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1、复配肥料根施、叶面喷施调理剂、VIP措施(低镉品种+淹水灌溉+土壤调理剂)对米镉的控制效果研究试验方案1 研究目的与意义土壤重金属原位钝化通过外源添加一些钝化剂影响土壤基本理化性质,降低重金属的生效性,是目前常用的一种修复土壤重金属污染,减小农作物健康风险的方法。但是目前常用的一些钝化剂如石灰、生物炭等可能会对土壤环境产生一定的负面影响,如石灰引起土壤板结、微生物菌群丰富度的降低,生物炭施入土壤中造成多环芳烃等有机污染物的再释放等,且其固定效果的持久性不稳定。但肥料作为水稻生产必须添加农用物质,一方面为水稻生长提供必要生长营养元素,一方面改变土壤的性质以及重金属的生物有效性,从而影响水稻对重金
2、属的吸收转运。叶面喷肥一方面壮籽增产提高水稻生长参数,另一方面影响水稻的一些生理指标,如叶绿素、丙二醛的含量,过氧化物酶的活性以及植物本身酸碱度,从而影响镉在水稻体内尤其是糙米中的转运。另外增加三种措施以降低水稻中镉富集的方法:栽种镉低积累品种以降低稻米镉积累的风险;对水稻生产的全生育期进行淹水灌溉降低土壤氧化还原电位,以降低镉的活性;施用土壤调理剂以降低镉的活性。本研究通过大田小区试验,对水稻根施复配肥料以及叶面喷调理剂,对比增加栽种镉低积累品种、淹水灌溉、土壤调理剂撒施三项措施的试验,来探究其对土壤镉生物有效性以及水稻吸收累积镉的影响,以期为安全、有效、经济的降低糙米中镉提供技术参考。2
3、材料和方法2.1 材料和试验地点(1)肥料从市场购买、供试水稻品种为普通品种(天优华占)及低镉品种(早稻品种株两优729、中稻品种深优9519、晚稻品种H优518),从市场购买。(2)试验地点:复合肥料及叶面喷肥试验地为三地:xx、湘潭xx、xx。(3)试验地区土壤含镉率:xx土壤总镉含量为?mg/kg,xx为?mg/kg,xx为?mg/kg,选用试验土壤都为中轻度污染农田,具有代表性。2.2 试验设计与处理2.2.1 复配肥及叶面喷施调理剂试验及其交互试验:在xx、xx、xx三地同时进项此项试验中的所有措施。在每个试验点设置个27个小区,每个处理小区5 m4 m;每9个小区1组,3次重复,随
4、机区组排列。周围设置三行保护行,随机区组排列。小区间作埂分隔,田埂高度要求30 cm、覆盖农膜,要求田埂坚固结实,并留走道和灌、排水沟,以防坍塌、漏水、跑水。每个小区有单独的进水口与出水口,确保单灌、单排、小区间不串水。早稻收获时避免破坏小区田埂,按照早稻的小区排列继续开展晚稻试验。在早稻、中稻、晚稻区分别进行相应试验。基肥为水稻移栽前施在小区内与土壤充分混匀,追肥为水稻分蘖期进行施用,叶面调理剂在水稻孕穗以及齐穗期进行喷施,对照为当地常用水稻生产施肥方式且对照不喷施叶面喷施调理剂。为避免施肥时风力造成肥料窜肥,施肥前需对其它可能受到影响的田块覆膜,田间精细管理,一个处理一地一季需面积540m
5、2。 复配肥及叶面喷施调理剂处理处理基肥 (kg/亩)追肥 (kg/亩)喷肥(/亩)对照复合肥40尿素10+钾肥5不喷施T3N肥20+磷肥40 +钾肥15尿素10+A2.5不喷施T4N肥20+磷肥60+钾肥15尿素10+A2.5不喷施F3复合肥40尿素10+钾肥510gC+10gH+50kg水F4复合肥40尿素10+钾肥510gC+10gX+50kg水T3F3N肥20+磷肥40 +钾肥15尿素10+A2.510gC+10gH+50kg水T3F4N肥20+磷肥40 +钾肥15尿素10+A2.510gC+10gX+50kg水T4F3N肥20+磷肥60+钾肥15尿素10+A2.510gC+10gH+
6、50kg水T4F4N肥20+磷肥60+钾肥15尿素10+A2.510gC+10gX+50kg水2.2.2 复配肥及叶面喷施调理剂+低镉品种+淹水灌溉及其交互实验:在xx、xx、xx三地同时进项此项试验中的所有措施。在每个试验点设置个30个小区,每个处理小区5 m4 m;每9个小区1组,3次重复,随机区组排列。周围设置三行保护行,随机区组排列。小区间作埂分隔,田埂高度要求30 cm、覆盖农膜,要求田埂坚固结实,并留走道和灌、排水沟,以防坍塌、漏水、跑水。每个小区有单独的进水口与出水口,确保单灌、单排、小区间不串水。早稻收获时避免破坏小区田埂,按照早稻的小区排列继续开展晚稻试验。在早稻、中稻、晚稻
7、区分别进行相应试验,分别在不同田块试验。每个处理小区面积为5 m4 m,基肥为水稻移栽前施在小区内与土壤充分混匀,追肥为水稻分蘖期进行施用,叶面调理剂在水稻孕穗以及齐穗期进行喷施,对照为当地常用水稻生产施肥方式。比较复合肥及叶面调理剂与VIP措施(低镉品种、淹水灌溉)中一种措施的处理效果及复合肥及叶面调理剂与两种措施共同施用的效果,并增设一组使用土壤调理剂及施撒石灰的对照试验。其中低镉品种为:早稻品种株两优729、中稻品种深优9519、晚稻品种H优518;对水稻生产的全生育期进行淹水灌溉,保持田间有水层,水层高度以24cm为宜。按照镉污染稻田安全利用 田间水分管理技术规程统一实施,直到收割前7
8、天左右自然落干,尤其是在抽穗前20天至抽穗后20天内必须保证田间有3 cm水层,杜绝土壤干湿交替。(在水稻进入蜡熟期后自然落干或在水稻收获前7-10天排水晒田);施用土壤调理剂(100kg/亩,分蘖期撒施)。一个处理一地一季需面积1200m2。处理基肥 (kg/亩)追肥 (kg/亩)喷肥(/亩)是否淹水低镉品种土调阻控对照一复合肥40尿素10+钾肥5不喷施是不使用使用使用对照二复合肥40尿素10+钾肥5不喷施是不使用/T4N肥20+磷肥60+钾肥15尿素10+A2.5不喷施是不使用/F3复合肥40尿素10+钾肥510gC+10gH+50kg水是不使用/T4F3N肥20+磷肥60+钾肥15尿素1
9、0+A2.510gC+10gH+50kg水是不使用/复配肥及叶面喷施调理剂+低镉品种+淹水灌溉及其交互实验设计如下:处理一:复合肥及叶面调理剂与单独使用淹水处理二:复合肥及叶面调理剂与单独使用低镉品种处理基肥 (kg/亩)追肥 (kg/亩)喷肥(/亩)是否淹水低镉品种土调阻控对照一复合肥40尿素10+钾肥5不喷施否使用使用使用对照二复合肥40尿素10+钾肥5不喷施否使用/T4N肥20+磷肥60+钾肥15尿素10+A2.5不喷施否使用/F3复合肥40尿素10+钾肥510gC+10gH+50kg水否使用/T4F3N肥20+磷肥60+钾肥15尿素10+A2.510gC+10gH+50kg水否使用/处
10、理三:复合肥与叶面调理剂及淹水处理与低镉品种联用处理基肥 (kg/亩)追肥 (kg/亩)喷肥(/亩)是否淹水低镉品种土调阻控对照一复合肥40尿素10+钾肥5不喷施是使用使用使用对照二复合肥40尿素10+钾肥5不喷施是使用/T4N肥20+磷肥60+钾肥15尿素10+A2.5不喷施是使用/F3复合肥40尿素10+钾肥510gC+10gH+50kg水是使用/T4F3N肥20+磷肥60+钾肥15尿素10+A2.510gC+10gH+50kg水是使用/处理四:复合肥与叶面调理剂及不进行淹水处理与不使用低镉品种处理基肥 (kg/亩)追肥 (kg/亩)喷肥(/亩)是否淹水低镉品种土调阻控对照一复合肥40尿素
11、10+钾肥5不喷施否不使用使用使用对照二复合肥40尿素10+钾肥5不喷施否不使用/T4N肥20+磷肥60+钾肥15尿素10+A2.5不喷施否不使用/F3复合肥40尿素10+钾肥510gC+10gH+50kg水否不使用/T4F3N肥20+磷肥60+钾肥15尿素10+A2.510gC+10gH+50kg水否不使用/2.3 样品的处理及测定2.3.1 水稻成熟后,每个小区按照五点采样法采集土壤及5蔸水稻混合后带回实验室,清洗干净后置于烘箱105杀青30 min,60烘至恒重,用砻谷机脱掉谷壳,然后用小型粉碎机将糙米磨粉,稻米样品的消解采用NY/T 1100-2006的硝酸-高氯酸混合酸的消解方法,消
12、解液用ICP或AAS石墨炉进行早稻土壤样品检测土壤全镉、有效态镉、pH值、有机质、(CEC)等5项指标,晚稻土壤样品检测土壤有效态镉、pH值等2项指标的检测。2.3.2 稻谷样品:包括稻谷及稻杆的干重及鲜重,稻谷样品检测全镉1项指标。2.3.3 农田土壤板结情况2.4 数据处理:数据使用Ex cel和SPSS进行分析处理。2.5样品编号按照统一规则“年份-某县编号-试验类型-季别-样品类别-流水号”对所有样品进行编号。同一点位的土壤样品与稻谷样品编码流水号必须一致。样品采集时必须同步填写样品信息登记表(附表2),样品风干后立即统一送到指定的检测机构进行检测。示范区样品,按照“2019-XX县示
13、范片X-示范-早(/晚)稻-土壤-试验-处理-平行”、“2019- XX县示范片X -示范-早(/晚)稻谷-试验-处理-平行” 田间试验材料使用量(kg/亩)复合肥尿素钾肥氮肥磷肥ACHX土调石灰低镉品种种子实验一360270315360900450.180.090.09实验二14406005404801440600.240.241200120075实验三9604804804801440600.240.244800480060肥料合计(kg)276013501335132037801650.660.570.096000600013513附表1 县 标准化示范片田间档案信息表比对试验/小区试验县
14、(市/区)总面积/亩负责人联系方式涉及村组及其面积/亩成土母质代表面积/亩双季稻一季稻采样点位村组户名丘块名称代表面积(亩)经度E纬度N备注1239比对试验1比对试验2比对试验9小区试验填表人: 审核人:附表1-1 县 标准化示范片“翻耕改土”记录表采样点位翻耕时间(月-日)翻耕深度(cm)实施人签名备注1234567891050填表人: 审核人:附表1-2 县 标准化示范片“施用石灰”记录表采样点位施用时间(月-日)用量(Kg)实施人签名备注1239比对试验1比对试验2比对试验9小区试验填表人: 审核人:附表1-3 县 标准化示范片“施用土壤调理剂”记录表采样点位施用时间(月-日)用量(Kg
15、)实施人签名备注1239比对试验1比对试验2比对试验9小区试验填表人: 审核人:附表1-4 县 标准化示范片“喷施叶面阻控剂”记录表采样点位施用时间(月-日)用量(Kg)实施人签名备注1239比对试验1比对试验2比对试验9小区试验填表人: 审核人:附表1-5 县 标准化示范片“水分管理”记录表移栽抽穗前20天,每7天观测一次,抽穗前20天收获前7天,第2天观测一次。采样点位观测时间(月-日)田间持水深度(mm)实施人签名备注12350填表人: 审核人:附表2-1 县 标准化示范片采样点位信息登记表示范片名称 县(市/区) 乡镇 村 组 采样时间年 月 日 采样人电话水稻季别早稻 晚稻水稻品种序号样品类型(土壤/稻谷/水样)经度E纬度N村组流水号填表人: 审核人:14附表2-2 县 比对试验采样信息登记表示范片名称 县(市/区) 乡镇 村 组 采样时间年 月 日 采样人水稻季别早稻 晚稻电话样品序号样品类型(土壤/稻谷)比对试验编号村组处理名称水稻品种经度E纬度N填表人: 审核人:16附表2-3 县 标准示范精准小区试验采样信息登记表示范片名称 县(市/区) 乡镇 村 组采样时间年 月 日 采样人水稻季别早稻 晚稻电 话经度E纬度N样品序号样品类型(土壤/稻谷)处理名称重复小区编号水稻品种备注填表人: 审核人: