首页 > 论文范文 > 农业科技论文 > 农艺学论文 > 农作物论文 > 土壤调理剂用量对水稻马坝油粘重金属含量及产量的影响

土壤调理剂用量对水稻马坝油粘重金属含量及产量的影响

2024-11-13 76 上传者：管理员

摘要：土壤调理剂可有效降低耕地重金属污染风险。鉴于此，在2020—2021年连续2年的早稻和晚稻上开展了小区试验，对比分析了施用不同剂量土壤调理剂对水稻马坝油粘重金属含量及产量的影响。结果表明，施用不同剂量的土壤调理剂对稻谷中的重金属含量和产量影响不同，稻谷中砷含量均小于0.35 mg/kg，镉含量和铅含量（除2020年早稻各处理铅含量均大于0.2 mg/kg外）均小于0.2 mg/kg，均符合《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762—2022）的要求；不同土壤调理剂用量处理产量具有一致性规律，早稻产量表现为处理T3（土壤调理剂用量3 000 kg/hm2）>处理T2（土壤调理剂用量1 500 kg/hm2）>处理T1（土壤调理剂用量750 kg/hm2）>CK1（土壤调理剂用量0 kg/hm2），晚稻产量表现为处理M3（土壤调理剂用量1 500 kg/hm2）>处理M2（土壤调理剂用量750 kg/hm2）>处理M1（土壤调理剂用量375 kg/hm2）>CK2（土壤调理剂用量0 kg/hm2）。土壤调理剂对稻谷具有明显的降重金属作用和增产作用。

关键词：
土壤调理剂
水稻
重金属含量
重金属污染
马坝油粘
加入收藏

近几十年来，随着工业化的快速发展，重金属污染已成为我国许多地区面临的严重环境问题。重金属如铅、镉、汞等，在环境中的持久性和毒性极高，一旦进入土壤，就会长期积累并对生态环境和人类健康构成威胁。广东省作为我国经济的重要引擎，其工业和经济的快速发展不可避免地造成土壤环境恶化。为了应对这一问题，国家制定了一系列政策和措施，其中《土壤污染防治行动计划》（也被称为“土十条”）就是针对污染土壤进行安全利用和防控的重要举措。在《土壤污染防治行动计划》中，土壤调理剂发挥了关键作用。土壤调理剂，如膨润土和石灰石等，通过吸附、离子交换、沉淀等方式，可以有效地减少土壤中重金属的有效性和生物可利用性，从而降低重金属向作物转移的风险。然而，值得注意的是，不同地域、不同功能与成分的土壤调理剂对农作物累积重金属的影响不同。因此，必须根据当地的土壤环境、气候条件、作物种类等因素进行综合考虑，科学确定土壤调理剂的使用方法和用量[1]。此外，对于土壤调理剂的应用效果也应长期、系统地进行评估，以确保其安全有效地应用于耕地安全利用项目中[2-3]。土壤重金属污染是一个复杂而严峻的环境问题，需要政府、企业、科研机构等多方共同努力解决[4]。通过科学使用土壤调理剂等措施，可以有效降低重金属污染的风险，保障人类健康和生态安全。

本研究使用粤田牌土壤调理剂进行试验，以验证土壤调理剂在减少耕地重金属污染方面的实际应用效果，以期为有效地利用土地资源提供科学指导。

1、材料与方法

1.1试验地概况

试验地点在韶关市曲江区樟市镇流坑村东。试验地块选用水田，地势平坦。

1.2试验材料

供试水稻品种为马坝油粘（当地特色水稻品种）。马坝油粘稻米富含人体所需的钙、铁、硒等多种微元素，是韶关市曲江县传统的优质水稻品种。供试土壤调理剂为广东万山环境科技有限公司生产的粤田牌土壤调理剂，该土壤调理剂富含硅、钙、镁、钼等多种中微量元素，其中，钙（Ca O）≥20%，镁（Mg O）≥12%，有效硅（Si O2）≥12%,p H值为10.0～12.0。

1.3试验设计

2020—2021年早稻和晚稻小区试验均设4个处理，即早稻种植施用土壤调理剂0 kg/hm2（空白对照，CK1）、750 kg/hm2（低用量，T1）、1 500 kg/hm2（中等用量,T2）、3 000 kg/hm2（高用量，T3）；晚稻种植各处理土壤调理剂施用量分别减少50%，分别为0 kg/hm2（空白对照，CK2）、375 kg/hm2（低用量，M1）、750 kg/hm2（中等用量，M2）、1 500 kg/hm2（高用量，M3）。每个处理设3次重复，共12个小区，小区面积30 m2(5 m×6 m），各小区随机区组排列。各处理田间管理采用常规种植管理措施。

1.4调查内容及方法

水稻成熟后，测定每个小区的产量，并折算公顷产量。然后将每个小区的稻谷样品送第三方有资质检测机构进行品质检测[5]。按《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762—2022）规定的方法测定稻谷中铅、镉和砷的含量。

1.5数据处理

数据采用DPS 3.01、Excel 2010和SPSS 18.0软件进行统计和分析。

2、结果与分析

2.1对稻谷中砷含量的影响

土壤调理剂可以有效地降低土壤中重金属的可溶性，从而减少稻谷对重金属的吸收。土壤调理剂通过增加土壤中的吸附剂，形成稳定的复合物，可以将重金属固定在土壤颗粒表面或降解为难溶的形态，降低重金属在土壤-植物系统中的迁移和转运。土壤调理剂的施用量需要根据实际情况来确定。过量施用可能会造成资源浪费，而施用量不足则可能无法达到预期的效果。因此，需要依据土壤中重金属含量、农作物品种及其生长阶段、环境等因素确定土壤调理剂施用量。

由表1可知，2020年早稻稻谷中砷含量各处理的检测结果均低于检出限0.02 mg/kg;2020年晚稻稻谷中砷含量处理均小于0.35 mg/kg，均符合《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762—2022）的要求。经统计分析，2020年晚稻稻谷中砷含量处理M1、M2、M3较CK2减少，但各处理间无显著差异。2021年早稻稻谷中砷含量各处理均小于0.35 mg/kg，均符合《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762—2022）的要求。不同处理间稻谷中砷含量表现为CK1>T3=T1>T2。经统计分析，与CK1相比，处理T3、T1、T2稻谷中砷含量减少，但各处理间无显著差异。2021年晚稻稻谷中砷含量均小于0.35 mg/kg，均符合《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762—2022）的要求。不同处理间稻谷中砷含量表现为M3>CK2>M1>M2。经统计分析，与CK2相比，处理M1、M2稻谷中砷含量减少，处理M3稻谷中砷含量增加，但各处理间无显著性差异。

表1 不同处理稻谷中的砷含量

2.2对稻谷中镉含量的影响

镉通常通过废水排入环境中，再通过灌溉进入食物，水稻是典型的“受害作物”。镉污染会对农作物的生长、光合作用和酶的活性产生不利影响，降低农作物的产量和质量。镉是一种对人体健康有害的重金属元素。镉污染土壤中生长的农作物会富集大量的镉，而且这种富集作用非常明显。有研究表明，在镉污染地区，稻米中的镉含量较高。长期食用镉含量较高的稻米会对人体健康造成严重的危害，例如导致骨质疏松、肾脏损伤、心血管疾病等多种健康问题。因此，应该加强对镉含量较高稻米问题的关注和重视，采取积极的应对措施，加强对稻米中镉含量的检测和控制。

硅土壤调理剂通常富含硅酸盐，可以改善土壤的理化性质，提高土壤的p H值，从而有助于降低土壤中镉的溶解度和可移动性。因此，适量施用硅土壤调理剂可能有助于降低稻谷中的镉含量[6]。然而，土壤调理剂的施用量过大，可能会增加土壤中镉的含量。因此，需要严格控制土壤调理剂的施用量。

由表2可知，2020年早稻稻谷中镉含量各处理的检测结果均低于检出限0.02 mg/kg。2020年晚稻稻谷中镉含量，出现5例大于0.2 mg/kg，分别为CK2第Ⅱ重复（0.254 mg/kg）和第Ⅲ重复（0.229 mg/kg）、处理M1第Ⅱ重复（0.233 mg/kg）和第Ⅲ重复（0.212 mg/kg）、处理M2第Ⅱ重复（0.203 mg/kg），不符合《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762—2022）的要求。2020年晚稻各处理稻谷中镉含量表现为CK2>M2>M1>M3。经统计分析，与CK2相比，处理M2、M1、M3稻谷中镉含量减少，但各处理间无显著性差异。2021年早稻稻谷中镉含量各处理均小于0.2 mg/kg，均符合《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762—2022）的要求。2021年早稻各处理稻谷中镉含量表现为T3>CK1>T1>T2。经统计分析，处理T3稻谷中镉含量较CK1上升，增幅35.20%；处理T1、T2较CK1减少，但各处理间无显著性差异。

表2 不同处理稻谷中的镉含量

2.3对稻谷中铅含量的影响

土壤调理剂对稻谷中铅含量的影响与其对镉含量的影响类似，但具体施用量对稻谷中铅含量的影响可能略有不同。施用适量的土壤调理剂可能有助于降低稻谷中的铅含量。然而，如果土壤调理剂的施用量不当，可能会增加稻谷中的铅含量。例如，过量的有机物料可能使土壤中的可溶性铅含量增加，从而增加稻谷吸收铅的可能性。

由表3可知，2020年早稻稻谷中铅含量各处理的检测结果均高于0.2 mg/kg，不符合《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762—2022）的要求。2020年晚稻稻谷中铅含量均小于0.2 mg/kg，均符合《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762—2022）的要求。2020年晚稻各处理稻谷中铅含量表现为CK2>M2>M1>M3；经统计分析，处理M2、M1、M3较CK2减少，但各处理间无显著性差异。2021年早稻稻谷中铅含量均小于0.2 mg/kg，均符合《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762—2022）的要求。2021年早稻各处理稻谷中铅含量表现为T1>T2>CK1>T3。经统计分析，处理T1、T2稻谷中铅含量较CK1增加升，分别增加72.17%和16.67%；处理T3较CK1减少，但各处理间无显著性差异。2021年晚稻各处理稻谷中铅含量均小于0.2 mg/kg，均符合《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762—2022）的要求。2021年晚稻各处理稻谷中铅含量表现为M1>CK2>M3>M2。经统计分析，处理M1稻谷中铅含量较CK2增加，增幅36.43%；处理M3、M2较CK2减少，但各处理间无显著性差异。

表3 不同处理稻谷中的铅含量

2.4对稻谷产量的影响

土壤调理剂可以改善土壤结构，增加土壤肥力，促进水稻生长发育，从而增加产量。

由表4可知，2020—2021年2年内各处理水稻产量具有一致性规律，早稻产量表现为T3>T2>T1>CK1，晚稻产量表现为M3>M2>M1>CK2，说明施用粤田牌土壤调理剂对水稻具有一定的增产效果，且稻谷产量随着土壤调理剂施用量的增加而增加。

3、结论

试验结果表明，稻谷中砷含量均小于0.35 mg/kg,2020年晚稻不同处理稻谷中砷含量表现为CK2（土壤调理剂用量0 kg/hm2）>处理M3（土壤调理剂用量1 500 kg/hm2）>处理M1（土壤调理剂用量375 kg/hm2）>处理M2（土壤调理剂用量750 kg/hm2），各处理间无显著性差异，以处理M2表现最佳。

2020年晚稻稻谷中镉含量处理M1、M2、CK2均有小区超过0.2 mg/kg，用量处理M3各小区均小于0.2 mg/kg，说明施用高剂量土壤调理剂对稻谷中镉含量具有一定的降低效果，但各处理间差异不显著。

表4 不同处理稻谷的产量

2020年早稻稻谷中铅含量各处理[土壤调理剂用量0 kg/hm2(CK1）、750 kg/hm2(T1）、1 500 kg/hm2(T2）、3 000 kg/hm2(T3）]均大于0.2 mg/kg，这与试验田铅含量过高有一定关系，其中；CK1铅含量为4.863 3 mg/kg，处理T3降铅效果最好，降幅43.11%，说明施用高剂量土壤调理剂对稻谷中铅具有较好的降低效果。

2020年、2021年处理T2（土壤调理剂中等用量）水稻产量增加4.33%～8.05%，处理M2（土壤调理剂中等用量）水稻产量增加6.72%～7.28%；处理T3（土壤调理剂高用量）水稻产量增加7.51%～12.32%，处理M3（土壤调理剂高用量）水稻产量增加10.34%～10.58%。说明施用粤田牌土壤调理剂对水稻具有一定的增产效果。

参考文献:

[1]张辉.痕量金属的环境行为:区域与城市污染[M].上海:上海交通大学出版社,2014.

[2]骆永明,夏家淇,章海波,等.中国土壤环境质量基准与标准制定的理论和方法[M].北京:科学出版社,2015.

[3]陈梅.土壤重金属污染对农产品质量安全的影响及防治探讨[J].南方农机,2017,48(4):164.

[4]田云鹤,易镇邪.镉污染稻田土壤调理剂研究进展与展望[J].湖南农业科学,2021(12):93-97.

[5]罗来杨,吴晓峰,刘凯丽,等.硅肥对优质稻产量､品质及抗倒伏性的影响[J].杂交水稻,2023,38(2):149-153.

文章来源:刘雪梅,张留全,张登杰,等.土壤调理剂用量对水稻马坝油粘重金属含量及产量的影响[J].现代农业科技,2024,(21):10-14.