毛政國
(武岡市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,湖南 武岡 422400)
我國硒資源豐富,但有約7 億人口生活在缺硒或低硒生態(tài)環(huán)境之中[1]。硒元素是人體必須的營養(yǎng)微量元素之一,在人體血液中的含量約為0.10 mg/kg[2],盡管含量低微,卻對人體健康有著較大影響。人體中的硒主要從日常飲食中獲得,而食物含硒量低(低于0.02 mg/kg),長期攝入嚴(yán)重缺硒食品,必然會造成硒缺乏疾病。當(dāng)前,我國土壤重金屬污染面積達(dá)2 000萬hm2,占總耕地面積的1/6[3]。因此,耕地質(zhì)量改良成為學(xué)者們關(guān)注的重點。
“康硒寶”有機水溶肥料(水劑)是廣西噴施寶股份有限公司采用高新技術(shù)將腐植酸進(jìn)行深加工,與氮、磷、鉀三要素及硒(Se)、鋅(Zn)、硼(B)和錳(Mn)等微量營養(yǎng)元素螯合為一體的高科技水溶肥料產(chǎn)品,該產(chǎn)品有機質(zhì)含量≥110 g/L、N+P2O5+K2O 養(yǎng)分含量≥170 g/L、Se 含量≥100 g/L、硅(Si)含量≥80 g/L、Mn+Zn+B 含量為30~50 g/L。該產(chǎn)品中有機硒的添加過程如下:對室內(nèi)人工培植的麥芽多次噴施亞硒酸鈉(Na2SeO3),無機硒元素經(jīng)葉面吸收進(jìn)入農(nóng)作物體內(nèi),通過作物的生理活動將無機硒結(jié)合到大分子活性物質(zhì)(如多糖、蛋白質(zhì))上,轉(zhuǎn)化為有機硒后添加到有機水溶肥料(水劑)即成。
武岡市共有耕地面積4.933 萬hm2,其中鎘(Cd)含量≥0.2 mg/kg 的中輕度以上鎘污染耕地面積達(dá)3.353 萬hm2,占耕地面積的67.97%;Se 含量≤0.2 mg/kg 的面積3.807 萬hm2,占耕地面積的77.17%。為了確保在糧食增產(chǎn)的基礎(chǔ)上降低稻米中鎘的含量,同時也提高稻米中硒的含量,筆者于2020 年進(jìn)行了康硒寶有機水溶肥料(水劑)對早稻降鎘富硒及增產(chǎn)增收效果的試驗,以期為推廣富硒肥料、避免稻米鎘污染、提高稻米品質(zhì)以及促進(jìn)農(nóng)民增收提供科學(xué)依據(jù)。
試驗在武岡市灣頭橋鎮(zhèn)銅彎村進(jìn)行,供試土壤為紅黃泥,pH 值5.7,有機質(zhì)28.0 g/kg,堿解氮175 mg/kg,有效磷3.9 mg/kg,速效鉀79 mg/kg。重金屬污染物質(zhì)全Cd 含量0.42 mg/kg。供試品種為湘早秈45 號。供試肥料為康硒寶有機水溶肥料(水劑)。
試驗共設(shè)3 個處理,分別為:處理1,常規(guī)施肥+康硒寶有機水溶肥料,分別在水稻移栽返青后和始穗期用康硒寶有機水溶肥料30 mL 對水45 kg/667m2葉面噴施;處理2(CK1),常規(guī)施肥+等量的清水;處理3(CK2),常規(guī)施肥,不噴清水。各處理按隨機區(qū)組排列,每個處理重復(fù)3 次,共9 個小區(qū),小區(qū)面積33.3 m2,試驗田周圍設(shè)置2.5 m 寬的保護(hù)行。
供試早稻于3 月26 日播種,軟盤育秧, 4 月25 日移栽,移植密度為2.5 萬株/667m2。移栽前于4 月23 日結(jié)合整地對所有處理施用40%(N-P2O5-K2O=20-10-10)“司爾特”水稻專用配方肥25 kg/667m2作基肥,5 月2 日所有處理施尿素12.5 kg/667m2、氯化鉀2.5 kg /667m2作分蘗肥。按照試驗方案,分別于5 月6 日(移栽返青后)、6 月3 日(始穗期)用康硒寶有機水溶肥料30 mL 對水45 kg/667m2葉面噴施;CK1分別在同一時期噴施與有機水溶肥料處理等量清水;CK2不噴清水。各處理的中耕除草、病蟲防治和灌溉等栽培管理措施完全一致。供試早稻于7 月13日收獲,收獲時分小區(qū)單獨收獲,單獨曬干稱重計算各小區(qū)產(chǎn)量。
采用Excel 2010 和SPSS 15.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和顯著性分析。
由表1 可知,早稻施用康硒寶有機水溶肥處理的稻米鎘含量平均為0.172 mg/kg,低于GB 2762—2017[4]規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)(谷物及其制品鎘含量限量為0.2 mg/kg);與CK1比較,稻米鎘含量降低0.163 mg/kg,降幅達(dá)48.66%;與CK2比較,稻米鎘含量降低0.165mg/kg,降幅達(dá)48.96%;降幅均達(dá)極顯著水平(P<0.01)。而CK1與CK2之間的差異不顯著。
表1 各處理稻米的鎘含量
由表2 可知,處理1 的稻米硒含量平均為0.272 mg/kg,接近GB/T 22499—2008[5]規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)(硒含量0.04~0.30 mg/kg 的稻谷或稻米)的上限值;與CK1比較,稻米硒含量提高0.203 mg/kg,增幅達(dá)294.20%;與CK2比較,稻米硒含量平均提高0.205 mg/kg,增幅達(dá)305.97%;增幅均達(dá)極顯著水平(P<0.01)。這說明施用該肥料能極顯著增加稻米硒含量。
表2 各處理稻米的硒含量
由表3 可知,與CK1比較,早稻施用康硒寶有機水溶肥后,株高增加2.36%,有效穗增加1.67%,每穗實粒數(shù)增加2.55%,結(jié)實率提高1.62 個百分點,千粒重增加1.24%;與CK2比較,株高增加2.76%,有效穗增加1.99%,每穗實粒數(shù)增加3.13%,結(jié)實率提高1.83 個百分點,千粒重增加1.66%;說明施用康硒寶有機水溶肥料可明顯促進(jìn)早稻植株生長,增加有效穗、實粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重。
表3 各處理早稻的經(jīng)濟性狀
由表4 可知,早稻施用康硒寶有機水溶肥處理的稻谷平均產(chǎn)量為402 kg/667m2,與CK1比較,增產(chǎn)38 kg/667 m2,增產(chǎn)率為10.44%;與CK2比較,增產(chǎn)40 kg/667 m2,增產(chǎn)率為11.05%;方差分析表明,施用康硒寶有機水溶肥后,稻谷的增產(chǎn)效果極顯著(P<0.01)。
表4 各處理早稻的產(chǎn)量
由表5 可知,早稻施用康硒寶有機水溶肥后,產(chǎn)值分別比CK1、CK2增加97.28、102.40 元/667m2(稻谷價格按當(dāng)?shù)禺?dāng)時一般稻谷市場價2.56 元/kg 計算),較CK1和CK2增加成本33 元/667m2(肥料成本3 元/667m2和施肥人員工資2 次共30 元/667m2),減去所增成本后的經(jīng)濟效益分別比CK1、CK2增加64.28、69.40 元/667m2,增效顯著。如果其稻谷按富硒產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)優(yōu)價計算,其經(jīng)濟效益將更加顯著。
表5 各處理早稻的經(jīng)濟效益
試驗結(jié)果表明,早稻施用康硒寶有機水溶肥料,稻米鎘含量為0.172 mg/kg,低于國家限量標(biāo)準(zhǔn)(0.2 mg/kg),比對照(包括清水對照和空白對照,下同)降低0.163~0.165 mg/kg,降幅達(dá)48.66%~48.96%,差異極顯著;稻米硒含量為0.272 mg/kg,接近國家富硒稻谷標(biāo)準(zhǔn)的上限值(0.30 mg/kg),比對照提高294.2%~306.0%,差異極顯著;早稻株高、有效穗、實粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重明顯增加;稻谷產(chǎn)量402 kg/667m2,比對照增產(chǎn)10.44%~11.05%,差異極顯著;按當(dāng)?shù)禺?dāng)時一般稻谷市場價2.56 元/kg 計算,經(jīng)濟效益比對照增加64.28~69.40 元/667m2。這說明施用康硒寶有機水溶肥對早稻的降鎘富硒及增產(chǎn)增收效果顯著,可大面積推廣應(yīng)用。應(yīng)用時,應(yīng)在移栽返青期至灌漿期結(jié)合水稻病蟲害防治,葉面噴施2 次康硒寶有機水溶肥料,噴施濃度為1 000~1 500 倍,即10~15 mL 對水一桶,噴施3~4 桶水/667m2,噴施時間以無風(fēng)晴天下午4:00—5:00 時最好,如噴施后6 h 內(nèi)遇雨,應(yīng)重新噴施。
3.2.1 增產(chǎn)機理分析 (1)康硒寶有機水溶肥料具有植物生長促進(jìn)因子和能量因子的作用。康硒寶有機水溶肥料是一種高活性肥料。該產(chǎn)品含有植物生長促進(jìn)因子和能量因子,有利于促進(jìn)植物細(xì)胞中的原生質(zhì)流動,能強烈激活植物細(xì)胞活性,將有效成分迅速吸收并滲透到植物體內(nèi),促進(jìn)植物產(chǎn)生新根、新芽,煥發(fā)生機和活力,使根系增粗、增長,提高根系對養(yǎng)分的吸收能力。(2)康硒寶有機水溶肥料具有黃腐酸的刺激作用。其主要成分黃腐酸能刺激作物的生長發(fā)育,改善作物的農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟性狀,增加單位面積、有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)。(3)康硒寶有機水溶肥料能提高作物的光合作用。其主要成分黃腐酸能提高作物體內(nèi)多種酶的活性(如過氧化氫酶),因而有利于提高作物的光合作用,從而增加千粒重。
3.2.2 降鎘機理分析 (1)康硒寶有機水溶肥料中的硅元素在作物體內(nèi)具有阻隔重金屬鎘向籽實轉(zhuǎn)移的作用[6]。(2)康硒寶有機水溶肥料中含有的腐植酸有利于提高作物體內(nèi)保護(hù)酶的活性。施用康硒寶有機水溶肥料后,作物體內(nèi)的超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)等酶的活性升高,而這3 種酶是植物體內(nèi)酶系統(tǒng)中的主要保護(hù)酶,植物體內(nèi)這3 種酶的活性提高,對土壤中鎘和殘留農(nóng)藥的抗性增強[7]。
3.2.3 富硒機理分析 (1)作物自身的生命運動可將施入的硒富集在農(nóng)產(chǎn)品中,不僅使可食用的農(nóng)產(chǎn)品中含硒量適度增加,達(dá)到國家頒布的富硒農(nóng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),而且大大提高了硒的有效性[8]。(2)硒影響作物體內(nèi)酶的活性。硒對作物體內(nèi)多種酶都有影響,低濃度硒能明顯提高水稻谷胱甘肽過氧化物酶和超氧化物歧化酶的活性[9]。(3)硒參與了作物體內(nèi)能量代謝過程。線粒體呼吸速率和葉綠體電子傳遞速率都與硒及其含量有顯著相關(guān)性。在一定范圍內(nèi)(0.10 mg/L 以下),硒增強了線粒體呼吸速率和葉綠體電子傳遞速率,說明在作物體內(nèi)硒參與了能量代謝過程[10]。