双季稻区镉污染稻田水稻改制玉米轮作对镉吸收的影响

来源：《农业环境科学学报》2019年3期

作者：吴家梅^1,2,3，谢运河^1,2，田发祥^1,2，官迪^1,2，朱坚^1,2，陈锦^1,2，纪雄辉^1,2,3*

单位：1.湖南省农业环境生态研究所，农业部长江中游平原农业环境重点实验室；2.农田土壤重金属污染防控与修复湖南省重点实验室；3.南方粮油作物协同创新中心

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摘  要

为研究低镉（Cd）污染（Cd为0.35 mg·kg^-1）稻田改制的农产品安全利用技术，通过双季稻区早-晚稻轮作，玉米-玉米轮作、水稻-玉米轮作和玉米-水稻轮作试验，研究不同轮作制度下土壤有效Cd、作物不同器官Cd含量，Cd富集系数、转移系数和土壤养分的变化。

结果表明：不同轮作制度下，水稻根、茎叶和稻米中Cd的平均含量分别为3.66、1.30 mg·kg^-1和0.36 mg·kg^-1；玉米根、茎叶和籽粒中Cd的含量分别为0.50、0.12 mg·kg^-1和0.03 mg·kg^-1；水稻根系、茎叶和籽粒的富集系数平均分别为11.96、4.27和1.19，玉米的分别为1.73、0.50和0.13；水稻的根系向茎叶和茎叶向籽粒转运的转运系数分别为0.36和0.28，玉米的为0.24和0.20；晚稻籽粒Cd含量高于早稻，秋玉米Cd含量高于春玉米；土壤中的碱解氮、有效磷和速效钾不影响作物对Cd的吸收；种植玉米比同季水稻略有增产。研究表明，在Cd轻度污染地区，晚稻改种玉米能保障粮食作物安全，是一种值得推荐的种植制度。

结  论

水稻和玉米不同器官对Cd的累积规律为根系>茎叶>籽粒。水稻根、茎叶和籽粒吸收的Cd含量分别是玉米相同器官的7.3、10.8倍和12.0倍。水稻根系的富集系数明显高于玉米。

水稻和玉米各器官的富集系数均为BCF_root>BCF_stem>BCF_grain。水稻各器官的富集系数高于玉米。同一处理各器官的转移系数均为TF_stem>TF_grain。

水旱轮作土壤中的稻田和玉米土壤有效Cd与作物籽粒呈显著相关关系。农田土壤中的碱解氮、有效磷和速效钾含量不影响作物对Cd的吸收。

早、晚稻季节种植玉米分别比种植水稻增产4.2%和6.4%。稻田改种玉米不同轮作制中，为保持一定的水稻面积和粮食作物产量，在双季稻区晚稻改种玉米，早稻采用措施降低稻米Cd的吸收，有利于粮食作物的安全生产。