单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,水稻镉污染与防治,涂仕华,四川省农业科学院土壤肥料研究所,2009.8.13-15 峨眉山,水稻镉污染与防治涂仕华,1,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0.152mg/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。,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。,镉的来源、性质及四川污染现状 来源,2,性质,Cd是一种易挥发性的金属，在燃烧过程中(金属熔点321,0,C,沸点767,0,C,氧化物900,0,C升华)75%随烟尘挥发到空气中；,在环境中的化学价(Cd,2+,)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。,性质,3,四川的镉污染现状,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。,四川的镉污染现状 分布与成因,4,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.,毒性及危害,5,镉对水稻的危害及在体内的分布,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,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),镉对水稻的危害及在体内的分布 危害,6,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,水稻镉污染防控技术措施 镉污染土壤分级与作物布局,7,镉污染土壤分级与作物布局,土壤污染程度分级,P,Cd,=C,Cd,/S,Cd,(P,Cd,-,Cd单指标污染指数,C,Cd,-,实测值,S,Cd,-,污染临界值),-轻度：P,Cd,=12,-中度：P,Cd,=23,-重度：P,Cd,=3,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,镉污染土壤分级与作物布局土壤污染程度分级,8,菠菜、油菜 大蒜,牛皮菜 防风属,土豆*,胡萝卜,茄子、豌豆 甜菜,生菜、莴笋 萝卜,包菜、青花菜 洋葱,小白菜、芹菜,辣椒 土豆*,西红柿、花菜,蘑菇、三叶草,南瓜,菜豆、豇豆 土豆*,黄瓜、南瓜、冬瓜,高,中,油菜（芥菜）,小麦 草莓,水稻*,豌豆,花生,大豆*,玉米、高粱 西瓜,各种木本果树,高,低,中,低,蔬菜,粮、油作物,不同作物吸镉能力比较,果树,高中高低中低蔬菜粮、油作物不同作物吸镉能力比较果树,9,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、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。,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72,10,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,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,肥料和施用技术不适合镉污染土壤上水稻生产的肥料品种,12,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,土壤酸碱度调节把Cd污染土壤的pH调整到中性偏碱,13,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,淹水降Cd的机理,-土壤pH升高至7左右，比淹水前降低有效Cd约60%80%,-Eh下降，土壤中的S和施入的含硫物料被还原成S,2-,，与Cd生产CdS沉淀。,防止污水灌溉,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,14,镉污染区农作物秸秆的利用,Cd污染地区的农作物秸秆不宜,还田(相当于还入0.250.5g Cd/年),种植食用菌(按双孢蘑菇5000kg稻草/亩计，相当于还入Cd 1.252.5 g/亩;以蘑菇Cd限量0.2mg/kg计，可使蘑菇Cd超标数倍至数十倍。),作饲料,可用于,作燃料,林业、花卉和绿化草地（包括草木灰）,造纸原料,生产煤气,镉污染区农作物秸秆的利用Cd污染地区的农作物秸秆不宜,15,关于污染土壤的修复技术,物理修复 客土:仅限于微域污染,化学修复 土壤清洗:仅限于地势平坦、有水源的微域污染,生物修复,微生物：不适用,超富集植物：仅限于微域污染，富集植物的利用或处理是一个难题。如龙葵,在Cd污染超临界值100倍的土壤上,比一般植物吸收高100倍的镉,但在轻度中度Cd污染土壤上,对Cd的吸收仅比一般植物高2-3倍,1mg/kg。,关于污染土壤的修复技术物理修复 客土:仅限于微域污染,16,