基于土壤质量的改良剂修复镉污染稻田综合效果评价

李义纯; 王艳红; 陈勇; 唐明灯; 李奇; 李林峰; 林晓扬; 尹贻龙; 艾绍英

文章摘要

李义纯,王艳红,陈勇,唐明灯,李奇,李林峰,林晓扬,尹贻龙,艾绍英.基于土壤质量的改良剂修复镉污染稻田综合效果评价[J].农业环境科学学报,2021,40(6):1219-1228.

基于土壤质量的改良剂修复镉污染稻田综合效果评价

A comprehensive evaluation of remediation effects on cadmium contamination in paddy fields based on soil quality

投稿时间：2020-12-03

DOI：10.11654/jaes.2020-1397

中文关键词: 改良剂镉（Cd）污染稻田修复效果评估土壤质量动态加权综合评价模型

英文关键词: amendment Cd-contaminated paddy fields remediation effect evaluation soil quality dynamic weighted comprehensive evaluation method

基金项目:国家自然科学基金项目（41403104）；广东省自然科学基金项目（2014A030313768）；广东省重点领域研发计划项目（2019B020218002）；广东省农业科技创新及推广项目（2019KJ118）；广东农业科技创新及推广项目（2019KJ118）；广东省农业科学院农业优势产业学科团队建设项目（202120TD）

作者	单位	E-mail
李义纯	广东省农业科学院农业资源与环境研究所, 广州 510640 农业部南方植物营养与肥料重点实验室, 广州 510640 广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室, 广州 510640
王艳红	广东省农业科学院农业资源与环境研究所, 广州 510640 农业部南方植物营养与肥料重点实验室, 广州 510640 广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室, 广州 510640
陈勇	广东省农业科学院农业资源与环境研究所, 广州 510640 农业部南方植物营养与肥料重点实验室, 广州 510640 广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室, 广州 510640
唐明灯	广东省农业科学院农业资源与环境研究所, 广州 510640 农业部南方植物营养与肥料重点实验室, 广州 510640 广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室, 广州 510640
李奇	广东省农业科学院农业资源与环境研究所, 广州 510640 农业部南方植物营养与肥料重点实验室, 广州 510640 广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室, 广州 510640
李林峰	广东省农业科学院农业资源与环境研究所, 广州 510640 农业部南方植物营养与肥料重点实验室, 广州 510640 广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室, 广州 510640
林晓扬	广东省农业科学院农业资源与环境研究所, 广州 510640
尹贻龙	广东省农业科学院农业资源与环境研究所, 广州 510640
艾绍英	广东省农业科学院农业资源与环境研究所, 广州 510640 农业部南方植物营养与肥料重点实验室, 广州 510640 广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室, 广州 510640	ycli724@hotmail.com,aishaoying@gdaas.cn

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中文摘要:

受污染农田修复技术应用效果的综合评价，在当前我国土壤污染管控与修复工作中尤为重要和紧迫。本文针对自主研发的改良剂，在我国华南地区受镉（Cd）污染的水稻种植区开展野外大田试验，重点围绕土壤环境、肥力和健康质量的变化，探索改良剂施用对土壤质量的影响；选择DTPA浸提态Cd、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、阳离子交换量（CEC）、糙米Cd和稻谷产量构建指标体系，利用动态加权综合评价模型评判改良剂的修复效果。结果表明，当改良剂施用量为6 000 kg·hm^-2和7 500 kg·hm^-2时，DTPA浸提态Cd含量分别减少10.5%和8.8%。当改良剂用量为6 000 kg·hm^-2时，有机质含量减小6.3%；改良剂没有显著影响碱解氮、有效磷和CEC含量，但是显著提高了速效钾含量。当改良剂用量为1 500 kg·hm^-2时，糙米Cd含量增加23.9%；当改良剂用量≥4 500 kg·hm^-2时，糙米Cd含量显著低于国家标准，且修复效率（RE）均超过40%。当改良剂用量为4 500 kg·hm^-2时，稻谷产量增加18.7%。采用动态加权综合评价模型研究发现，当用量为6 000 kg·hm^-2时，改良剂修复Cd污染稻田的综合效果最佳。

英文摘要:

At present, it is overly important and urgent to carry out a comprehensive evaluation of the effects of some current remediation technologies against cadmium（Cd）contamination in paddy fields in China, which play a key role in promoting the control and remediation of soil pollution. In this study, a self-developed amendment was selected, and a field experiment was carried out in a rice-growing region in South China to investigate the effects of the amendment application on the soil environment, fertility, and health. Additionally, DTPA extractable Cd, organic matter, alkaline hydrolytic nitrogen, available phosphorus and potassium, cation exchange capacity（CEC）, brown rice Cd, and rice yield were selected to construct a comprehensive evaluation index system, which was used to comprehensively evaluate the remediation effect of the amendment application in Cd-contaminated paddy fields according to a dynamic weighted comprehensive evaluation method. The results showed that the concentrations of DTPA extractable Cd in treatments of 6 000 kg·hm^-2 and 7 500 kg·hm^-2 were reduced by 10.5% and 8.8% from the control treatment, respectively. The soil organic matter content in the 6 000 kg·hm^-2 treatment decreased by 6.3% compared with the control. Amendment application did not significantly affect alkaline hydrolytic nitrogen and available phosphorus contents and CEC but significantly increased available potassium content. Application at a rate of 1 500 kg·hm^-2 significantly increased brown rice Cd content by 23.9%. When the application rate was ≥4 500 kg·hm^-2, brown rice Cd content was significantly lower than the National Food Safety Standard. Moreover, the remediation efficiency（RE）was more than 40%. The 4 500 kg·hm^-2 treatment significantly elevated the rice yield, representing an 18.7% increase from the control treatment. The dynamic weighted comprehensive evaluation method’ s results showed that the comprehensive remediation effect of amendment application at a rate of 6 000 kg·hm^-2 on Cdcontaminated paddy fields was optimal.

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