葉邦興，侯海軍，陳安磊，唐海明，趙月婭，龍永和，文承志，張佳喜

（1.桃源縣漳江街道農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，湖南桃源 415700；2.中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，湖南長(zhǎng)沙 410000；3.湖南省土壤肥料研究所，湖南長(zhǎng)沙 410000；4.安化縣仙溪鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，湖南安化 413521；5.桃源縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，湖南桃源 415700）

0 引言

重金屬主要是指鎘（Cd）、鉛（Pb）、汞（Hg）、鉻（Cr）以及類金屬砷（As）等生物毒性較顯著的金屬，重金屬非常難以被生物降解，相反卻能在食物鏈的生物放大作用下成千、成百倍的富集，最后進(jìn)入人體，其劇毒性對(duì)動(dòng)物和人具有極大危害［1－3］。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，受“三廢”排放的影響，農(nóng)用土壤重金屬污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重。據(jù)1980年中國(guó)農(nóng)業(yè)環(huán)境報(bào)告，我國(guó)農(nóng)田鎘污染面積為9 333 hm2。有報(bào)道認(rèn)為，我國(guó)鎘污染耕地面積達(dá)1.33萬(wàn)hm2［4］。水稻是我國(guó)重要的糧食作物，約有60%的人口以稻米為主食。水稻也是吸收鎘最強(qiáng)的大宗谷類作物［5］。鎘在稻田土壤中具有較強(qiáng)的遷移性和植物吸收隱蔽性（無(wú)表觀癥狀），其土壤-植物-動(dòng)物和人的遷移途徑導(dǎo)致土壤鎘污染向其他領(lǐng)域擴(kuò)散，最終甚至危害人類健康。

鎘污染農(nóng)田的稻米質(zhì)量安全顯得尤為重要，如何切斷重金屬污染在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的食物鏈途徑，已成為該研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題之一，降低水稻中鎘的積累有幾種不同的途徑。一是通過(guò)治理鎘污染土壤。對(duì)于鎘污染土壤的治理，通常采用改土法、電化法等工程措施以及調(diào)節(jié)土壤水分狀況、增施有機(jī)肥等農(nóng)藝調(diào)控措施［6］。二是在水稻不同生長(zhǎng)時(shí)期，采取葉面噴施肥料等措施，阻止根系從土壤中吸收鎘等重金屬，葉面施肥的方式用肥量少，操作簡(jiǎn)單，但是目前沒(méi)有好的葉面肥降低稻米中鎘的含量。本研究以稻谷米粒形成研究基礎(chǔ)，主要防控水稻體內(nèi)的鎘等重金屬離子向谷粒中運(yùn)輸與積累，通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)摸索出較優(yōu)的配方，研究出合適的使用濃度和使用時(shí)期，易操作，成本少，在降低鎘、鉛、砷、汞方面效果顯著。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)水稻品種為隆香優(yōu)華占晚稻品種，由湖南隆平種業(yè)公司、中國(guó)水稻研究所、袁隆平農(nóng)業(yè)高科技股份有限公司選育。依地酸二鈉、N-對(duì)羥甲苯甲基-D-葡糖二硫代氨基甲酸鈉、N-苯甲基-D-葡糖二硫代氨基甲酸鈉由西安天正藥用輔料有限公司提供，聚谷氨酸、甘氨酸、吐溫-80由北京德瑞諾普生物科技有限公司提供，有機(jī)硅粉、糊精由常州鑫鴻新材料有限公司提供，納米硅肥由衡水市格美微量元素有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)區(qū)概況

于2019年3月到2019年12月在湖南省桃源縣漳江街道高橋村進(jìn)行試驗(yàn)。桃源縣漳江街道高橋村位于湖南省西北部，地處東經(jīng)111°23′52″，北緯28°53′53″，屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候。供試土壤為第四紀(jì)紅粘土發(fā)育的水稻土，稻田的基本理化性質(zhì)為pH值6.35，有機(jī)質(zhì)含量35.22 g/kg，全氮0.16%，全磷0.03%，全鉀1.3%，速效磷17.2 mg/kg，速效鉀84.78 mg/kg，鎘含量0.236 mg/kg，鉛含量0.045 mg/kg、砷含量0.058 mg/kg，汞含量0.034 mg/kg。

1.3 研究方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1）不同處理對(duì)水稻籽粒中鎘、鉛、砷、汞含量的差異試驗(yàn)。采用隨機(jī)區(qū)組排列的方法，1個(gè)小區(qū)面積40 m2，水稻采取育苗移栽、栽插規(guī)格20 cm×20 cm。試驗(yàn)設(shè)置如下5個(gè)處理：CK（噴施蒸餾水），處理1（依地酸二鈉+N-對(duì)羥甲苯甲基-D-葡糖二硫代氨基甲酸鈉+N-苯甲基-D-葡糖二硫代氨基甲酸鈉+吐溫-80+有機(jī)硅粉+糊精），處理2（依地酸二鈉+N-對(duì)羥甲苯甲基-D-葡糖二硫代氨基甲酸鈉+N-苯甲基-D-葡糖二硫代氨基甲酸鈉+聚谷氨酸+甘氨酸+吐溫-80+有機(jī)硅粉+糊精），處理3（依地酸二鈉+聚谷氨酸+甘氨酸+吐溫-80+有機(jī)硅粉+糊精+納米硅肥），處理4（按照實(shí)施方案配制得到的新型調(diào)理劑NC。各處理之間施肥和水分管理保持一致。

2）不同噴施濃度對(duì)水稻籽粒中鎘、鉛、砷、汞含量的差異試驗(yàn)。采用隨機(jī)區(qū)組排列的方法，1個(gè)小區(qū)面40 m2，水稻采取育苗移栽、栽插規(guī)格20 cm×20 cm。設(shè)計(jì)4個(gè)處理：CK（在抽穗期-灌漿期，噴蒸餾水），處理1（NC，在抽穗期-灌漿期，噴施時(shí)稀釋600倍），處理2（NC，在抽穗期-灌漿期，噴施時(shí)稀釋500倍），處理3（NC，在抽穗期-灌漿期，噴施時(shí)稀釋400倍），處理4（NC，在抽穗期-灌漿期，噴施時(shí)稀釋300倍）。各處理之間施肥和水分管理保持一致。

3）不同噴施時(shí)期對(duì)水稻籽粒中鎘、鉛、砷、汞含量的差異試驗(yàn)。采用隨機(jī)區(qū)組排列的方法，1個(gè)小區(qū)面積40 m2水稻采取育苗移栽、栽插規(guī)格20 cm×20 cm。設(shè)計(jì)3個(gè)處理：CK（噴蒸餾水），處理1（水稻苗期，NC稀釋400倍液，噴施1次），處理2（水稻分蘗期，NC稀釋400倍液，噴施1次），處理3（水稻抽穗期-灌漿期，NC稀釋400倍液，噴施1次）。

1.3.2 取樣及樣品分析

試驗(yàn)前采集基礎(chǔ)土樣，用于土壤基本理化性質(zhì)分析。水稻成熟后，稻谷曬干，去糙粉碎。分析所用的試劑均為優(yōu)級(jí)純，分析器皿均以10%硝酸溶液浸泡過(guò)夜，以去離子水洗凈。土壤全鎘采用HNO3-HCLO4-HF（5：1：2，V/V）消煮，樣品消煮完全后趕酸至近干，加少量稀硝酸溶液溶解后轉(zhuǎn)移定容，水稻稻米Cd、Pb、As、Hg含量均采用ICP-MS法進(jìn)行測(cè)定（iCap-Q，美國(guó)Thermo公司），其他指標(biāo)采用常規(guī)方法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel2007軟件和SPSS13.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果分析

2.1 不同處理對(duì)水稻籽粒中鎘、鉛、砷、汞重金屬含量的差異影響

水稻噴施不同配方后，稻米中鎘、鉛、砷、汞重金屬含量結(jié)果（表1）?？梢钥闯觯涸诔樗肫?灌漿期，噴施1次不同配方，處理1、2、3、4對(duì)降低稻米鎘、鉛、砷、汞重金屬含量有一定的效果。其中，處理4（NC）防控效果最好，稻米鎘降低89.4%，鉛降低91.1%，砷降低72.4%，汞降低82.4%。

表1 不同配方在抽穗期-灌漿期噴施效果對(duì)比

2.2 不同濃度新型調(diào)理劑NC對(duì)水稻籽粒中鎘、鉛、砷、汞重金屬含量的差異影響

水稻抽穗期-灌漿期噴施不同濃度的新型調(diào)理劑NC后，稻米中鎘、鉛、砷、汞重金屬含量結(jié)果（表2）?？梢钥闯?，不同濃度的新型調(diào)理劑NC，在水稻抽穗期-灌漿期噴施1次，稀釋400倍的效果更好，稻米鎘降低89.6%，鉛降低94.6%，砷降低85.7%，汞降低94.1%。

表2 不同濃度新型調(diào)理劑NC在抽穗期-灌漿期噴施效果對(duì)比

2.3 不同生長(zhǎng)時(shí)期噴施新型調(diào)理劑NC對(duì)水稻籽粒中鎘鉛砷汞重金屬含量的差異影響

在水稻苗期、分蘗期、抽穗-灌漿期分別噴施400倍液新型調(diào)理劑NC后，稻米中鎘、鉛、砷、汞重金屬含量（表3）?？梢钥闯?，在水稻生長(zhǎng)不同時(shí)期噴施1次新型調(diào)理劑NC，不重復(fù)噴施。其中，抽穗期-灌漿期噴施的防控效果最好，抽穗期-灌漿期噴施鎘降低91.2%，鉛降低97.6%，砷降低73.9%，汞降低87.5%。

表3 不同生長(zhǎng)期噴施400倍液新型調(diào)理劑NC的效果對(duì)比

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)不同組合配比確定了復(fù)合材料制劑的配方，新型調(diào)理劑NC能顯著降低（與對(duì)照）水稻部分元素含量。使用新型調(diào)理劑NC能有效降低稻米鎘、鉛、砷、汞等重金屬含量，稻米中的鎘含量降低89.4%，鉛含量降低91.1%，砷含量降低72.4%，汞含量降低82.4%。在抽穗期-灌漿期，以1：400比例兌水噴施1次新型調(diào)理劑NC，能有效降低稻米中鎘、鉛、砷、汞等重金屬含量。本研究操作簡(jiǎn)單，成本低，為降低稻米中的有害元素含量、提高稻米品質(zhì)提供了一種有效的方法。