廖雄輝，龍 琴，王惠群，2，易自力，2，薛 帥，2*

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學生物科學技術學院，長沙 410128；2.芒屬植物生態(tài)應用技術湖南省工程實驗室，長沙 410128）

湖南是我國的水稻主產(chǎn)區(qū)同時也是“有色金屬之鄉(xiāng)”，具有豐富的礦產(chǎn)資源。過去幾十年由于礦產(chǎn)的過度開采與粗獷的冶煉方式造成了嚴重的重金屬農(nóng)田面源污染[1]。稻田鎘污染造成的“毒大米”事件對湖南農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展造成了嚴重的負面影響[2]。稻米降鎘技術已成為“湘米振興”工程的戰(zhàn)略需求。目前，農(nóng)戶接受程度最高的降鎘技術就是施加石灰，利用石灰的強堿性鈍化土壤中鎘離子的活性來降低水稻植株對其吸收[3]，最終達到稻谷降鎘的目的。此措施效果好、成本低，已經(jīng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中推廣應用。筆者對湖南地區(qū)進行實地考察發(fā)現(xiàn)，長時間施用石灰會導致土壤石灰化，板結(jié)情況越來越嚴重，在一定程度上限制了水稻的生長及產(chǎn)量的提高。鑒于此，“湘米振興”工程的實現(xiàn)亟需開發(fā)生態(tài)友好型的降鎘新技術。

生物炭是生物質(zhì)經(jīng)熱裂解而成的多孔狀炭化物[4]，其施入土壤后可快速增加土壤有機質(zhì)含量[5]，增強土壤保水性能，提高土壤孔隙度和通氣性，促進土壤團聚體的形成，進而改善土壤容重[6]和土壤pH[7]等物理化學性狀。另外，生物炭還可通過改變污染物（如重金屬、除草劑和農(nóng)藥等）的形態(tài)降低其可遷移性和生物有效性，進而減小污染物在作物中的積累，最終可實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的提高[8]。基于生物炭的土壤改良和降鎘雙重效應，其已被視為生態(tài)友好型農(nóng)田降鎘技術的重要構(gòu)成。理論上我國有約7.3億t農(nóng)業(yè)廢棄物可用于生產(chǎn)生物炭，但現(xiàn)有的廢棄資源可收獲性差[9-10]（收獲時間短，收獲、運輸、貯存成本高），且整體上其加工出來的生物炭出炭率低、品質(zhì)差，限制了農(nóng)業(yè)廢棄物制備生物炭的可行性。此外，重金屬污染農(nóng)田產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)廢棄物其重金屬含量高，制備成生物炭施入土壤后還有“二次污染”的風險。因此，未來生物炭基降鎘技術的發(fā)展需要尋找高品質(zhì)制炭材料。

南荻（Miscɑnthus lutɑrioripɑrius）是禾本科芒屬的一種多年生、生物量大（年產(chǎn)干物質(zhì)30～36 t·hm-2）的草本植物，是我國的特有種，同時也是世界上生長面積最大的芒屬植物種類。據(jù)不完全統(tǒng)計，僅洞庭湖區(qū)處于半栽培、半野生狀態(tài)的南荻就有10萬hm2之多[11]。近年來，隨著洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)建設的實施，以南荻為原料的傳統(tǒng)造紙產(chǎn)業(yè)因為其污染嚴重而大幅衰退，南荻的商業(yè)化利用也陷入了停滯。因此，發(fā)掘南荻新的高附加值利用方式是解決整個產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵途徑。南荻生物質(zhì)作為一種木質(zhì)纖維素含量高、纖維結(jié)構(gòu)均勻的材料，其制備的炭孔徑可達 2～9 μm，比表面積可達 100～200 m2·g-1，而且孔隙的內(nèi)表面含有大量的帶電基團（如羥基和羧基），是制備生物炭的理想材料。基于此，通過收獲洞庭湖區(qū)南荻并熱解其生物質(zhì)生產(chǎn)南荻炭，進而再深加工出附加值高的炭基土壤調(diào)理產(chǎn)品，既可以保證南荻產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，又可促進生物炭產(chǎn)業(yè)的進步，還可以實現(xiàn)稻田降鎘。開發(fā)南荻炭基土壤調(diào)理劑可同時實現(xiàn)環(huán)境、經(jīng)濟和農(nóng)業(yè)效益的最大化，具有巨大的市場潛力與發(fā)展前景。

施用南荻炭可通過其多級孔的物理吸附及帶電吸附而降低土壤中鎘離子的移動性。單一施加南荻炭會隨著應用時間的推移存在吸附鎘的解吸附[12]，而導致其長期降鎘效應不穩(wěn)定。若將南荻炭與不同類型鎘鈍化劑復配，理論上可利用其間的協(xié)同效應和互補作用達到高效、穩(wěn)定的降鎘效果?；诖?，本研究擬通過探索南荻炭與不同類型鎘鈍化劑復配對水稻植株鎘吸收與累積的影響，進而篩選出降鎘潛力大的復配南荻炭基降鎘土壤調(diào)理劑配方。實際生產(chǎn)中，土壤調(diào)理劑對農(nóng)作物產(chǎn)量的作用是影響其被農(nóng)戶接受度的重要影響因素。因此，本研究還擬對篩選出的南荻炭基降鎘土壤調(diào)理劑施用對水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響進行初步探索，為評價其推廣前景提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試水稻：深兩優(yōu)5814屬秈型兩系雜交水稻，在長江中下游地區(qū)全生育期115～120 d，作一季中稻種植。

供試土壤：試驗設在湖南農(nóng)業(yè)大學耘園實驗基地大棚，土壤類型為酸性（pH=5.32）黏性紅壤，有機質(zhì)含量 1.37 g·kg-1，全氮含量0.58 g·kg-1，全磷含量0.26 g·kg-1，全鉀含量15.27 g·kg-1，鎘含量0.072 mg·kg-1。

供試南荻炭：以12月份收獲于沅江洞庭湖區(qū)的南荻稈為原材料，粉碎至3～5 cm后，采用湖南谷力新能源科技有限公司的熱裂解多聯(lián)產(chǎn)技術裝置燒制。炭化過程為：粉碎后的南荻稈在400～500℃條件下先限氧熱裂解2～3 h，添加水作為氣化劑后再在500～600℃下氧化，最后在600～800℃條件下還原得到供試南荻炭。

供試鎘鈍化劑：腐植酸（含量≥70%，淄博華亭化工有限公司）、熟石灰（瀏陽永和石灰廠）、鈣鎂磷肥（P2O5含量≥20%，CaO含量≥35%，MgO含量≥13%，湖北御龍化肥有限責任公司），硫酸鋅和硅酸鉀為無定形分析純試劑。

1.2 試驗設計

本研究采用模擬鎘污染土壤盆栽試驗法（表1），共包含南荻炭、腐植酸、硅酸鉀、鈣鎂磷肥、硫酸鋅和熟石灰6個試驗因素，每個因素設5個水平。采用L25（56）正交設計后，本試驗共包含25個供試處理。在2016年試驗季開始前（6月上旬），按照表1的設計劑量將各供試處理與57 mg CdCl2·2H2O（模擬土壤鎘含量0.8 mg·kg-1）、20 g水稻專用肥（N∶P2O5∶K2O=21∶7∶12）、35 kg供試土壤（過8目網(wǎng)篩）均勻混合后裝入不漏水盆栽塑料盆中（盆面積約為0.2 m2，高為50 cm）。以不施加南荻炭和鎘鈍化劑的試驗組為空白對照（CK），每個處理重復3次。所有供試盆加入等量自來水使水液面高約2 cm，泡田10 d。于2016年6月下旬將25 d秧齡的秧苗移栽至各處理土壤中，每盆7穴，每穴1株。水稻全生育期按水稻標準生產(chǎn)規(guī)程進行，所有處理的栽培管理措施一致。

表1 南荻炭與鎘鈍化劑互作正交設計表（g·盆-1）Table 1 The orthogonal test designing table of interaction of Miscɑnthus lutɑrioripɑrius derived biochar based soil amendment and cadmium passivatios（g·pot-1）

1.3 測定指標及方法

水稻收獲前每盆選取長勢一致的3株水稻植株測定分蘗數(shù)和有效穗數(shù)：測定并記錄每叢水稻的總體莖蘗數(shù)和結(jié)穗的莖蘗數(shù)。

水稻收獲后每盆中依然選取3株測定地上部干質(zhì)量：將選取植株的穗從穗節(jié)處與植株分離，分別在65℃條件下烘干至恒質(zhì)量，冷卻至室溫后用天平（精確度為0.1 g）分別稱取穗質(zhì)量和莖稈質(zhì)量。

考種指標：每株水稻選取3個大小一致的穗分別脫粒，然后分離出每穗籽粒的飽粒和癟粒并進行計數(shù)。再從中分離出3組100粒飽粒用萬分之一天平稱質(zhì)量，計為飽粒百粒重。

將每盆收集的所有籽粒集中稱質(zhì)量，計每盆水稻的實際產(chǎn)量。

將從每盆3株樣株粉碎后的稻谷籽粒和莖葉粉樣分別過100目篩，留樣待測鎘離子含量。鎘離子的測定采用微波消煮-ICP法。

1.4 數(shù)據(jù)處理

成穗率（%）=有效穗數(shù)/總分蘗數(shù)×100%

結(jié)實率（%）=單穗飽粒數(shù)/單穗總粒數(shù)×100%

本試驗采用SAS 9.2對分析指標進行多因素方差分析（Multi-Way ANOVA）和多重比較分析（Duncan法）。每個處理組共設計3組重復，每組重復選定3株樣株測定的分析指標（莖葉鎘含量、稻谷籽粒鎘含量、分蘗數(shù)、成穗率、穗粒數(shù)、結(jié)實率、百粒重和實際產(chǎn)量）的平均值作為分析數(shù)據(jù)。結(jié)果中不同大寫字母表示α=0.01水平上差異顯著，不同小寫字母表示α=0.05水平上差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 南荻炭與鎘鈍化劑互作對水稻莖葉鎘含量的影響

南荻炭、腐植酸、硫酸鋅、硅酸鉀、鈣鎂磷和熟石灰對水稻莖葉鎘含量均有極顯著影響（P＜0.01）。其中，南荻炭對水稻莖稈鎘含量影響最顯著（F=32.10），其他依次是腐植酸（F=24.77）、硫酸鋅（F=15.79）、熟石灰（F=14.36）、硅酸鉀（F=9.42）和鈣鎂磷（F=6.65）。

由表2可知，水稻莖葉鎘含量隨著南荻炭添加量的增加呈現(xiàn)先減少再增加的趨勢。尤其在150.0 g·盆-1南荻炭（水平5）的添加水平下，其水稻莖葉鎘含量（4.12 mg·kg-1）顯著高于其他施加水平下的含量。在南荻炭施加60.0 g·盆-1（水平2）下，水稻莖稈鎘含量最低為1.38 mg·kg-1，僅為最高（水平5）含量的33.5%。添加腐植酸后，水稻莖葉鎘含量均低于未施加腐植酸的處理。隨著腐植酸添加量的增大相應水稻莖葉鎘含量大體呈現(xiàn)先減小后增加的趨勢，其在18.0 g·盆-1施加量下（水平3）含量最低（1.41 mg·kg-1），比不施加腐植酸處理（3.52 mg·kg-1）相比鎘含量降低了59.9%。硅酸鉀的施加效應卻有所不同，隨著添加量的增大其對應莖稈鎘含量也呈現(xiàn)增加趨勢，但同樣均低于不施加硅酸鉀的處理（水平1）。硅酸鉀施加量為0.9 g·盆-1（水平2）時對應水稻莖稈鎘含量最低（1.98 mg·kg-1）。與南荻炭施加效應相似，鈣鎂磷在27.0 g·盆（水平4）的施加水平下，其水稻莖葉鎘含量（3.33 mg·kg-1）顯著高于其他施加水平下的含量。在鈣鎂磷施加9.0 g·盆-1（水平2）下，水稻莖稈鎘含量最低為2.14 mg·kg-1，僅為最高（水平4）含量的64.3%。硫酸鋅與熟石灰的施加效應一致，隨著兩者施加量的增大莖葉鎘含量大體上先增加再減少，且均在最大添加量（水平5）下鎘含量最低。經(jīng)分析確定南荻炭與不同類型的鎘鈍化劑最佳施加量：南荻炭60.0 g·盆-1（3.00 t·hm-2）、腐植酸18.0 g·盆-1（0.90 t·hm-2）、硅酸鉀0.9 g·盆-1（0.05 t·hm-2）、鈣鎂磷9.0 g·盆-1（0.45 t·hm-2）、硫酸鋅1.2 g·盆-1（0.06 t·hm-2）、熟石灰36.0 g·盆-1（1.8 t·hm-2）。

表2 南荻炭與鎘鈍化劑互作對莖葉鎘含量的影響（mg·kg-1）Table 2 Interaction effects of Miscɑnthus lutɑrioripɑrius derived biochar,cadmium passivators on the cadmium content of rice plants（mg·kg-1）

2.2 南荻炭與鎘鈍化劑互配對水稻籽粒鎘含量的影響

南荻炭、腐植酸、硫酸鋅、硅酸鉀、鈣鎂磷和熟石灰對水稻籽粒鎘含量均有極顯著影響（P＜0.01）。其中腐植酸對水稻籽粒鎘含量影響最顯著（F=78.92），其次是南荻炭（F=26.78）、硅酸鉀（F=20.15）、鈣鎂磷（F=17.50）、熟石灰（F=14.10）和硫酸鋅（F=12.94）。

由表3可知，南荻炭的添加對水稻籽粒鎘含量的影響與其對莖葉鎘含量的影響一致。在添加60.0 g·盆-1（水平2）下，水稻籽粒鎘含量最低為0.20 mg·kg-1，僅為最高（水平5）含量的62.5%。與對水稻莖葉鎘含量的影響一致，腐植酸添加后籽粒鎘含量顯著低于未添加腐植酸的對照處理，降鎘率為20.0%～52.5%。隨著腐植酸添加量的增加，其對水稻的降鎘效應越顯著。在最高添加量（水平5）下鎘含量最低（0.19 mg·kg-1），但與莖葉最低鎘含量所對應的處理（水平3）間無顯著差異。硅酸鉀添加后，除水平3和水平5外，其他添加水平條件下，水稻籽粒鎘含量均顯著低于未添加的處理，且在2.7 g·盆-1（水平4）下籽粒鎘含量最低（0.23 mg·kg-1），且與水平5下籽粒鎘含量差異顯著。與不添加硅酸鉀的對照處理相比，添加0.9 g·盆-1（水平2）的硅酸鉀后水稻籽粒鎘含量降低了10.7%。不同于前三者，鈣鎂磷在18.0～36.0 g·盆-（1水平3～水平5）添加量下，籽粒鎘含量顯著高于空白對照和水平2下的籽粒鎘含量?？瞻讓φ蘸?.0 g·盆-（1水平2）鈣鎂磷添加量下的水稻籽粒鎘含量之間無顯著差異，但在9.0 g·盆-1的添加量下莖葉鎘含量最低。添加硫酸鋅后，水稻籽粒鎘含量在0.3～0.6 g·盆-1（水平2～水平3）下與未施加硫酸鋅的對照處理相比并沒有顯著差異，甚至在添加0.9 g·盆-1（水平4）后，籽粒鎘含量還比對照處理增高了14.3%。而硫酸鋅在最高添加量1.2 g·盆-1（水平5）下，籽粒含量與不添加對照處理相比降低了21.4%，達顯著水平，同時在該添加水平下，莖葉鎘含量也最低。與硫酸鋅的效應相似，熟石灰在添加9.0 g·盆-1（水平2）下，對水稻籽粒鎘含量并無顯著影響。而在添加18.0～27.0 g·盆-1（水平3～水平4）下，籽粒鎘含量較空白對照增加了22.6%～24.8%，但在最高添加量（水平5）下，水稻籽粒鎘含量降低至空白對照的58.3%?；诓煌蛩夭煌綄λ厩o葉和籽粒的綜合影響，可確定最具降鎘潛力的南荻炭與不同類型的鎘鈍化劑每盆最佳施入量：南荻炭60.0 g·盆-1（3.00 t·hm-2）、腐植酸 18.0 g·盆-1（0.90 t·hm-2）、硅酸鉀 0.9 g·盆-1（0.05 t·hm-2）、鈣鎂磷9.0 g·盆-1（0.45 t·hm-2）、硫酸鋅1.2 g·盆-1（0.06 t·hm-2）、熟石灰 36.0 g·盆-1（1.80 t·hm-2）。

2.3 南荻炭基降鎘土壤調(diào)理劑施用對水稻產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

由于本試驗未包含篩選出的最佳配比的試驗處理，在此選取本試驗最接近最佳配比的三組土壤調(diào)理劑，以探索南荻炭基土壤調(diào)理劑對水稻產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響。如表4所示，不同處理組的水稻莖葉鎘含量與籽粒鎘含量呈正相關，其高低趨勢均為CK＞T9＞T10＞T8。不加降鎘土壤調(diào)理劑的空白對照處理（CK）莖葉鎘含量（3.62 mg·kg-1）與籽粒鎘含量（0.31 mg·kg-1）均顯著高于施加了南荻炭基土壤調(diào)理劑的處理組（T8、T9和T10）。其中T8處理的水稻莖葉鎘含量（0.88 mg·kg-1）與籽粒鎘含量（0.13 mg·kg-1）最低，T9與T10處理間的莖葉鎘含量與籽粒鎘含量比T8處理略高且兩者間差異不顯著。與CK相比，施用T8、T9和T10土壤調(diào)理劑后水稻莖葉平均鎘含量分別降低了75.7%、54.4%和55.8%，籽粒平均鎘含量分別降低了58.1%、45.2%和48.4%。3組南荻炭基降鎘土壤調(diào)理劑施用對水稻產(chǎn)量的影響如表5所示：與CK處理相比，施用南荻炭基降鎘土壤調(diào)理劑后，水稻產(chǎn)量顯著增加，增產(chǎn)率為1.2%～34.8%。在3組南荻炭基降鎘土壤調(diào)理劑中，T9土壤調(diào)理劑的增產(chǎn)效應最顯著，相對于CK每盆產(chǎn)量增加了37.8 g·盆-1（折合約1.89 t·hm-2），其主要通過提高水稻的成穗率、穗粒數(shù)、結(jié)實率和百粒重得以實現(xiàn)增產(chǎn)。T8土壤調(diào)理劑降鎘效果最佳，但其對水稻產(chǎn)量無顯著影響。T8土壤調(diào)理劑的施用雖然提高了穗粒數(shù)和百粒重，但其對分蘗數(shù)、成穗率和結(jié)實率均有減小效應。總體上，施用南荻炭基降鎘土壤調(diào)理劑后，水稻的分蘗數(shù)有所減少，但穗粒數(shù)和百粒重均顯著增加。

表3 南荻炭與鎘鈍化劑互作對籽粒鎘含量的影響（mg·kg-1）Table 3 Interaction effects of Miscɑnthus lutɑrioripɑrius derived biochar,cadmium passivators on the cadmium content of rice grains（mg·kg-1）

3 討論

3.1 南荻炭與不同類型鎘鈍化劑對水稻鎘含量的影響

南荻炭與不同類型鎘鈍化劑互作能顯著降低水稻鎘含量。前期研究表明，南荻炭具有大量孔隙結(jié)構(gòu)，炭孔徑可達2～9 μm，比表面積為100～200 m2·g-1，具有很強的物理吸附性能。南荻炭表面的帶電基團（羥基、羧基等）通過離子交換可與鎘離子形成較為穩(wěn)定的絡合物和螯合物從而降低土壤中鎘離子的移動性。另外南荻炭呈堿性，其表面正電荷密度低，堿性鹽多，且暴露大量的氨基、磷酸基、羧基、有機羥基等吸附基團，有助于增強南荻炭沉淀和吸附鎘離子的能力[13-15]。本試驗結(jié)果表明施加南荻炭，水稻莖葉和籽粒的鎘含量都顯著降低，這與南荻炭對活性鎘離子的化學鈍化和物理吸附作用有直接關系。此外，腐植酸表面含有羧基和酚羥基等含氧活性官能團，這些官能團能與鎘離子發(fā)生絡合作用從而影響其形態(tài)和遷移[16]。本試驗結(jié)果表明隨著腐植酸施加量的增加，水稻莖葉和籽粒鎘含量都有顯著降低的趨勢，這說明腐植酸能有效抑制水稻對土壤中鎘的吸收與積累。研究表明，硅酸鉀中的硅主要可與鎘形成溶解性小、移動性差的Si-Cd共沉淀[17-18]，另外硅被植物吸收后可增強植株細胞壁的硅質(zhì)化程度，進而減少鎘的細胞通透性，達到減少水稻植株的鎘吸收量[19]。黃秋嬋等[20]證實硅可以改變根細胞中鎘的分布，增加鎘在細胞壁中沉積，減少鎘在共質(zhì)體中的比重。硫酸鋅中的鋅與鎘有著相似的核外電子構(gòu)型和化學性質(zhì)，且在植物細胞中鋅、鎘傳輸系統(tǒng)相同，兩者存在相互取代、競爭吸收的作用[21-22]。因此，通過添加硫酸鋅提高土壤中鋅含量進而降低鎘在競爭結(jié)合位點的優(yōu)勢，減少植株對鎘的吸收與轉(zhuǎn)運[23]。另外，硫酸根離子還可以與鎘離子結(jié)合形成CdSO4，然后CdSO4可被還原成不溶的CdS，降低了土壤中鎘離子的活度。鈣鎂磷肥一方面可提供鈣鎂離子和鎘離子形成競爭性，增強植株解（鎘）毒能力；另一方面其中的磷元素可促使根部的鎘離子形成不溶性的磷酸鹽沉淀，降低鎘的生物有效性，鎂可以增強植株的光合作用提高對鎘的抗性[24-26]。熟石灰中的Ca2+可以通過形成草酸鈣將Cd2+包裹，由植物排出體外，增強植物自身的降鎘作用。本試驗結(jié)果表明，硅酸鉀的施加對水稻莖葉鎘含量降低的影響均極顯著；鈣鎂磷、熟石灰的施加對水稻莖葉鎘含量降低的影響極顯著，但兩者對籽粒鎘含量降低的影響不顯著。T9、T10試驗組的莖葉和籽粒的鎘含量都高于T8試驗組，這有可能是缺少鈣鎂磷肥和硅酸鉀或者腐植酸對重金屬解吸附作用[27]所造成的。

表4 施用南荻炭基土壤調(diào)理劑后水稻的鎘含量（mg·kg-1）Table 4 Cadmium content of rice plants and grains after the application of Miscɑnthus lutɑrioripɑrius derived biochar based soil conditioner（mg·kg-1）

表5 不同類型南荻炭基土壤調(diào)理劑施用后對水稻產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響Table 5 Effects of the application of Miscɑnthus lutɑrioripɑrius derived biochar based soil conditioner on the rice yield and yield component factors

3.2 南荻炭與不同類型鎘鈍化劑、拮抗劑互作對水稻產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

南荻炭與不同類型鎘鈍化劑互作對水稻產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響顯著。南荻炭作為一種優(yōu)質(zhì)生物炭，不僅可以提高土壤的有機質(zhì)[5]，緩釋植物營養(yǎng)元素，促進植物吸收利用營養(yǎng)元素[28-29]，還有助于促進土壤中無效態(tài)的磷素和鉀素向有效態(tài)轉(zhuǎn)化，以提高土壤磷素和鉀素的有效性[30]。腐植酸既可以促進水稻劍葉光合速率，又有助于提高禾本科糧食作物氮素利用率及其產(chǎn)量[31]。硅酸鉀中的硅有助于植物體內(nèi)的Ca2+、K+和P含量的增加，促進水稻生長，進而提高其產(chǎn)量[32]。本試驗結(jié)果表明，施加T9和T10南荻炭基降鎘土壤調(diào)理劑的處理組水稻成穗率、結(jié)實率、百粒重和產(chǎn)量都高于CK組，其中T9處理組各項產(chǎn)量構(gòu)成因子最優(yōu)。這與楊培權等[33]的研究結(jié)果類似，硫肥和鋅肥的混施可提高水稻產(chǎn)量，硅鋅肥有利于提高水稻有效分蘗數(shù)、穗粒數(shù)和籽粒干質(zhì)量[34]。但T8土壤調(diào)理劑處理組的結(jié)實率低于T9和T10處理，有可能是缺少硫酸鋅造成的。因為鋅是植物必需微量元素，對葉綠素的合成具有重要作用，缺少鋅元素勢必會影響水稻的生長發(fā)育，進而影響結(jié)實率[35]。

總體而言，南荻炭基土壤調(diào)理劑不僅能顯著降低水稻鎘含量，還可以顯著促進水稻產(chǎn)量的增加。然而，南荻炭不易降解，在較長時間內(nèi)仍具有肥效和降鎘效應；鎘鈍化劑在一定時間內(nèi)可以持續(xù)發(fā)揮其鈍化土壤中鎘的作用，導致南荻炭基土壤調(diào)理劑在大田中長期施加所產(chǎn)生的殘留效應還不明確。另外過多南荻炭施用會導致土壤通透性增強（類似于砂質(zhì)化效應），減小土壤的保水保肥能力。理論上，南荻炭基土壤調(diào)理劑的后續(xù)施加用量可能需要減少或者間隔數(shù)季施加?；诖?，后續(xù)需要開展南荻炭基土壤調(diào)理劑在施加技術措施上的相關研究，以保障其在實際生產(chǎn)中的可行性。

4 結(jié)論

（1）南荻炭與各類型的鎘鈍化劑互作對降低水稻莖葉和籽粒鎘含量均有極顯著影響，且不同配比的鎘鈍化劑的降鎘潛能也存在很大的差異。南荻炭對降低水稻莖葉鎘含量的影響最顯著，而腐植酸對降低水稻籽粒鎘含量的影響最顯著。水稻莖葉鎘含量的增加對籽粒鎘含量的增加有促進作用。配比中缺少硅酸鉀或者鈣鎂磷肥，或腐植酸過量均會影響降鎘效果。南荻炭降鎘土壤調(diào)理劑對提高水稻產(chǎn)量的影響達極顯著水平，配比中缺少硫酸鋅會導致水稻產(chǎn)量降低。

（2）南荻炭基土壤調(diào)理劑推薦施用量為6.25 t·hm-2，其中南荻炭 3.00 t·hm-2、鎘鈍化劑3.25 t·hm-2，鎘鈍化劑各成分比例為：腐植酸∶硅酸鉀∶鈣鎂磷∶硫酸鋅∶熟石灰=60∶3∶30∶4∶120。