稻田镉污染若何调节降低？浅谈水稻对镉的吸收特点及有效治理方法

一、水稻对镉的接管特性

1、水稻对镉的接管与转运规律

镉是水稻成长非必需元素，镉（Cd）紧张借助铁（Fe）、锰（Mn）、锌（Zn）、硅（Si）和硒（Se）等必需元素的转运通道进入水稻植根系，并向上运送至水稻果实中。

（1）根系接管镉。
水稻接管镉的过程中，定位于根部皮层细胞外侧质膜上转运蛋白在转运锰、铁、锌的同时转运镉。

（2）木质部运载。
土壤中的镉被水稻根系接管后，通过木质部转运至地上部，并在叶片和茎秆中积累。

（3）跨维管束运输。
维管束是掌握镉转运和再分配的主要环节。
有研究表明，叶片中镉的再转运贡献了稻米中近一半的镉积累量，这可能紧张是由维管束介导的镉转运完成的。
此外，进入维管束的金属离子可能是在蒸腾浸染下随着质流向地上部分运输，因此蒸腾浸染越强，镉通过木质部向地上部转运就越快、越多。

（4）韧皮部再迁移。
镉由根系转运到地上部后，通过韧皮部运输将镉转运至稻米中，韧皮部镉运输能力决定了稻米中的镉积累水平。

总体而言，土壤中的镉被根系接管后，通过木质部被转运至地上部，并在叶片和茎秆中积累。
当水稻进行灌浆时，在茎节木质部中的镉被再转运至韧皮部，从而导致镉会被优先转运至上一个茎节中，并终极被转运至稻米中而非叶片中，叶片中的镉也会通过茎节中的韧皮部再转运至稻米中。

2、水稻不同器官对重金属镉元素的接管

成熟期植株中镉的分布规律为根>茎>叶>米粒>谷壳，镉在水稻籽粒中的分布为皮层>胚>胚乳>颖壳，籽粒经由加工后，可有效去除重金属含量较多的胚、皮层和颖壳等器官，降落食用大米的重金属含量。
从稻谷到精米，重金属镉的去除率为24.1%。

3、不同水稻品种对重金属镉的吸差异

不同水稻品种糙米的镉含量差异一样平常表现为：早稻>中稻>晚稻；籼稻>粳稻；粘稻>糯稻。
但是，不同水稻品种间镉的接管积累特性存在明显差异，高镉品种有较强的将镉从根转运到茎和从茎、叶转运到米的能力。
因此，可通过栽种低镉积累水稻品种来有效防治稻田镉污染。

4、农艺方法对水稻接管重金属镉的影响

重金属在土壤中的移动受多种成分影响，如沉淀/再溶解，接管/再接管，以及与有机/无机配体形成复合物等，稻田环境如pH、Eh、土壤中其他元素含量、淹水韶光、微生物等对重金属元素的形态和迁移也起主要影响。

（1）pH值。
镉在碱性条件下移动性显著低落，添加碳酸钙、硅富集的矿渣可显著增加土壤pH值，降落土壤中重金属离子的可交流率，降落水稻籽粒中镉的积累。
碱性粘土矿物因具有较大的表面积且在环境pH下，表面带负电，可吸附Cd 2+，降落植物对镉的接管。

（2）水稻根表铁胶膜对重金属接管具有主要影响，铁氧化物胶膜可作为一种缓冲液或障碍物，增加或降落可能的金属或类金属离子的接管。

（3）施肥。
施加动物肥可导致水稻籽粒中镉的聚拢，且随施肥量的增加效果愈加显著。
外源补充钙和硅（碳酸钙、硅酸钙）可通过抑制幼苗中过氧化损伤肃清镉的毒害。
在重金属复合污染条件下，叶面施用硅制剂（硅酸钠和正硅酸乙酯剂）可以缓解水稻的毒害效应，且施有机硅对水稻重金属毒害的缓解效果更显著。
钙镁磷肥和过磷酸钙对降落水稻茎叶和糙米中镉含量的效果较好。

（4）长期淹水灌溉处理。
纪雄辉等研究表明，长期淹水处理的水稻根系、茎叶和糙米中镉含量均极显著降落。
沈欣等剖析证明，长期淹水虽无直接降镉效果，但与土壤pH 值提高存在显著互作。

二、有效管理镉污染的方法

有关研究表明，通过施用磷灰石、石灰水稻秸秆、硅肥、富硒叶面肥、多羟基氨基酸螯合剂等土壤修复剂，以及采纳适当的农艺方法（筛选和造就对重金属接管较低的水稻品种，结合土壤pH 值调节和淹水灌溉等），可有效办理稻田重金属污染问题。
下面

1、红壤土镉砷污染农田的安全利用关键技能（广东省主推技能，适宜红壤区镉污染、砷污染及镉砷复合污染农田），实现中轻度污染稻田的低本钱、高效率的达标生产（轻度可达90%，中度污染可达80%），其紧张技能要点：

（1）利用抑制农产品镉砷积累的生理阻隔技能，紧张通过利用硅溶胶、硒/硅溶胶产品，有效办理作物镉砷接管转运阻控的难题。

（2）利用铁循环同步调控镉砷行为的新事理，发明了镉砷同步钝化技能，紧张通过利用铁基生物炭、铁基腐殖质新产品，有效办理镉砷同步达标管理。

（3）利用铁/氮耦合的养分型钝化技能，以硝酸盐为调控稻田铁循环的纽带，紧张通过利用两个新研制的养分型钝化剂产品，有效办理了重技能治疗与农业生产难以兼顾的技能难题。

2、镉/铅污染农田的农业综合修复技能（广东省主推技能，适宜中轻度镉/铅农田，紧张用于水稻和叶类蔬菜），其紧张技能要点：

（1）养分运筹技能：根据农田土壤肥力状况、镉/铅污染特点、栽种作物品种及作物需肥特点，确定重金属修复肥配方及用量，进行基施或追肥。

（2）利用改良剂。
结合土壤镉/铅有效性、pH值及土壤中微量元素含量情形，基施适宜的改良剂，部分可追施。

（3）选种对重金属镉/铅接管较低的品种，播种或插秧同常规栽种。

（4）综合农艺方法。
对部分镉/铅污染程度相对较重且镉/铅活性较高的农田土壤，联合运用养分运筹、利用改良剂、低积累作物品种等技能。

3、稻田重金属污染“VIP+N技能模式”

选择低镉品种株两优819、株两优189等，施用适量生石灰、叶面阻控剂、微生物菌肥土壤调理剂及水分管理（全生养期淹水灌溉）等关键技能，但实践上，也受到一些成分制约，如低镉积累品种、时令性干旱严重等。
从试验实践看，对付中轻度水稻镉污染管理，相对成熟有效。

综上，防治稻田镉等重金属污染需从源头出发，综合利用农艺方法，防止稻田过量镉进入水稻植株体及其籽粒。
同时建议优化栽种技能，以降落重金属污染风险。

参考资料：《水稻对镉的接管与转运规律研究进展》敖明等人、《水稻对重金属的接管特性及其影响成分》韩娟英等人、2019年广东省主推技能《红壤土镉砷污染农田的安全利用关键技能》和《镉/铅污染农田的农业综合修复技能》等

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