>对照>生物炭1>生物炭2>控水,其中,生物炭2和控水处理谷壳镉含量较低,分别较对照显著降低31.62%和38.25%,其他处理间差异不显著。

2.2.1.4 丰源优299 由表6可知,对于晚稻丰源优299来说,齐穗期到成熟期,各处理茎镉含量总体表现为增加的趋势。齐穗期,农艺措施处理茎镉含量间无显著差异,但均显著低于对照,较对照降低24.23%~37.61%。齐穗后10 d,生物炭1处理的茎镉含量最低,显著低于其他处理,较对照降低34.22%,其他农艺措施处理与对照无显著差异。齐穗后15 d,各处理间无显著差异。齐穗后20 d,各农艺措施处理茎镉含量均低于对照,其中,生物炭1、生物炭2、叶面肥3个处理显著低于对照和控水处理,较对照降低30.08%~41.96%,控水处理与对照无显著差异。成熟期,各处理茎镉含量表现为叶面肥>控水>对照>生物炭1>生物炭2,其中,叶面肥处理显著高于除控水处理外的其他处理,较对照提高15.54%,而生物炭1和生物炭2处理显著低于对照,分别较其降低19.17%和37.84%。

表6 不同农艺措施对晚稻丰源优299植株地上各部位镉含量的影响 Tab.6 Effects of different agronomic measures on Cd content in each overground parts of late rice Fengyuanyou 299 mg/kg

对于晚稻丰源优299叶镉含量来说(表6),齐穗期到成熟期,各处理的叶镉含量整体表现为增加的趋势。齐穗期到齐穗后20 d各处理叶镉含量无显著差异。成熟期,叶镉含量表现为对照>控水>生物炭1>生物炭2>叶面肥,其中,生物炭1、生物炭2、叶面肥处理与对照差异达到显著水平,分别较对照降低45.23%、48.98%、53.00%。

对于晚稻丰源优299谷壳镉含量来说(表6),齐穗期到成熟期,各处理的谷壳镉含量整体表现先增后减再增的变化趋势。齐穗期,叶面肥处理谷壳镉含量与对照无显著差异,但二者均显著高于生物炭1和生物炭2处理。齐穗后10 d和15 d,各处理的谷壳镉含量无显著差异。齐穗后20 d和成熟期,对照的谷壳镉含量显著高于其他各处理,其他处理间无显著差异,其中,成熟期谷壳镉含量表现为生物炭1<生物炭2<叶面肥<控水<对照。

2.2.2 地上部总体 由表7可知,齐穗前,水稻植株镉积累量以控水处理最高,在早稻品种中表现为控水处理显著高于其他处理;在晚稻湘晚籼13号中表现为控水处理显著高于生物炭1处理,与其他处理间无显著差异;在晚稻丰源优299中表现为控水处理显著高于生物炭1处理和对照,与其他处理无显著差异。齐穗后,水稻植株镉积累量,早稻以叶面肥处理最高,晚稻以对照最高。水稻植株全生育期镉积累量,在早稻中早39中表现为叶面肥>生物炭2>对照>控水>生物炭1,各处理间无显著差异;在杂交早稻陆两优996中表现为叶面肥>对照>生物炭1>控水>生物炭2,其中,生物炭2处理较对照显著降低31.50%,其他农艺措施处理与对照均无显著差异;在常规晚稻湘晚籼13号中表现为对照>控水>叶面肥>生物炭1>生物炭2,其中,生物炭2处理较对照显著降低28.91%,其他农艺措施处理与对照间无显著差异;在杂交晚稻丰源优299中表现为对照>叶面肥>控水>生物炭2>生物炭1,其中,生物炭1和生物炭2处理分别较对照显著降低24.45%和22.83%,其他农艺措施处理与对照间均无显著差异。

2.3 不同农艺措施对水稻糙米镉含量的影响

2.3.1 早稻 由表8可知,对于中早39来说,控水处理的糙米镉含量在齐穗后10 d和齐穗后15 d均显著高于其他处理,分别较对照提高54.19%和23.14%,其他处理间无显著差异;齐穗后20 d,控水处理的糙米镉含量与对照无显著差异,但两者均显著高于其他3个处理,其他3个处理间无显著差异;成熟期,各处理糙米镉含量无显著差异。

对于陆两优996来说(表8),控水处理的糙米镉含量在齐穗后10 d和15 d均显著高于其他各处理,分别较对照提高27.53%和62.44%,其他处理间总体无显著差异;齐穗后20 d,各处理间无显著差异;成熟期,糙米镉含量表现为叶面肥>对照>控水>生物炭2>生物炭1,其中,叶面肥处理较生物炭1、生物炭2处理分别显著提高60.54%、54.25%,其他处理间无显著差异。

2.3.2 晚稻 对于湘晚籼13号来说(表8),齐穗后15 d,生物炭1和叶面肥处理的糙米镉含量间无显著差异,但均显著高于其他各处理,分别较对照提高55.97%和40.00%;齐穗后20 d,生物炭1、生物炭2和控水处理的糙米镉含量均显著低于对照,较对照降低29.20%~38.99%,叶面肥处理与对照无显著差异;成熟期,糙米镉含量表现为叶面肥>对照>控水>生物炭1>生物炭2,其中生物炭1和生物炭2分别较对照显著降低18.18%和24.14%,其他农艺措施处理与对照无显著差异。

对于丰源优229来说(表8),齐穗后15 d,生物炭1和控水处理的糙米镉含量较低,均显著低于对照,其他农艺措施处理与对照无显著差异;齐穗后20 d,农艺措施处理糙米镉含量均显著低于对照,较对照降低30.97%~35.31%;成熟期,糙米镉含量表现为控水>对照>叶面肥>生物炭2>生物炭1,其中,生物炭1和生物炭2处理与对照差异显著,分别较对照降低39.76%和26.40%,其他农艺措施处理与对照无显著差异。

表8 不同农艺措施对水稻糙米镉含量的影响 Tab.8 Effects of different agronomic measures on Cd content of brown rice mg/kg

3 结论与讨论

3.1 不同农艺措施对水稻产量的影响

4种农艺措施均使水稻产量有所增加。研究表明,施加生物炭能显著增加水稻产量[36-37]。4种农艺措施显著增加杂交早稻陆两优996稻谷产量11.59%~14.36%,但对2个晚稻品种的稻谷产量无显著影响。也有研究表明,生物炭对水稻没有显著的增产作用[38-39],这与本研究早稻中早39和2个晚稻品种的产量表现结果相一致。喷施叶面肥对水稻增产的作用在一定范围内随着叶面肥浓度的增加而增加[23],本研究叶面肥处理显著增加常规早稻中早39当季产量18.80%。张丽娜等[40]的研究表明,全程淹水的栽培条件具有一定的产量水平;沈欣等[41]研究认为,全生育期淹水灌溉也能在一定程度上提高水稻产量,但与对照没有显著性差异;全生育期湿润灌溉水稻产量较全生育期常规淹水灌溉显著增加[42]。本研究结果表明,控水处理的水稻产量较对照有所增加,显著增加早稻陆两优996的稻谷产量达14.36%,但对其他3个品种的产量影响不显著,这与前人的研究结果相一致。

3.2 不同农艺措施对水稻镉积累的影响

不同水稻品种对镉的吸收积累具有显著性差异,表现为籼型杂交稻>粳型杂交稻>常规籼稻>常规粳稻,且水稻植株各部位的镉含量与水稻类型相关性显著,其中糙米的镉含量呈现出杂交稻大于常规稻的趋势[43]。本试验中叶面肥、对照、控水处理的糙米镉含量在早晚稻中均表现出杂交稻大于常规稻,生物炭1处理则与之相反,说明施用2 000 kg/hm2生物炭对杂交稻的镉吸收有一定的阻控作用。土壤中的镉经根系进入植株,水稻根镉积累量最高。有研究认为,水稻中糙米的镉含量最低,呈现糙米、茎、叶、根逐渐增大的趋势[44-45]。而贺慧等[46]认为,水稻中叶的镉含量最低,呈现叶、穗、茎、根逐渐增大的趋势。本试验中,早晚稻植株地上部均为茎的镉含量最高,叶的镉含量最低,试验结果与贺慧等[46]的相一致。本试验4种农艺措施中叶面肥处理的水稻茎镉含量在早、晚稻中均表现最高,叶面肥处理的水稻叶镉含量在早稻中表现为最高,在晚稻中表现为最低,而2个生物炭处理的水稻茎、叶、谷壳镉含量在早、晚稻中都相对较低。说明4种农艺措施中,喷施叶面肥能阻控晚稻叶对镉的吸收,但会增加早稻叶对镉的吸收,增施生物炭则不利于植株对镉的吸收。水稻植株全生育期镉积累量表现为:叶面肥处理在早稻中最高,对照在晚稻中最高,其中生物炭2处理的植株镉积累量在早、晚稻的杂交稻品种中表现为显著低于对照,分别低31.50%和22.83%。2个生物炭处理的糙米镉含量在早、晚稻中均最低,在杂交早稻陆两优996中显著低于叶面肥处理,平均低了18.84%。2个生物炭处理的糙米镉含量在晚稻中显著低于对照和叶面肥处理,分别平均低了24.45%和23.66%。各处理对常规早稻中早39的植株镉积累量和糙米镉含量均无显著影响。说明增施生物炭能降低水稻尤其是晚稻植株的镉积累量和糙米镉含量,而对于低镉品种中早39来说,各种农艺措施处理对水稻植株镉积累量和糙米镉含量均无显著影响。

综上所述,本研究认为叶面阻控剂不能阻控糙米对镉的积累,而生物炭处理有效降低了糙米中的镉含量,且在晚稻品种中表现出显著性差异。原因可能是稻田中施加生物炭,提高了土壤pH值,降低重金属在土壤中的移动性,实现重金属的原位钝化,减少水稻根系对镉的吸收和积累,控制了土壤中镉进入植株的流量,从而降低了水稻植株中镉的积累量,以达到缩源截流的效果。通过对本研究结果的分析,可以提出原位钝化降镉比叶面阻控降镉效果更好更可靠的设想,具体结论仍需进一步深入比较研究。

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