唐可蘭，馮 偉，唐佑根，陳嘉莉，廖彥初

(1衡陽市農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)管理站，湖南衡陽421000;2衡東縣農(nóng)業(yè)局，湖南衡東421400;3衡南縣農(nóng)業(yè)局，湖南衡南422001;4衡南縣寶蓋鎮(zhèn)農(nóng)技站，湖南衡南422003)

20世紀(jì)以來，土壤鎘污染問題日益加?。?～4］。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國鎘污染的農(nóng)田面積達(dá)27.86萬公頃，每年鎘含量超標(biāo)的農(nóng)產(chǎn)品有14.6億千克。我國稻米中有10%超過了0.2 mg/kg的限量標(biāo)準(zhǔn)(GB15201294)，嚴(yán)重威脅到我國人民的健康［5］。但是，目前對(duì)土壤鎘污染的治理方法都存在推廣難度大和成本高等問題［6～8］。不同品種的水稻對(duì)鎘的富集存在一定的差異［9，10］，而一些簡(jiǎn)易的農(nóng)藝措施也可能降低水稻對(duì)鎘的吸收［11～13］。因此，篩選低鎘累積、達(dá)標(biāo)、高產(chǎn)的水稻品種，探討施用生石灰對(duì)稻米鎘累積量的影響與稻田土壤中鎘含量的變化的相關(guān)研究逐漸引起了廣大科研人員的重視［14～16］。本研究選擇衡陽地區(qū)種植的6個(gè)早稻主導(dǎo)品種，系統(tǒng)研究了施用生石灰處理對(duì)水稻鎘富集的影響，以為低富集品種的篩選和低鎘農(nóng)藝措施的建立提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

衡南縣地處東經(jīng) 112°16'～113°08'，北緯 26°32'～26°58'，屬于亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū)，具有熱量充足，雨水集中，冬冷夏熱，四季分明，春溫多變，夏秋多旱，嚴(yán)寒期短，暑熱期長的特點(diǎn)。年均氣溫17.8℃，年降水量1 268.8 mm左右，全年無霜期287 d。試驗(yàn)區(qū)位于衡南縣川口鄉(xiāng)將軍村前進(jìn)組，面積0.27 hm2。土壤鎘含量0.6 mg/kg，pH 5.2。

1.2 供試材料

選擇當(dāng)?shù)?個(gè)主導(dǎo)早稻品種:中早39、中嘉早17、湘早秈 45、陵兩優(yōu)942、陵兩優(yōu) 104、陵兩優(yōu) 674。試驗(yàn)所用生石灰為本地產(chǎn)，粉碎過1 cm篩后備用。種植過程中所施用的肥料包括:復(fù)合肥(含N 15%，含 P2O515%，含 K2O 15%)和尿素(總 N≥46.4%)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

生石灰用量750 kg/hm2，于分蘗末期拌細(xì)泥土750 kg一次施用。施用時(shí)間選擇溫度較低時(shí)，通常選陰天或下午4:00～5:00。以不施用生石灰為對(duì)照。3次重復(fù)，共36個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積21.6 m2。所有小區(qū)全部收獲計(jì)產(chǎn)。

栽培技術(shù)要求:雜交早稻每蔸插3粒谷的秧，常規(guī)稻每蔸插5～6苗，均在3月下旬完成。施肥、施藥、排灌等管理措施均按照當(dāng)?shù)毓芾砹?xí)慣進(jìn)行。

1.4 測(cè)試指標(biāo)及方法

試驗(yàn)前采集原始土壤樣品，試驗(yàn)后各小區(qū)采集土壤樣品和稻谷樣品各1個(gè)。土壤pH值以電位法測(cè)定，土壤有效鎘含量以鹽酸提取，原子吸收測(cè)定。按國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行糙米重金屬含量檢測(cè)。將糙米粉碎，先在低溫電爐上使其炭化，再在馬福爐中充分灰化，然后用稀鹽酸溶解提取，用火焰原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定鎘含量。所有數(shù)據(jù)均進(jìn)行單因素方差分析，并進(jìn)行種植前后及不同品種之間的多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植水稻前后土壤pH值的變化

土壤pH值通過多個(gè)方面影響植物的生長和發(fā)育，不同植物在生長過程中也會(huì)對(duì)土壤pH值產(chǎn)生一定影響。相對(duì)較低的pH值能促進(jìn)重金屬鎘的活化，增加其有效性，從而帶來更大的危害。

種植水稻前后分別測(cè)試了各處理的土壤pH值，結(jié)果如表1。對(duì)照組與原始土壤相比，種植水稻后土壤的pH值略有降低，但均未達(dá)到顯著水平。而施用生石灰的處理，在種植水稻后土壤pH值均有所升高，其中中嘉早17、陵兩優(yōu)104和湘早秈45與對(duì)照相比都達(dá)到了差異顯著水平。施生石灰處理組種植不同水稻品種后的土壤pH值沒有表現(xiàn)出顯著差異，而對(duì)照組陵兩優(yōu)104的土壤pH值則顯著低于其他品種，說明陵兩優(yōu)104品種更能促進(jìn)土壤pH值的降低，具有促進(jìn)鎘活化的風(fēng)險(xiǎn)。施用生石灰可以增加土壤pH值，這種影響大于水稻品種對(duì)土壤pH值的影響。

表1 種植水稻前后土壤pH值變化情況

2.2 種植水稻前后土壤有效鎘含量的變化

普通土壤中的有效鎘含量一般為0.01～2 mg/kg，平均背景值為0.097 mg/kg，主要來源于成土母質(zhì)。污染土壤的鎘主要來源于采礦、冶煉、電鍍及化工行業(yè)的廢水、廢氣和廢渣等。此外，不合理施用含鎘的農(nóng)用污泥、化肥和農(nóng)藥等也是土壤中鎘的重要來源。測(cè)試種植水稻前后各小區(qū)土壤鎘的含量，結(jié)果表明不同處理種植水稻前后小區(qū)土壤有效鎘的含量均超出了國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB15618－1995)中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(0.3 mg/kg)。對(duì)照和施用生石灰處理均未顯著改變土壤中有效鎘的含量，并且種植不同水稻品種后土壤有效鎘的含量也沒有表現(xiàn)出顯著差異性(表2)。這說明施用生石灰和種植不同品種的水稻，均難以影響土壤中鎘含量的變化。

表2 種植水稻前后土壤有效鎘含量(mg/kg)變化情況

2.3 水稻產(chǎn)量和稻米鎘含量變化

不管施用生石灰與否，水稻的產(chǎn)量均沒有顯著差異。而不同品種間的水稻產(chǎn)量存在顯著差異。對(duì)照組中嘉早17的產(chǎn)量最高，為8 613.00 kg/hm2，陵兩優(yōu)674的產(chǎn)量最低，兩者差異顯著。施生石灰處理組陵兩優(yōu)104的產(chǎn)量最高，為8 566.50 kg/hm2，中嘉早17的產(chǎn)量最低，兩者差異顯著(表3)。總體來看，施用生石灰處理會(huì)在一定程度上降低水稻的產(chǎn)量，不過在本試驗(yàn)中的降低幅度均未達(dá)到顯著水平。

稻米中鎘的含量如表3。分析發(fā)現(xiàn)，除陵兩優(yōu)942外，其他5個(gè)水稻品種在施用生石灰后，稻米中鎘的含量都有不同程度的下降，只是下降幅度在統(tǒng)計(jì)學(xué)上均未達(dá)到顯著水平(p＞0.05)。此外，不同品種稻米的鎘含量在對(duì)照組和處理組中均存在顯著差異。在對(duì)照和處理組中均是陵兩優(yōu)104的稻米鎘含量最高，對(duì)照組中陵兩優(yōu)942的稻米鎘含量最低，而生石灰處理組中中早39的稻米鎘含量最低，并且最高和最低的差異均達(dá)到顯著水平。這說明，施用生石灰處理可以在一定程度上減少水稻鎘的富集，但是，在本試驗(yàn)條件下，施用生石灰對(duì)水稻鎘富集的影響要低于水稻品種的影響。

表3 不同水稻品種的產(chǎn)量及稻米鎘含量比較

3 結(jié)論與討論

土壤條件對(duì)水稻鎘的富集特征具有一定的影響，水稻品種對(duì)鎘的富集特性也有影響。本文通過對(duì)6個(gè)早稻品種在同一土壤條件下施用生石灰處理的比較分析，得出如下結(jié)論:

(1)種植水稻會(huì)在一定程度上降低土壤pH值，從而增加土壤鎘的活性，增強(qiáng)鎘污染的危害，不同水稻品種降低土壤pH值的能力存在差異。而施用生石灰則可以增加土壤pH值，降低土壤鎘的活性，生石灰對(duì)土壤pH值的影響效果大于水稻品種的影響效果。

(2)種植水稻和施用生石灰均不能顯著改變土壤中鎘的含量，并且種植不同水稻品種的土壤鎘的含量也無顯著差異。這可能是本試驗(yàn)施用生石灰的量較少的緣故。

(3)總體來看，施用生石灰會(huì)在一定程度上降低水稻的產(chǎn)量，卻可以減少稻米鎘的富集量。在本試驗(yàn)條件下，施用生石灰的影響要低于水稻品種的影響，即水稻富集鎘的多少更主要取決于水稻品種。

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