内土壤Cd浓度，单位为mg/kg ； C3为土壤Cd本底值浓度，单位为mg/kg ；
[0028]将称取好的母土与试验框内泥浆状的土壤充分搅匀，再进一步将试验框切入犁底层中，使试验框的顶部与土壤表层持平。
[0029]5)水稻种植:采用移栽或直播的方式在试验框内种植水稻，相应的农事操作、管理措施与水稻大田种植保持一致，水稻播种至水稻收获，即为本发明的一个施用周期。
[0030]6)后续处理:水稻收获后，收集框内耕层和犁底层土壤，依照《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》相关规定对该污染土壤进行处置。
[0031]实施例1:母土中可提取态Cd含量随时间变化趋势
[0032]将风干土壤200.(^浸没于400!^ 1.0g/L Cd溶液中，充分搅拌，40°C下烘干，磨碎，过Imm筛，此土壤中重金属浓度为2000mg/kg，阴凉处保存。分别在15天、30天、60天、120天、180天时，准确称取Ig土壤样品，加入40mL 0.1lM的醋酸溶液，密封后于25°C恒温振荡器，振荡16小时，平衡后过滤，用ICP-MS法测定上清液Cd浓度。
[0033]由图1可以看出，由于土壤中Cd为外源添加，因此试验初始时(15天时)约有90%的Cd为可提取形态。随着培养时间的延长，可提取态Cd含量急剧下降，表明土壤Cd形态在不断转化过程中。至120天时，可提取态Cd含量下降趋势明显趋缓，180天时土壤Cd各形态在土壤固相中达到平衡稳定。
[0034]实施例2:水稻收获后框内不同土层中Cd浓度含量情况
[0035]参照本发明方法，对田间土壤进行了重金属Cd处理，处理后框内土壤浓度分别为0.3mg/kg、0.6mg/kg和1.2mg/kg，犁底层距离土壤表面15cm，厚度5cm。水稻种植、收获后，垂直采集 0-10cm、10-15cm、15-20cm、20-40cm、40-60cm、60-80cm、80-100cm 土层样品。ICP-MS法测定土壤中Cd浓度。
[0036]图2为试验结束后，不同土层深度Cd浓度。土壤Cd本底值为0.124mg/kg，土壤pH5.5，依照《土壤环境质量标准》(GB15618)土壤Cd浓度二级标准0.300mg/kg，该土壤属于清洁土壤。由图可以看出，受水稻吸收作用的影响，不同Cd浓度处理下，0-15cm土层中Cd浓度均略低于初始浓度。土壤耕层(0-10cm、10_15cm)Cd浓度差异不大。而犁底层中土壤Cd浓度略高于土壤本底值，各处理浓度分别为0.220mg/kg、0.186mg/kg和0.148mg/kg，均小于土壤二级标准。而20-100cm土层中重金属浓度为土壤本底值浓度。此结果表明，犁底层可有效避免耕层中的Cd向下迀移，对环境无污染风险。
[0037]实施例3:水稻籽粒Cd含量与土壤Cd浓度相关关系
[0038]根据实施例2试验结果，对水稻籽粒Cd含量与土壤Cd浓度相关关系进行了分析，分析结果见图3。
[0039]由图3可以看出，对水稻籽粒Cd含量与土壤Cd浓度呈线性相关，统计分析表明，二者相关性达显著水平(p〈0.05),相关系数达0.9778。当土壤Cd浓度为0.3mg/kg时，稻米中Cd含量测定值为0.187mg/kg，而根据相关公式得到的预测值为0.172mg/kg。均接近于国家标准《食品中污染物限量》(GB 2762)所规定的0.2mg/kg限量值。表明本发明可为稻田土壤重金属含量的安全阈值研究提供可行、有效的研究方法。
【主权项】
1.一种适用于水稻田间试验的土壤镉处理方法，其步骤如下: 1)制备母土:采集田间试验耕层土壤，阴干，磨碎，过筛;称取适量土壤并浸没于高浓度Cd盐溶液中，40°C下烘干，磨碎，过筛，作为高浓度Cd污染母土，母土的Cd浓度=溶液中Cd的质量/ 土壤质量，该比例根据具体试验要求进行调整，母土须静置6个月以上，使重金属活性在土壤固相中达到平衡稳定； 2)制作试验用框:用PVC板材制作方形试验框，该试验框的上、下开口，四面的下部呈楔形； 3)计算试验框内土壤质量:当水稻田面平整完毕，土壤成松软泥浆状态时，将试验框切入到犁底层中，并使试验框顶部与土壤表层保持3-4cm高度，以便于母土处理;测量试验田土壤表层到犁底层距离，土壤含水量和土壤容重，计算试验框内土壤质量； 4)土壤重金属处理:根据试验要求、母土 Cd浓度与试验框内土壤质量，计算需要称取母土的质量； 将称取好的母土与试验框内泥浆状的土壤充分搅匀，再进一步将试验框切入犁底层中，使试验框的顶部与土壤表层持平； 5)水稻种植:采用移栽或直播的方式在试验框内种植水稻，相应的农事操作、管理措施与水稻大田种植保持一致； 6)后续处理:水稻收获后，收集框内耕层和犁底层土壤，依照相关规定对该污染土壤进行处置。2.根据权利要求1所述的土壤镉处理方法，其特征在于，步骤3)中，试验框内土壤质量的计算公式为:W2 = MXHXp/(1-C%)/1000，其中，W2表示试验框内土壤质量，单位为kg;M表示试验框底面积，单位为cm2;H表示土壤表层到犁底层的距离，单位为cm;P表示土壤容重，单位为g/cm3 ； C %表示土壤含水量。3.根据权利要求1所述的土壤镉处理方法，其特征在于，在步骤4)土壤重金属处理中，需要称取母土质量的计算公式为:Wl = (C2+C3) XW2/C1， 其中，Wl为母土质量，单位为g; W2为试验框内土壤质量，单位为g; Cl为母土Cd浓度，单位为mg/kg ； C2为试验所设试验框内土壤Cd浓度，单位为mg/kg ； C3为土壤Cd本底值浓度，单位为mg/kg ο
【专利摘要】本发明公开了一种适用于水稻田间试验的土壤镉处理方法。目前的室内盆栽试验，由于人为控制因素较多，灌水、施肥、防虫等措施与田间实际情况存在一定的差异，很难客观全面地反映产地土壤环境质量与稻米重金属含量之间的定量关系，甚至不能满足指导实际田间生产的需要。本发明的步骤如下：1)制备母土；2)制作试验用框；3)计算试验框内土壤质量；4)土壤重金属处理：根据试验要求、母土Cd浓度与试验框内土壤质量，计算需要称取母土的质量；将称取好的母土与试验框内泥浆状的土壤充分搅匀，再进一步将试验框切入犁底层中，使试验框的顶部与土壤表层持平。本发明能够客观全面地反映产地土壤环境质量与稻米重金属含量之间的定量关系。
【IPC分类】A01B79/02, A01G16/00
【公开号】CN105638345
【申请号】
【发明人】郭彬, 刘琛, 林义成, 傅庆林, 丁能飞, 李华, 李凝玉
【申请人】浙江省农业科学院
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2015年12月29日