《南京土壤所在叶面喷施硅、硒阻控水稻镉污染研究方面取得进展》

  • 来源专题:长江流域资源与环境知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: changjiang
  • 发布时间:2018-07-02
  • 土壤镉污染会造成稻米镉超标,食用镉超标大米严重威胁人体健康。如何控制稻米镉污染是关系到人类健康的重要问题。近年来,通过叶面喷施的方式在缓解水稻镉污染方面的研究受到广泛关注。其中,硅、硒这两种元素是目前关注较多且效果较好的叶面喷施元素。

    基于此,南京土壤研究所周静课题组在国家支撑计划课题“ 重金属超标农田原位钝化/ 固定与农艺调控技术研究(2015BAD05B01 )支持下,采用田间小区试验,研究了叶面喷施硅、硒以及硅硒混合液对不同品种水稻积累镉的影响。试验设置为在三个水稻品种(南粳5055 、五优华占和早丰1 优2 号)上进行四种叶面喷施处理(Control 、Si 、Se 和SS ),共12 个处理。研究结果表明,由于五优华占品种具有较强的镉由根到茎及由茎到糙米的转运特性,叶面喷施Si 、Se 能够有效降低镉在该品种水稻植株中的积累,主要是通过减少镉由根到茎和由茎到糙米的转运,增加镉由茎到叶的转运。另外两个水稻品种在叶面喷施处理后的植株各器官中镉含量没有显著差异。由此可见,叶面喷施阻控这一措施并不会降低所有水稻品种中镉的积累。因此,在镉污染水稻土上种植具有较强镉由根到茎及由茎到糙米的转运特性的水稻品种,同时联合叶面喷施硅、硒是能够降低水稻植株中特别是籽粒中镉的积累的有效措施。

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    • 编译者:changjiang
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    • 为推动江苏省重金属污染农田的修复和治理,研发和筛选低成本、可推广的重金属污染农田修复技术,中国科学院南京土壤研究所仓龙副研究员、党菲副研究员和周东美研究员在江苏省农业环境监测与保护站项目、国家科技支撑计划项目(2015BAD05B04)和江苏省地质调查研究院等污染农田修复项目的资助下,在江苏徐州、宜兴、南京等地的镉、汞污染农田先后开展了重金属污染土壤修复示范工作,共建设示范区4 个,总面积超过200 亩。 针对不同土壤类型、耕作制度、重金属种类和污染程度,采取了包括低积累作物筛选、低成本的单一和组合钝化剂、叶面阻隔剂、新型耕作制度等农艺措施、植物移除等集成修复技术,同时对修复技术的稳定性和长效性进行了评估。通过上述示范工作,获得了多种当地主推的低积累水稻、玉米、小麦和青菜品种,且均经过两年及以上的稳定性试验,可进行大规模推广;获得多种单一低成本钝化剂或者组合钝化剂,每亩成本低于600 元,具有两年以上的修复稳定性;同时还研发了可降低水稻籽粒镉积累的新型磷基纳米材料叶面阻隔剂,优于目前市场上所使用的以硅、锌等为主的叶面阻隔剂。使用上述单一修复技术可使作物籽粒(玉米、水稻、小麦)可食部分重金属含量降低30% 以上,使用集成修复技术可降低作物可食部分重金属含量50% 以上,土壤有效态重金属含量降低30% 以上。 这些示范性工作,有利于实现重金属污染耕地的安全利用,降低农产品重金属污染、保障粮食安全和人体健康;相关成果将为重金属污染农田的安全利用与调控提供理论和技术支撑,并将促进区域农业的可持续发展;同时,对重金属污染农田土壤的修复和效果评估具有重要的借鉴意义,为江苏省重金属污染农田的修复和安全利用提供了思路方法和工程示范。.
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    • 编译者:zhangyi8606
    • 发布时间:2020-06-19
    •   土壤镉污染严重威胁我国水稻安全生产,亟需有效、可复制易推广的修复技术缓解农田镉污染风险。硒是动植物生长的有益元素,具有抗氧化、抗衰老的特性,施用硒肥降低水稻镉吸收的相关技术研究备受关注。已有文献报道施用硒肥可缓解镉造成的氧化毒性、降低水稻镉吸收,但效果不稳定,对其内在机理认识不足。深入理解硒肥降镉作用机理对合理利用硒肥促进中轻度镉污染农田安全生产具有重要意义。   中国科学院南京土壤研究所王兴祥课题组利用水培试验研究了镉暴露条件下,添加硒处理水稻根系生理生化特征及植株镉积累量的响应变化。研究结果显示,硒通过提高SOD、CAT等酶的活性,降低水稻组织中活性氧(O2-、H2O2)水平,显著缓解镉对水稻造成的氧化毒性。硒的解毒作用同时影响根系形态和氧气的传输,课题组利用氧微电极(Unisense, Denmark)技术分析了水稻根系氧气径向分泌状况,发现镉暴露明显抑制水稻根系泌氧,而添加硒后水稻根系泌氧量显著增加、氧气的传输范围变宽。在无亚铁存在的培养体系中,硒处理可缓解镉的毒性,促进水稻生长,但对水稻镉的吸收积累总量无显著影响;在有亚铁配合条件下,硒通过促进水稻根系泌氧,进而强化根表铁膜形成及其对镉吸收的阻挡作用,减弱水稻根系对镉的吸收,显著降低水稻镉积累量。因此,硒对水稻的降镉作用与其促进根系泌氧、提高根表铁膜的阻镉吸收作用有关,在施用硒肥降镉技术应用中应当充分考虑土壤亚铁离子的作用,以更好地发挥其降镉效果。   该研究成果近期发表在Journal of Hazardous Materials上。研究工作得到国家科技支撑计划课题(2015BAD05B04)等资助。