邵曉偉 雷 俊 許竹溦 汪壽根 陳潤興 石子建
(衢州市農(nóng)業(yè)林業(yè)科學(xué)研究院 浙江衢州324000)
水稻是我國重要的糧食作物之一,全國有近2/3的人以稻米為主食。近年來,由于工業(yè)活動、化肥過度施用及廢棄物的不當處置,我國鎘(Cd)等重金屬污染江河并大范圍污染耕地的情況非常嚴重,隨之而來的是有關(guān)農(nóng)產(chǎn)品中Cd等重金屬超標問題日益突出,中毒事件時有發(fā)生[1],其中以湖南和廣東省最為嚴重。近些年對全國稻米市場的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),2%~13%樣品的Cd含量超過國家衛(wèi)生部頒發(fā)的食品中污染物限量值(0.2 mg/kg)[2]。針對鎘污染的現(xiàn)狀,我國各級政府已著手開始土壤修復(fù),但這項工作面廣、量大,仍缺少有效的Cd阻斷措施,因此修復(fù)任務(wù)十分艱巨。已有研究表明,水分管理技術(shù)能對稻米Cd含量產(chǎn)生顯著影響[3],而不同水稻品種由于遺傳上的差異,對稻田Cd的吸收亦存在很大差異[4]。因此,筆者利用大田試驗,主要研究水分管理對于不同水稻品種間稻米Cd含量的影響,進而篩選出適宜本地區(qū)種植的Cd低積累水稻品種,同時為尋求降低稻米Cd含量的大田水分管理技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。
試驗在衢州市開化縣楊林鎮(zhèn)進行,試驗地為沙壤土,肥力中等,排灌方便,基本理化性質(zhì)見表1。供試品種由寧波市種子有限公司和中國水稻研究所等提供(表2)。
表1 供試土壤基本理化性質(zhì)
表2 供試水稻品種
試驗于2020年5月22日播種,6月12日移栽,分區(qū)單收。試驗采用完全隨機區(qū)組設(shè)計,共設(shè)2個處理:常規(guī)生產(chǎn)管理(CK),生育期淹水(T)。水稻營養(yǎng)生長期保持不低于2 cm的水層,孕穗期保持不低于5 cm的水層,直至收獲前7~10 d內(nèi)排水曬田,每處理3次重復(fù),小區(qū)面積13.44 m2,行距30 cm,株距16 cm,四周設(shè)保護行。
稻谷黃熟時,每小區(qū)采用5點混合取樣,取5整株,稻谷和稻草分裝晾曬,曬干后稱量,測定含水量,并按13.5%的標準含水量折算小區(qū)產(chǎn)量,樣品脫殼、磨精、磨粉,制成的粉樣過100目篩,采用石墨爐原子吸收分光光度法(GB/T 5009.15-2014)測定Cd含量。
試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010和SPSS統(tǒng)計軟件進行分析。
由表3、附圖分析結(jié)果可以得出,生育期淹水能夠極顯著降低稻米Cd含量,生育期淹水處理稻米Cd含量均低于常規(guī)生產(chǎn)管理(CK)稻米Cd含量,且11個不同水稻品種表現(xiàn)一致,降幅分別達到2.75%~39.25%,其中B2在生育期淹水處理中Cd含量降低最不明顯,降幅僅有2.75%,而在不同處理中,B2稻米Cd含量都是最高,說明B2是一個相對Cd含量高積累水稻品種,B10在生育期淹水處理中Cd含量降低得最為明顯,降幅達39.25%。由此可見,在Cd污染土壤中采取生育期淹水措施有利于減少稻米Cd含量吸收,進而提高糧食安全。
表3 不同水分管理稻米Cd含量方差分析
附圖 不同水分管理間稻米Cd含量比較
水分管理與品種對稻米Cd含量影響的雙因素分析結(jié)果表明(表4),不同水分管理對稻米Cd含量的影響達到極顯著水平,說明水稻生育期淹水對稻米Cd含量積累有極顯著影響;而不同品種和水分管理交互效應(yīng)對稻米Cd含量的影響未達顯著水平,可能是由于土壤Cd污染水平屬于中輕度污染,水稻生育期內(nèi)對Cd的吸收量比較少,從而導(dǎo)致稻米中Cd含量積累過少,未能達到顯著影響。可見相對于品種,水分管理對于稻米Cd含量的控制力更大,從而表明在本試驗中,稻米Cd含量的差異主要取決于水分管理。
表4 水分管理與品種對稻米Cd含量影響的雙因素分析
Cd污染土壤上,不同的水分管理方式不僅影響水稻對Cd的吸收轉(zhuǎn)運,還會影響水稻的生長及產(chǎn)量構(gòu)成因子,最終影響水稻產(chǎn)量。由表5可知,不同水分管理對稻米的產(chǎn)量有影響,但差異不顯著,說明可以基本保證在稻米減產(chǎn)不顯著的情況下,采用生育期淹水處理來降低稻米Cd含量。
表5 不同水分管理對稻米產(chǎn)量的方差分析
不同水分管理方式能對稻米Cd含量產(chǎn)生顯著影響,與紀雄輝、楊定清等[5-6]研究淹水處理使稻米Cd含量降低的結(jié)果保持一致。本試驗探究了11個水稻品種在不同水分管理方式下對稻米Cd含量的影響,發(fā)現(xiàn)生育期淹水能夠極顯著降低稻米Cd含量,同時對產(chǎn)量的影響不顯著,甬優(yōu)15相對于其他10個品種屬于Cd高積累品種,生育期淹水處理對降低泰兩優(yōu)1413的Cd含量吸收效果最為明顯。綜上所述,水稻生育期淹水方式可以在保證水稻產(chǎn)量的同時顯著降低稻米Cd含量,是一種實際生產(chǎn)中易于推廣的農(nóng)藝措施。