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作物杂志,2024, 第5期: 131–139 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2024.05.019

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

钙镁水滑石施用方式对双季稻糙米镉含量与土壤特性的影响

田琴琴1,2(), 卓乐1, 陈娜娜1, 郑德超1, 吴小京3, 喻鹏4, 陈平平1, 易镇邪1()   

  1. 1湖南农业大学农学院，410128，湖南长沙
    2衡南县农业农村局，421100，湖南衡阳
    3郴州市农作物种子储备和技术推广站，423000，湖南郴州
    4湖南农业大学化学与材料科学学院，410128，湖南长沙
  • 收稿日期:2023-07-25 修回日期:2023-12-06 出版日期:2024-10-15 发布日期:2024-10-16
  • 通讯作者: 易镇邪，主要从事作物高产生理与资源高效利用研究，E-mail：yizhenxie@126.com
  • 作者简介:田琴琴，主要从事作物高产高效栽培理论与技术研究，E-mail：2388355332@qq.com
  • 基金资助:
    青海省重点研发与转化计划项目(2021-GX-172)

Effects of Calcium-Magnesium Hydrotalcite on Cadmium Content in Brown Rice of Double-Cropping Rice and Soil Characteristics

Tian Qinqin1,2(), Zhuo Le1, Chen Nana1, Zheng Dechao1, Wu Xiaojing3, Yu Peng4, Chen Pingping1, Yi Zhenxie1()   

  1. 1College of Agronomy, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, Hunan, China
    2Agriculture and Rural Bureau of Hengnan County, Hengyang 421100, Hunan, China
    3Chenzhou Crop Seed Reserve and Technology Promotion Station, Chenzhou 423000, Hunan, China
    4College of Chemistry and Materials Science,Hunan Agricultural University, Changsha 410128, Hunan, China
  • Received:2023-07-25 Revised:2023-12-06 Online:2024-10-15 Published:2024-10-16

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68

摘要：

为探讨钙镁水滑石对双季稻糙米镉含量的影响及其适宜施用方式，通过2年大田试验研究了钙镁水滑石（CK，不施；T1，第1年早稻基施3000 kg/hm2；T2，第1年早稻基施1500 kg/hm2；T3，每年早稻基施1500 kg/hm2；T4，每季基施750 kg/hm2；T5，每季基施375 kg/hm2）对双季稻糙米镉含量与稻田土壤特性的影响。结果表明，随钙镁水滑石施入时间的延长，双季稻糙米镉含量显著降低，但降幅有品种间与年际间差异。2021年各品种糙米镉含量降幅随钙镁水滑石用量增加而增大，但T1、T2、T3处理间差异不显著；2022年糙米镉含量降幅均以T3处理最大。钙镁水滑石显著提高了土壤pH和养分含量，降低了土壤有效镉含量，2021和2022年分别以T1和T3处理效果最好。主成分分析与相关分析表明，钙镁水滑石用量与土壤有效镉含量、糙米镉含量呈显著负相关，与土壤pH及速效磷、速效钾、碱解氮含量呈显著正相关。可见，合理施用钙镁水滑石可改良土壤酸性，提高养分含量，降低土壤有效镉含量，最终使糙米镉含量下降，综上，本试验以T3为最佳处理。

关键词: 水稻, 钙镁水滑石, 施用方式, 产量, 糙米镉含量, 土壤特性

Abstract:

In order to explore the effect of calcium-magnesium hydrotalcite (CMH) on cadmium content of brown rice in double-cropping rice and its suitable application methods, a two-year field experiment was conducted under different application methods of CMH (CK, 0; T1, basal application of 3000 kg/ha in early rice in first year; T2, basal application of 1500 kg/ha in early rice in first year; T3, basal application of 1500 kg/ha in early rice per year; T4, basal application of 750 kg/ha per season; T5, basal application of 375 kg/ha per season). The results showed that CMH could significantly reduce the cadmium content in brown rice of double cropping rice, but the decrease varied between varieties and years. The decrease in cadmium content of brown rice in various varieties in 2021 increased with the increment of CMH dosage, but there was no significant difference among T1, T2, and T3 treatments. The decrease in cadmium content in brown rice in 2022 was the largest in T3 treatment. CMH significantly increased soil pH and nutrients content, and reduced soil available cadmium content, and T1 and T3 treatments were the best in 2021 and 2022, respectively. Principle component analysis and correlation analysis showed that the amount of CMH was significantly negatively correlated with the available cadmium content in soil and the cadmium content in brown rice, while it was significantly positively correlated with soil pH, available phosphorus, available potassium, and alkaline nitrogen content. It can be seen that reasonable application of CMH can improve soil acidity, increase soil nutrient content, reduce effective cadmium content in soil, and ultimately reduce cadmium content in brown rice. In summary, T3 was the optimal treatment under the experimental conditions.

Key words: Rice, Calcium-magnesium hydrotalcite, Application method, Yield, Cadmium content in brown rice, Soil characteristics

表1

钙镁水滑石对双季稻实际产量的影响

年份Year 品种Variety CK T1 T2 T3 T4 T5
2021 湘早籼45号 4.75±0.07c 5.20±0.08a 5.03±0.14ab 5.05±0.05b 4.96±0.09bc 4.79±0.05c
陆两优996 5.56±0.06c 5.89±0.13a 6.16±0.13a 6.08±0.01a 6.02±0.11b 5.78±0.03b
玉针香 6.52±0.13c 7.05±0.11a 6.63±0.09bc 7.14±0.03a 6.77±0.13abc 6.63±0.03c
创两优669 6.91±0.10c 7.69±0.10a 7.52±0.10ab 7.76±0.04a 7.23±0.16bc 7.18±0.04b
2022 湘早籼45号 6.39±0.07b 7.19±0.04a 7.13±0.12a 7.21±0.09a 6.49±0.09b 6.47±0.04b
株两优4026 7.48±0.10c 8.36±0.08ab 8.30±0.15ab 8.50±0.05a 8.17±0.30b 7.52±0.04c
玉针香 5.03±0.13c 5.27±0.03b 5.14±0.03c 5.55±0.03a 5.55±0.01a 5.13±0.04c
创两优669 5.82±0.10d 6.43±0.10b 6.15±0.06c 6.69±0.01a 6.67±0.03a 6.05±0.03c

表2

钙镁水滑石对双季稻糙米镉含量的影响

年份Year 品种Variety CK T1 T2 T3 T4 T5
2021 湘早籼45号 0.09±0.01a 0.05±0.02d 0.05±0.01d 0.05±0.01d 0.06±0.01c 0.08±0.01b
陆两优996 0.10±0.01a 0.04±0.01d 0.05±0.01c 0.05±0.01c 0.07±0.02b 0.08±0.01b
玉针香 0.18±0.02a 0.09±0.01c 0.09±0.01c 0.09±0.01c 0.13±0.01b 0.12±0.01b
创两优669 0.15±0.01a 0.06±0.01c 0.07±0.01c 0.07±0.01c 0.11±0.01b 0.13±0.01b
2022 湘早籼45号 0.41±0.01a 0.18±0.01d 0.27±0.01c 0.14±0.01e 0.20±0.01cd 0.32±0.01b
株两优4026 0.26±0.01a 0.14±0.02d 0.18±0.01b 0.12±0.01e 0.16±0.01c 0.25±0.01a
玉针香 0.33±0.02a 0.19±0.01b 0.20±0.02b 0.11±0.02c 0.13±0.02c 0.20±0.02b
创两优669 0.28±0.02a 0.14±0.01cd 0.15±0.02bc 0.12±0.02d 0.13±0.02cd 0.18±0.02b

图1

钙镁水滑石对双季稻田土壤pH的影响 RS：返青期，TP：分蘖盛期，BS：孕穗期，FH：齐穗期，MG：灌浆中期，MS：成熟期。下同。

图2

钙镁水滑石对双季稻田土壤有效镉的影响

表3

钙镁水滑石对双季稻田土壤养分的影响

年份Year 季别Season 处理Treatment 速效钾Available K 速效磷Available P 碱解氮Available N
2021 早稻 CK 100.00±10.50b 60.88±1.27c 157.27±1.46c
T1 140.00±11.55a 79.43±1.64a 178.97±1.07a
T2 113.33±11.55b 77.63±1.61ab 177.80±1.40a
T3 113.33±11.55b 77.09±1.59ab 176.87±0.81a
T4 106.67±11.55b 76.42±1.07b 164.03±1.62b
T5 106.67±11.55b 63.40±1.32c 161.93±2.02b
晚稻 CK 126.67±11.55c 72.41±1.50c 146.53±2.25c
T1 166.67±11.55a 84.84±1.75a 167.77±1.07a
T2 153.33±11.55ab 77.27±1.60b 165.20±3.30ab
T3 153.33±11.55ab 75.83±1.57b 164.27±3.59ab
T4 146.67±11.55abc 75.11±1.55bc 163.80±0.70ab
T5 133.33±11.55bc 72.41±1.50c 160.53±1.62b
2022 早稻 CK 113.33±11.55b 36.08±2.28c 172.20±3.70b
T1 153.33±11.55a 44.97±3.34a 184.80±4.85a
T2 140.00±20.00ab 41.90±2.27ab 183.40±5.05ab
T3 140.00±20.00ab 45.33±0.89a 187.13±7.05a
T4 133.33±11.55ab 39.68±1.73bc 182.93±5.30ab
T5 133.33±11.55ab 39.26±1.30bc 182.47±6.31ab
晚稻 CK 166.67±11.55b 38.49±3.54d 92.87±5.66b
T1 240.00±10.00a 49.52±2.77b 106.40±7.79ab
T2 186.67±11.55b 46.35±3.42c 100.33±5.83ab
T3 260.00±20.00a 55.97±2.60a 107.80±9.18a
T4 186.67±11.55b 46.14±6.68c 97.07±5.83ab
T5 180.00±12.00b 39.38±0.68c 92.87±3.52b

图3

钙镁水滑石对土壤pH、有效镉及养分影响的主成分分析 AC：有效镉，AP：速效磷，AK：速效钾，AN：碱解氮。下同。

图4

钙镁水滑石用量与土壤特性及糙米镉含量的相关性 Z、W分别为早稻、晚稻；1、2分别为2021年、2022年；C为糙米镉含量。CM：钙镁水滑石用量，XZX45：湘早籼45，LLY996：陆两优996，YZX：玉针香，CLY669：创两优669，ZLY4026：株两优4026。*：P < 0.05，**：P < 0.01，***：P < 0.001。

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