涂仕华水稻镉污染与防治
不同降镉处理对水稻土酸碱缓冲能力和有效镉含量的影响
不同降镉处理对水稻土酸碱缓冲能力和有效镉含量的影响水稻是世界上最重要的粮食作物之一，在许多国家的人类饮食中占据着重要地位。
由于土壤中镉的污染，水稻中的镉含量逐渐上升，对人类健康造成了严重威胁。
如何有效降低水稻中的镉含量成为了当前研究的热点之一。
土壤中的镉主要来源于工业污染、农业生产和城市生活等方面，其中农业生产是主要的来源之一。
针对农田土壤中的镉污染，采取不同的降镉处理方法是非常关键的。
目前，广泛使用的降镉处理方法包括土壤修复、施用可抑制镉吸收的物质和栽培耐镉水稻品种等。
而这些降镉处理方法对水稻土壤酸碱缓冲能力和有效镉含量有着不同的影响。
土壤酸碱缓冲能力是土壤维持一定pH值的能力，pH值对土壤中镉的形态和活性有着重要的影响。
不同的降镉处理方法可能会改变土壤的酸碱性，进而影响土壤中镉的形态和有效性。
研究不同降镉处理方法对水稻土壤酸碱缓冲能力的影响对于了解其降镉机制具有重要意义。
在本研究中，我们选择了土壤修复、施用抑制镉吸收物质和栽培耐镉水稻品种这三种广泛使用的降镉处理方法，分别研究了它们对水稻土壤酸碱缓冲能力和有效镉含量的影响。
我们采集了不同镉污染水稻田的土壤样品，并进行了前期处理，使得每组土壤在处理前的镉含量相似。
然后，我们根据前期研究的资料，制定了三种降镉处理方法的具体操作方案，并开展了实验研究。
土壤修复方面，我们使用了生物修复和化学修复两种方法，分别加入了效用微生物和氧化亚铁等修复剂。
施用抑制镉吸收物质方面，我们选择了磷酸盐和有机物质两种常见的抑制剂，并进行了不同比例的施用实验。
栽培耐镉水稻品种方面，我们选取了目前市场上广泛种植的两个耐镉品种进行了栽培实验。
在实验研究的过程中，我们重点观察了水稻土壤的pH值、土壤中镉的形态和有效性，以及水稻种子和水稻茎叶中的镉含量。
结果显示，不同降镉处理方法对水稻土壤酸碱缓冲能力和有效镉含量有显著的影响。
土壤修复可以显著提高水稻土壤的酸碱缓冲能力，使得土壤的pH值更加稳定，在一定程度上可以减少镉的植物可利用态。
土壤调理剂对镉污染稻田土壤理化性质和水稻不同部位镉富集的影响
廖建勋，顾祝禹，涂圣梅，等.土壤调理剂对镉污染稻田土壤理化性质和水稻不同部位镉富集的影响［J ］.中南农业科技，2023，44（9）：6-10．收稿日期：2023-05-30作者简介：廖建勋（1970-），男，湖北建始人，农艺师，主要从事土壤肥料技术和经济作物技术推广工作，（电话）138****7999（电子信箱）429788016@ ；共同第一作者，顾祝禹（1987-），男，湖北荆州人，高级工程师，硕士，（电话）150****8285（电子信箱）****************；通信作者，孙国锋（1978-），男，湖北建始人，农艺师，主要从事农业环保研究工作，（电话）188****6958（电子信箱）****************。
农田污染成为限制中国粮食安全生产的重要因素［1，2］。
土壤重金属元素镉（Cd ）具有较高的生物毒性［3-5］，原位钝化技术是中轻度Cd 污染农田主要修复技术［6-10］。
利用土壤调理剂实施原位钝化技术，具有可操作性强、经济、见效快、无二次污染等优点，从而被广泛用于农田Cd 污染治理与修复。
酸性稻田中Cd 具有活性高、迁移性强等特点，且容易被作物吸收，并在作物体内转移与富集，进而造成稻米中Cd 超标问题。
土壤调理剂不仅能调节土壤pH ，而且能有效降低农田有效态Cd 的含量，进而减少水稻各部位对Cd 的富集［11-14］。
本试验选用的土壤调理剂是由天然矿物质原料制备而成，该土壤调理剂对Cd 污染农田具有较好的修复效果，能降低农产品对Cd 的富集［15］。
选取建始县高坪镇Cd 中度污染且分布相对均匀的水稻田进行大田试验，研究不同用量土壤调理剂对农田土壤理化性质与稻米Cd 含量的影响，分析其用量与水稻植株不同部位富集Cd 的关联性，选出土壤调理剂最佳用量，以期为Cd 污染农田治理与修复提供理论与实践依据。
1研究区域概况与研究方法1.1研究区域概况试验地设在湖北省恩施市高坪镇，该区域位于湖北省西南部，地势西高东低，属亚热带季风气候区，光照充足，降雨充沛，年均气温14.9℃，年降水量1400~2300mm 。
土壤Cd污染的治理方法及解决稻米Cd超标对策
另外，研究表明，土壤的Cd污染集中在表层土，0—20 cm土层 Cd含量高于20～40cm和40～60 cm土层，而表层土壤是作物根系最 集中的土层，因此Cd的污染危害极大。
土壤中Cd的存在形态很多，有离子态、可交换态、吸附态、化 学沉淀态和难溶络合态等，大致可分为水溶性Cd和非水溶性Cd两大 类。其络合态和离子态的水溶性Cd能为作物所吸收，对生物危害 大；而非水溶性Cd不易迁移和难以被植物吸收，但随着环境条件的 改变，二者可互相转化。常见的非水溶性的Cd化合物主要是CdS， Cd（OH）2和CdCO3，其中CdS的溶解度最低，Cd（OH）2次之。在有 Cd污染的地区，植物含Cd量都偏高，并通过食物链危害动物和人 类。
1.1土壤pH值
pH值是影响土壤中重金属元素溶解度及生物有效性的主要因素 之一。在环境中常见的pH范围内，土壤pH越低，重金属的溶解度越
大，活性越高。pH值下降，氢离子增多，被胶体和粘土矿物颗粒吸 附的Cd2+与H+发生交换，Cd2+被解吸下来，从而使介质溶液中 Cd2+的浓度增加，提高了Cd的有效性。
1.6根分泌物
根分泌物是植物在生长过程中通过根的不同部位向生长基质中 溢泌或分泌的一组种类繁多的物质。植物生长过程中大约一半的光 合产物被转移到根部，其中有不少通过根系分泌到根际中。分泌物 中含有有机配位体（如碳水化合物、有机酸、腐殖酸、多肽、蛋白 质、氨基酸、核酸等）和无机配位体（如Cl-，SO42-，CO32-， PO43-等），这些物质不仅作为微生物的能源，而且能与重金属形成 配位络和物，从而影响根际pH和Eh环境，对根际化学特征产生重要 影响。
水稻土镉形态分布特征及其生物效应研究
水稻土镉形态分布特征及其生物效应研究喻华;秦鱼生;陈琨;曾祥忠;张焱;李丽君;涂仕华【摘要】作物籽粒中镉来源于土壤,土壤中镉形态的含量与作物吸收量密切相关.本文旨在找出作物籽粒中镉与土壤镉形态之间的相关性,探究小麦/水稻籽粒中镉的来源,为阻断镉吸收提供理论依据.采用调查采样方法,对成都平原镉污染区冲积性水稻土耕作层土壤镉形态及对应的作物秸秆和籽粒镉含量进行了测试分析,研究镉超标水稻土不同形态镉的分布特征及其生物效应.结果表明:水稻土不同形态镉的平均含量高低排序为:铁锰氧化物结合态＞残留态＞水溶交换态＞有机质结合态＞碳酸盐结合态,各形态分布极不均衡,生物可利用形态所占比例较大.铁锰氧化物结合态镉与土壤pH值呈极显著正相关(r=0.712**,P＜0.01).小麦、水稻籽粒与秸秆中镉含量均呈极显著正相关,相关系数分别为0.854* (P ＜0.01)和0.872**(P＜0.01).小麦秸秆和籽粒中镉含量与土壤中水溶交换态镉呈极显著正相关(r =0.677*和0.867*,P ＜0.01),与其他形态相关性不显著;水稻籽粒中镉含量仅与土壤中水溶态镉含量呈显著正相关(r =0.573*,P＜0.05),与其他形态相关性不显著.镉污染区水稻土种植水稻和小麦农产品的镉含量超标风险较大.%Cadmium(Cd) in grains came from the soil.The form of cadmium in soil was closely related to the amount absorption of crops.The purpose of this paper was to find out the correlationship between the form of cadmium in soil and cadmium in grains,aimed to explore the source of cadmium in wheat / rice grain,which provided theoretical basis for blocking-up cadmium absorption.Through investigating and sampling method,Cd content in paddy soil of tillage layer on Chengdu plain cadmium polluted area and the corresponding crop straw and grain were analyzed,which used to research the distributioncharacteristics and biological effects of different forms cadmium in these paddy soils.The results showed that the order of average content of different Cd forms in paddy soil was:O-FeMn ＞ RE ＞ EX ＞ OM ＞CAB.The content distribution of different forms of Cd were extremely uneven,and the proportion of bio-available form was larger.There was a significant positive correlation between O-FeMn and pH,(r =0.712 * *,P ＜0.01).The Cd content in wheat and rice were significantly positive correlated with wheat straw (r =0.854 * *,P ＜ 0.01) and rice straw (r =0.872 * *,P ＜ 0.01) respectively.The EX-Cd in soil correlated with wheat straw and seed,respectively (r =0.677 * * and 0.867 * *,P ＜ 0.01),but not other forms of Cd in soil.The EX-Cd content in soil was only correlated with Cd in rice grain (r =0.573 *,P ＜ 0.05).The risk of Cd-exceed the standard in the grain of the crops which was grown on the polluted soil was high.【期刊名称】《西南农业学报》【年(卷),期】2017(030)002【总页数】6页(P452-457)【关键词】水稻土;镉形态;水稻;小麦【作者】喻华;秦鱼生;陈琨;曾祥忠;张焱;李丽君;涂仕华【作者单位】四川省农业科学院土壤吧料研究所,四川成都610066;四川省农业科学院土壤吧料研究所,四川成都610066;四川省农业科学院土壤吧料研究所,四川成都610066;四川省农业科学院土壤吧料研究所,四川成都610066;重庆市长寿区农业委员会,重庆长寿400221;大英县农业局,四川大英629300;四川省农业科学院土壤吧料研究所,四川成都610066【正文语种】中文【中图分类】S151.9近年来，镉因其高致毒性而成为环境领域研究的焦点。
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[四川水稻镉污染的防控技术]水稻镉污染一、土壤镉的来源、性质及四川污染现状镉是地壳中的一种天然元素，元素符号为Cd，原子序数48，原子量为112.411，属周期系ⅡB 族元素。
在自然界中都以化合物的形式存在，主要矿物为硫镉矿(CdS)，与锌矿、铅锌矿、铜铅锌矿共生。
所有的土壤和岩石，包括煤和矿质肥料，都含一定量的镉。
在开矿、工业和燃煤、石油、天然气及焚烧家庭垃圾过程中镉进入空气。
镉微粒沉降到地面或水中之前可在空气中传播很长距离。
由废物处理和有害废物场所的泄漏的镉进入水体及土壤。
它被土壤颗粒吸附或形成含镉的各种有机和无机化合物，很难从土壤中移走，另一些镉溶于水中。
镉在环境中不分解，但可改变形态。
鱼类、植物和动物从环境中吸收镉，通过食物链进入人体。
镉可在身体内存留很长时间，经过多年低量镉暴露而逐渐累积，当累积达到一定量时便产生毒害作用。
农耕地的镉污染问题，对我们的食品安全、人畜健康和农产品出口，带来严峻的挑战。
二、镉污染对人、畜健康的危害镉及其化合物经食物、水和空气进入人体后，主要累积在肾、肝、肺等器官，并产生毒害作用，严重时可导致高血压、肾功能紊乱、肝损害、肺水肿、贫血等疾病以及神经和大脑损伤, 甚至诱发癌症。
此外，镉中毒还会使人、畜散失骨质和骨密度，使肌肉萎缩关节变形，骨骼疼痛难忍，不能入睡，发生病理性骨折，以致死亡。
例如日本的骨痛病就是因为工厂排放的含镉废水进入河床，灌溉稻田，被植株吸收并在稻米中积累，居民长期食用含镉的大米所致。
因此，土壤――作物系统中镉污染已成为国内外环境污染研究的热点。
三、水稻镉污染防控技术措施针对土壤镉污染问题，土壤科学家和环境科学家们开展了大量研究，尝试了很多方法，包括物理、化学和物理化学方法，生物修复方法等，取得了较好的成效。
但大多数方法成本高、施用繁琐，难以大面积应用推广。
近年来，四川农业科学院土壤肥料研究所与省内外的有关大专院校和科研所合作，联合攻关，对土壤和稻米镉污染防治问题开展了大量研究，取得了可喜的进展，形成了一些实用技术，可有效降低水稻对镉的吸收。
镉胁迫下水稻的耐性机理及防治研究
1.1 检测技术 本次外出采样主要采用混合土样采集方法。而混合 样有蛇形、 对角线、 梅花形 3 种采集方法 （见图 1） 。监测 点位确定后， 在 50 m×50 m 采样区域内采集分点样品。 单独或综合采取网格法、 放射线法、 带状法、 扇形法等方 法布点。取江西省某工业园附近农地耕作层 15～20 cm 的 25 个土壤样本， 登记编号， 以备各项测定之用。 土壤样品带回实验室， 风干、 研磨、 过 100 目尼龙筛， 并保存于玻璃瓶中备用。准确称取 0.250 0 g （精确到 0.000 1 g， 以下都与此相同 ） 风干样土于消煮管中， 加入 10 mL 浓 HNO3 浸泡过夜。消煮前加 2 mL 浓 HClO4 和 2 mL 浓 HF， 放置电热消煮炉 （卓乐康 ZLK.LWY- 84B） 上加热消 煮， 温度调至 120 ℃。待消煮管内溶液煮至 4～5 mL 时 （加热过程中保持消煮管位置的经常移动， 以防受热不 1.2
表1 江西省某工业园土壤重金属指数描述性统计
Pi-Pb 污染指数 0.17± （n=25） 0.05 Pi-Cr 0.35± 0.11 Pi-Cd Pi-Cu Pi-Zn Pi-Ni Pi-Hg P-综 2.09± 2.63 0.82± 0.26 0.51± 0.64± 0.68± 1.71± 0.12 0.18 0.37 1.77
XIANGCUN KEJI
乡
村科技
镉胁迫下水稻的耐性机理及防治研究
阮强家
（江西财经大学， 江西 南昌 330000）
［摘
要］ 本文首先对江西省某工业园区土壤进行测定， 结合内梅罗指数综合污染指数分析法分析发
现该地土壤镉含量超标。然后， 以扬花抽穗期水稻为研究对象， 设置对照试验研究镉胁迫对水稻植株株高、 根系相对伸长率及根系质量、 叶绿体含量及光合作用强度、 稻株谷粒生物量等的影响， 结果表明镉对水稻的 生长存在 “剂量效应” （或称 “两重性” ） ， 低于 5 μmol/L 镉胁迫对水稻的植株株高、 根长、 根质量、 叶绿体及谷粒 生物量无明显影响， 1 μmol/L CdCl2 起到了促进作用， 而当 Cd2+在植物体内累积到一定程度时， 则表现出植株 矮小、 生长滞缓、 产量下降等症状。因此， 采取合理措施平衡土壤中镉含量， 对减缓土壤重金属污染， 抑制农 业面源污染及促进产业结构转型具有重大的意义。 ［关键词］ 镉胁迫； 水稻； 扬花抽穗； 工业园 ［中图分类号］ S511 ［文献标识码］ B ［文章编号］ 1674-7909 （2017） 02-62-2 均） ， 温度至 180 ℃， 待管内雾气腾绕， 沿管壁加 1 mL 30% H2O2。重复此步骤直至消解液成白色或淡黄色黏稠状， 再用去离子水冲洗内壁， 加热溶解残渣， 冷却后用 2% 的 稀硝酸定容至 25 mL， 采用 ICP-AES （Optima-2000DV） 测 定消解液中重金属 Cd 的含量。测定重金属含量时每个样 品均采用 3 组平行试验， 取均值作为样品测定重金属浓度。 同时， 利用国家标准土壤物质 （GSS-8） 进行质量控制。
南方镉污染稻田调理剂技术
南方镉污染稻田调理剂技术1 范围本标准规定了使用调理剂技术对南方镉污染稻田进行固定或稳定化技术要求与相关实施方法。
本标准适用中国南方轻中度镉污染稻田，其土壤全镉含量为0.3 mg/kg~3.0 mg/kg，pH值不超过7.5。
其他农作物中轻度镉污染种植区可参考实行。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改版）适用于本文件。
GB/T 15618-2018 土壤环境质量农用地土壤风险管控标准GB/T 17141 土壤质量铅、镉的测定石墨炉原子吸收分光光度法GB 5009.15-2014 食品安全国家标准食品中镉的测定NY/T 3499-2019 受污染耕地治理与修复导则NY 525-2012 有机肥料NY 1110-2010 水溶肥料汞、砷、镉、铅、铬的限量要求NY/T 1121.2-2006 土壤检测第2部分：土壤pH的测定NY/T 497-2002 肥料效应鉴定田间试验技术规程NY/T 3343-2018 耕地污染治理效果评价准则NY/T 3176-2017 稻米镉控制田间生产技术规范HJ25.5-2018 污染地块风险管控与土壤修复效果评估技术导则HNZ141-2017 镉污染稻田安全利用石灰施用技术规程HNZ143-2017 镉污染稻田安全利用田间水分管理技术规程HNZ144-2017 镉污染稻田安全利用土壤钝化剂质量要求及应用技术规程HNZ145-2017 镉污染稻田安全利用水稻施肥管理技术规程T/CSPSTC X-2019 土壤调理剂（调酸）Q/THHHLZ01-2017 土壤调理剂海汇龙洲牌土壤调理剂3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1 中国南方south China中国秦岭淮河以南，青藏高原以东地区。
3.2 镉污染稻田cadmium-contaminated paddy污染物镉积累到一定程度，造成土壤污染，存在危害稻米质量安全风险的农田。
涂仕华水稻镉污染与防治
肥料和施用技术
• 适合镉污染土壤上水稻生产的肥料品种
➢ 有机肥 – 重金属含量<国家限量的各种有机肥、饼肥、绿肥 ➢ 氮肥 - 尿素、碳铵 ➢ 磷肥 - 磷酸一铵、磷酸二铵、钙镁磷肥 ➢ 钾肥 - 硫酸钾、氯化钾 ➢ 各种种微量元素肥料 ➢ 石灰性物料 – 石灰、石灰石、草木灰、硅酸钠
肥料和施用技术
Cd mg•k -g1
0.19
0.17
有效态mg•kg-1
0.15
线性 (有效态mg•kg-1)
0.13
0.11
0.09
0.07
0.05
y = -0.033x + 0.312
0.03
R2 = 0.9821
0.01
4
4.5
5
5.5
6 pH 6.5
7
7.5
8
8.5
9
稻田水分管理技术
• 水稻生长期间始终保持淹水状态，不使用常规水稻丰产栽 培的水分管理技术 – 湿润灌溉和晒田
籽粒 Cd浓度 (mg·kg-1) Cd含量 (µg·pot-1)
0.0188 c
0.60 e
0.0271 b
1.59 d
0.0234 bc
2.08 bc
0.0414 a
3.47 a
0.0280 b
1.76 cd
0.0268 b
2.30 b
秸秆 Cd浓度 (mg·kg-1) Cd含量 (µg·pot-1)
• Cd胁迫对水稻光合参数的影响：直接影响水稻光合蛋白和光合作用， 即影响净光合速率和光系统荧光参数，而不是限制气孔开闭和减小蒸 腾率；抗性品种受影响较小。
• Cd胁迫对水稻呼吸参数的影响:总体上，Cd胁迫下抗氰呼吸上升，但 敏感品种上升幅度最大。呼吸参数可以作为抗性强弱的检验标准
水稻种植如何降低镉
·34·种业资讯 研究发现褪黑素可提高植物重金属镉抗性 等水稻种植如何降低镉日前，四川省农业科学院土壤肥料研究所涂仕华等人在《中国农业科学》发表文章称，结合水稻生长早期降镉措施，在水稻抽穗-成熟期采取措施降低土壤中的镉，就能有效降低稻米中的镉含量。
这是因为，水稻的茎秆和根系是其镉的主要储存和输出场所，籽粒中的镉来自齐穗前各器官镉的转移和土壤/介质中镉的吸收和直接运输，抽穗后从根运送到茎秆和穗部的镉直接进入气生器官(除糙米以外地上部器官)，而不影响糙米中镉的累积。
镉是毒性最强的重金属之一。
一旦土壤受到镉污染，就很难消除，只能在各种形态之间相互转化、迁移或富集。
镉经过食物链的传递进入人体并累积，会致癌、突变、致畸、动脉硬化等。
该研究在广汉市进行，试验田土壤为老冲积黄壤与紫色土坡积物混合物发育而成的水稻土 ，也是镉污染土地。
作者指出，水稻抽穗-成熟期是水稻镉污染防控的关键时期，采取恰当的农艺措施降低土壤中镉的有效性以及根系吸收和向籽粒的直接运输量，是实现水稻安全生产的关键。
（基因农业网）华南植物园“一种高效诱导杂种檀香体细胞胚胎发生与植株再生的方法”获发明专利近日获悉，由中国科学院华南植物园张新华等科研人员完成的“一种高效诱导杂种檀香体细胞胚胎发生与植株再生的方法”获得国家发明专利授权（专利号：ZL201610038247.1）。
该发明选用优良栽培杂种檀香幼嫩茎作为外植体，采用分次消毒程序进行外植体的表面消毒可获得较高的成功率。
消毒成功的无菌外植体在含有2，4-D 的胚性愈伤组织培养基上进行培养，诱导出纤维状胚性愈伤组织，再转移到体细胞胚诱导、成熟、萌发、植株再生培养基上培养，3个月后可以获得再生植株。
繁殖周期短、数量多、稳定性高的特点，解决了杂种檀香组织培养繁殖种苗中存在的繁殖效率不高的问题，将为开展杂种檀香种苗快速繁殖提供育苗技术，也可为高效的基因转化提供再生途径。
该发明具有操作性强、繁殖效率和应用价值高等优点。
两种土壤调理剂对中轻度镉污染水稻田防控效果试验
表 5 不同处理水稻产量 单位：kg·hm-2
处理 对照 T1处理 T1T4处理 T4处理
水稻产量 6 915±3.01 b 7 590±2.08 ab 8 190±1.93 a 7 005±2.24 b
3 结论与讨论
此次试验发现，在中轻度镉污染程度稻田施用土 壤调理剂 1 号后，土壤 pH 值提高 0.39，土壤有效态 Cd 含量降低 0.14 mg·kg-1，两种土壤调理剂组合施用 也有类似结果。该结果与王亚婷、倪卫东等的试验结 果类似，即 Cd 元素活性和移动性有效性会受土壤 pH 值的影响 。 [13-16]
由 表 4 可 知， 土 壤 调 理 剂 1 号 和 土 壤 调 理 剂 4
号 可 不 同 幅 度 降 低 稻 米 Cd 含 量。T1 处 理、T1T4 处 理 稻 米 Cd 含 量 较 对 照 组 稻 米 Cd 含 量 降 低 52.9%、 67.6%，且两处理组稻米 Cd 含量均符合国家粮食标准 （＜ 0.20 mg·kg-1）。T4 处理稻米 Cd 含量与对照组无 显著差异。
[4] 王玉军 , 吴同亮 , 周东美 , 等 . 农田土壤重金属 污染评价研究进展 [J]. 农业环境科学学报 ,2017, 36(12):2365-2378.
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肥料和施用技术
• 适合镉污染土壤上水稻生产的肥料品种
➢ 有机肥 – 重金属含量<国家限量的各种有机肥、饼肥、绿肥 ➢ 氮肥 - 尿素、碳铵 ➢ 磷肥 - 磷酸一铵、磷酸二铵、钙镁磷肥 ➢ 钾肥 - 硫酸钾、氯化钾 ➢ 各种种微量元素肥料 ➢ 石灰性物料 – 石灰、石灰石、草木灰、硅酸钠
肥料和施用技术
• 毒性及危害 ➢ 镉通过气、水和食物对人、畜造成毒害。 ➢ 主要累积在肾、肝、肺等器官，可导致高血压、骨痛 病、肾功能紊乱、肝损害、肺水肿、贫血等疾病以及 神经和大脑损伤, 甚至诱发癌症。日本的骨痛病-镉米所 致。 ➢ 水稻，小麦，蔬菜(根、叶菜类)易于吸收累积Cd.
镉对水稻的危害及在体内的分布
四川的镉污染现状
• 分布与成因 ➢ 四川省受镉污染耕地的准确面积目前尚不清楚，主要分 布在龙门山脉-成都平原、长江上游支流沿岸、泸州和攀 西地区。与富镉泥沙沉积、含镉矿藏开发/工业污染紧密 相关，其次为含镉农资的使用。 ➢ 根据省地质调查院的数据，成都经济区大约有42%~59% 的稻米、80%的小麦和油菜样品Cd超标。 ➢ 农耕地的镉污染，对我们的食品安全、人畜健康和农产 品出口，带来严峻的挑战。
危害
– 轻度污染对水稻无危害/影响，反而对生长 有一定促进作用
– 中度以上污染影响敏感品种生长：水稻 黄化和萎焉,抗性品种受影响很小
• 影响酶系统：辣根过氧化物酶(POD)、超氧化物、歧化酶(SOD)、过 氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶（APX）和脱氢抗坏血酸还原 酶（DHAR）的活性与水稻Cd抗性无关
低 蘑菇、三叶草
南瓜 菜豆、豇豆 黄瓜、南瓜、冬瓜
大蒜 防风属 土豆* 胡萝卜 甜菜 萝卜 洋葱
土豆*
土豆*
粮、油作物
油菜（芥菜）
小麦 水稻*
高
豌豆 花生
大豆*
中
果树
草莓
玉米、高粱
西瓜
低 各种木本果树
抗镉污染水稻品种的应用
• 目前已筛选出的抗性水稻品种有：刚优725、Ⅱ优838和 川香优3号等
• 还筛选出了一批水稻抗性育种材料，可在今后育种中使用。
• 不适合镉污染土壤上水稻生产的肥料品种 ➢ 有机肥 – 重金属含量>国家限量的各种有机肥、饼肥、绿肥, 污染 区作物秸秆 ➢ 氮肥 – 氯化铵 ➢ 磷肥 – 过磷酸钙，磷石膏 ➢ 酸性物料 – 酸性肥料、食品加工产生的酸性废料 ➢ 污泥
处理
CK 单施尿素
尿素 NH4Cl NH4NO3 (NH4)2SO4
籽粒 Cd浓度 (mg·kg-1) Cd含量 (µg·pot-1)
0.0188 c
0.60 e
0.0271 b
1.59 d
0.0234 bc
2.08 bc
0.0414 a
3.47 a
0.0280 b
1.76 cd
0.0268 b
2.30 b
秸秆 Cd浓度 (mg·kg-1) Cd含量 (µg·pot-1)
➢ 所有的土壤和岩石，包括煤和矿质肥料，都含一定量的镉。 镉通过开矿、工业和燃煤、石油、天然气及焚烧家庭垃圾 进入空气。镉微粒沉降到地面或水中之前可在空气中传播 很长距离。由废物处理和有害废物场所的泄漏的镉进入水 体及土壤。
• 性质 ➢ Cd是一种易挥发性的金属，在燃烧过程中(金属熔点 321 0C,沸点767 0C, 氧化物900 0C升华)>75%随烟尘挥 发到空气中； ➢ 在环境中的化学价(Cd2+)很稳定，不分解，难被还原； 但可改变形态；参与一系列土壤、水化学/生化反应, 包 括吸附—解吸，沉淀—溶解，络合(螯合)，形成有机、 无机和有机-无机Cd化合物。 ➢ 在土壤中，Cd与土壤颗粒紧密结合，少量溶于水中。 ➢ 植物从土壤、水中吸收有效态Cd；大气沉降至植物表 面的Cd形态各异。
• 作物布局(提升土壤pH为微碱性的前提下) - 严重污染：种植木本果树、花卉、非食用工业原材料 - 中度污染：种植木本果树、花卉、各种抗镉污染作物品种 (包括水稻) - 轻度污染：各种非富集性作物品种
不同作物吸镉能力比较
蔬菜
菠菜、油菜 牛皮菜
高
茄子、豌豆 生菜、莴笋
包菜、青花菜 小白菜、芹菜
中
辣椒 西红柿、花菜
1 c
5.11 d
0.2561 b
19.26 b
0.2549 b
22.19 b
0.4605 a
35.00 a
0.2275 bc
13.20 c
0.2639 b
21.36 b
籽秆Cd比例
0.12 ab 0.08 b 0.09 b 0.10 ab 0.15 a 0.11 ab
土壤酸碱度调节
• 把Cd污染土壤的pH调整到中性偏碱 • 石灰性物料 – 石灰、石灰石、草木灰、硅酸钠
镉的来源、性质及四川污染现状
• 来源
➢ 镉(Cd)是地壳中的一种天然元素，平均含量0.15~2mg/kg。
➢ 镉在自然界中都以化合物的形式存在，主要矿物为硫镉矿 (CdS)，与锌、铅(锌)、铜(铅锌) 矿等共生，浮选时大部分 进入精矿，在焙烧过程中富集在烟尘中，特别是土法炼锌 污染最为严重。在湿法炼锌时，镉存在于铜镉渣中。硫铁 矿、磷矿也富含镉。
水稻镉污染防控技术措施
• 镉污染土壤分级与作物布局 • 抗镉污染水稻品种的应用 • 肥料和施用技术 • 土壤酸碱度调节 • 稻田水分管理技术 • 镉污染区农作物秸秆的利用 • 关于污染土壤的修复技术
镉污染土壤分级与作物布局
• 土壤污染程度分级 PCd =CCd/SCd (PCd -Cd单指标污染指数, CCd-实测值,SCd- 污染临界值) - 轻度： PCd = 1~2 - 中度： PCd = 2~3 - 重度： PCd = >3
• Cd胁迫对水稻光合参数的影响：直接影响水稻光合蛋白和光合作用， 即影响净光合速率和光系统荧光参数，而不是限制气孔开闭和减小蒸 腾率；抗性品种受影响较小。
• Cd胁迫对水稻呼吸参数的影响:总体上，Cd胁迫下抗氰呼吸上升，但 敏感品种上升幅度最大。呼吸参数可以作为抗性强弱的检验标准
分布 根系> 秸秆> 叶片> 谷壳>糙米(随运距增长而降低)
Cd mg•k -g1
0.19
0.17
有效态mg•kg-1
0.15
线性 (有效态mg•kg-1)
0.13
0.11
0.09
0.07
0.05
y = -0.033x + 0.312
0.03