周江明，鄭建斌，王曉東

(江山市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 江山 324100)

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生石灰對(duì)水稻重金屬累積的影響

周江明，鄭建斌，王曉東

(江山市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 江山 324100)

以生石灰為材料，調(diào)節(jié)稻田土壤pH值，研究其對(duì)土壤中多種重金屬元素有效態(tài)含量及稻米中重金屬積累的影響。結(jié)果表明，與未撒石灰的對(duì)照大田相比，施用石灰后，土壤pH值上升0.22個(gè)單位，土壤汞、砷、鎘、鉻、鉛的有效態(tài)含量降低，水稻籽粒中汞、砷、鎘、鉻、鉛含量亦降低，且對(duì)水稻產(chǎn)量無(wú)不利影響。表明施用生石灰可有效降低水稻籽粒重金屬積累，更好保障農(nóng)產(chǎn)品安全。

重金屬有效性； 農(nóng)產(chǎn)品安全； 農(nóng)藝措施

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和工農(nóng)業(yè)快速發(fā)展，工業(yè)和生活廢水排放、污水灌溉、汽車廢氣排放、大量化肥施用及大氣沉降等因素造成我國(guó)耕地土壤重金屬污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重。據(jù)2014年4月17日環(huán)境保護(hù)部和國(guó)土資源部聯(lián)合發(fā)布的《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》[1]顯示，我國(guó)耕地質(zhì)量堪憂，土壤點(diǎn)位超標(biāo)率為19.4%，輕微、輕度、中度和重度污染點(diǎn)位比例分別為13.7%、2.8%、1.8%和1.1%，其中重金屬鎘(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、銅(Cu)、鉛(Pb)、鉻(Cr)、鋅(Zn)、鎳(Ni)等8種無(wú)機(jī)污染物的點(diǎn)位超標(biāo)率分別為7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%。污染的耕地不僅導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量下降甚至絕收，更嚴(yán)重的是，重金屬還可能通過(guò)土壤—作物—食物的遷移方式，進(jìn)入到動(dòng)物乃至人體內(nèi)，危害動(dòng)物、人體健康。鎘米、砷毒、血鉛等重金屬污染危害事件近年來(lái)已屢見(jiàn)報(bào)道，重金屬污染已成為土壤污染中備受關(guān)注的社會(huì)公共問(wèn)題之一[2-3]。

水稻是重要的糧食作物，全球60%以上的人口以稻米為主食[4]。諸多研究表明，水稻具有大量吸收積累重金屬的特性，特別是對(duì)Cd的吸收能力非常強(qiáng)，而且在低度污染土壤中，存在水稻生長(zhǎng)不受影響而稻米重金屬含量已超標(biāo)、甚至土壤重金屬含量不超標(biāo)而稻米超標(biāo)的現(xiàn)象[3,5-8]，直接影響稻米的食用安全。針對(duì)我國(guó)人口多、耕地少、大面積耕地土壤輕中度污染的現(xiàn)實(shí)，利用化學(xué)改良劑來(lái)合理調(diào)節(jié)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境，以控制重金屬向植物體的轉(zhuǎn)移，從而降低污染物在農(nóng)產(chǎn)品中的積累，無(wú)疑是比較理想的處理方法，這樣既不致影響農(nóng)作物生產(chǎn)，又能達(dá)到改善農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的目的[6-11]。目前，利用石灰調(diào)節(jié)土壤pH來(lái)降低重金屬有效性的研究較多，但多局限于室內(nèi)盆栽試驗(yàn)[6,11-13]，在大田上大面積應(yīng)用的調(diào)查研究尚鮮有報(bào)道。本研究通過(guò)在大面積稻田上施用石灰來(lái)調(diào)節(jié)土壤pH值，調(diào)查土壤中Hg、As、Cd、Cr、Pb的含量，及其對(duì)稻米重金屬累積的影響，以期為面上推廣土壤污染物修復(fù)治理技術(shù)，保障糧食安全生產(chǎn)提供基礎(chǔ)與依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

2016年3月至12月在浙江省江山市賀村鎮(zhèn)友愛(ài)村達(dá)埂畈進(jìn)行試驗(yàn)示范，面積10 hm2。供試水稻品種為中早39。供試肥料為常規(guī)復(fù)合肥(N、P2O5、K2O各16%)、尿素(N 46%)和氯化鉀(K2O 60%)。

供試土壤為水稻土，耕層土壤基本理化性狀：全氮1.17 g·kg-1，有機(jī)質(zhì)28.35 g·kg-1，有效磷21.7 mg·kg-1，速效鉀116.3 mg·kg-1，pH值6.27。

1.2 處理設(shè)計(jì)

在農(nóng)田翻耕移植前7 d，每667 m2施用生石灰75 kg，記為L(zhǎng)A，對(duì)照處理大田不施石灰，記為CK。

1.3 樣品采集與分析

于2016年試驗(yàn)前(3月15日)及水稻收獲期(8月20日)，分別采集0～20 cm耕層土壤樣品。試驗(yàn)前共取4個(gè)土樣，試驗(yàn)后取5個(gè)土樣(LA處理區(qū)3個(gè)，CK區(qū)2個(gè))，每個(gè)土樣分別由5個(gè)不同點(diǎn)的子樣混合組成。土壤樣品風(fēng)干粉碎后，用于測(cè)定土壤酸堿度，及Cr、Cd、Pb、Hg、As等重金屬有效性含量。同時(shí)采集水稻籽粒及秸稈樣品，烘干粉碎后用于分析Cr、Cd、Pb、Hg、As等重金屬含量。

土壤pH值用酸度計(jì)(PHS-3S，雷磁)測(cè)定，土水質(zhì)量體積比為1∶2.5，檢測(cè)方法參照NY/T 1121.2—2006；土壤總鉛、鎘檢測(cè)方法參照GB/T 17141—1997，總鉻檢測(cè)方法參照HJ 491—2009，總砷檢測(cè)方法參照NY/T 1121.11—2006，總汞檢測(cè)方法參照NY/T 1121.10—2006；土壤有效態(tài)鉛、砷、汞、鎘、鉻檢測(cè)方法參照LY/T 1261—1999《森林土壤有效鋅的測(cè)定》，稀鹽酸提?。凰咀蚜：徒斩掋U含量分析方法參照GB 5009.12—2010，鎘含量分析方法參照GB 5009.15—2014，鉻含量分析方法參照GB 5009.123—2014，砷、汞含量分析方法參照GB 5009.11—2014和GB 5009.17—2014。

1.4 生產(chǎn)管理

水稻于2016年4月28日播種，大田5月18—20日機(jī)械移植，8月20日機(jī)械收割。施肥情況：5月16—17日施基肥，5月28日施分蘗肥?；拭?67 m2施用量為復(fù)合肥35 kg、尿素10 kg；分蘗肥施尿素12.5 kg、氯化鉀7.5 kg，同時(shí)施用除草劑(每667 m2丁芐20 g)。整個(gè)田畈灌排水、施肥、病蟲害防治等統(tǒng)一管理。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010和SPSS 16.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 大田施用生石灰對(duì)土壤重金屬含量的影響

種植水稻前后，施用石灰處理的LA區(qū)土壤pH值從6.27上升到6.57，CK處理區(qū)土壤pH值亦有少量提高(pH 6.35)。重金屬的有效態(tài)是水稻吸收積累的主要形態(tài)。從表1可以看出，水稻收獲后，LA處理的土壤Cr、Cd、Pb、Hg、As有效態(tài)含量均低于CK。這可能與施用生石灰導(dǎo)致土壤pH值升高有關(guān)。

表1 生石灰對(duì)土壤重金屬有效態(tài)含量的影響 mg·kg-1

2.2 大田施用生石灰對(duì)水稻重金屬積累的影響

如表2所示，與CK相比，施用生石灰后，水稻籽粒中的Cr、Cd、Pb、Hg、As含量均降低，且以Cd含量降幅最大，達(dá)80.0%；水稻秸稈中除Cr含量增加外，其他4種重金屬的含量均降低，且同樣以Cd含量降幅最大，達(dá)65.4%。

表2 生石灰對(duì)水稻重金屬含量的影響 mg·kg-1

2.3 大田施用生石灰對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

本研究大田試驗(yàn)觀察未發(fā)現(xiàn)到水稻生長(zhǎng)受抑制的現(xiàn)象，表明試驗(yàn)土壤中的重金屬含量并不危害水稻生長(zhǎng)?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)割測(cè)產(chǎn)結(jié)果顯示，LA區(qū)每667 m2水稻產(chǎn)量448.0 kg，略高于CK區(qū)產(chǎn)量439.5 kg，表明撒施石灰對(duì)試驗(yàn)條件下水稻生產(chǎn)無(wú)不良影響。

3 小結(jié)

本研究向大田土壤每667 m2施用75 kg的生石灰，施用后至水稻收獲期，土壤pH值從6.27上升到6.57，降低了土壤中Cr、Cd、Pb、Hg、As的有效態(tài)含量和水稻籽粒中的Cr、Cd、Pb、Hg、As含量，且對(duì)水稻產(chǎn)量無(wú)不良影響，不僅可有效預(yù)防土壤酸化，而且有助于提高稻米的消費(fèi)安全性。

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(責(zé)任編輯：高 峻)

2017-05-16

周江明(1968—)，男，浙江江山人，高級(jí)農(nóng)藝師，從事耕地環(huán)境質(zhì)量、農(nóng)業(yè)廢棄物再生利用及作物營(yíng)養(yǎng)等方面研究工作，E-mail：man_0034@163.com。

10.16178/j.issn.0528-9017.20170710

S511

A

0528-9017(2017)07-1128-02

文獻(xiàn)著錄格式：周江明，鄭建斌，王曉東. 生石灰對(duì)水稻重金屬累積的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，58(7)：1128-1130.