李 娟

（安鄉(xiāng)縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，湖南 安鄉(xiāng) 415600）

土壤是寶貴而又有限的自然資源，是農(nóng)業(yè)最基本的生產(chǎn)資料，是地球生命中能量交流和物質(zhì)循環(huán)的容庫，它與動(dòng)植物、微生物及人類生存發(fā)展息息相關(guān)。但隨著城市工業(yè)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，大量重金屬排放到環(huán)境中，造成不同程度的土壤面源污染，其中土壤鎘污染危害性較大。鎘（Cd）是生物毒性最強(qiáng)的重金屬元素，具有化學(xué)活性強(qiáng)、移動(dòng)性大和毒性持久的特點(diǎn)[1-4]。研究表明，鎘污染會(huì)導(dǎo)致土壤中的有益菌大量減少，土壤質(zhì)量下降，自凈能力減弱，進(jìn)而影響農(nóng)作物的產(chǎn)量與品質(zhì)，并通過食物鏈危害人體健康。

據(jù)相關(guān)資料顯示，安鄉(xiāng)農(nóng)用地鎘污染面積占比較低，程度較輕，但對農(nóng)產(chǎn)品（主要為稻米）質(zhì)量安全仍有一定的影響。目前，進(jìn)行大面積鎘污染土壤修復(fù)的成本高且時(shí)間長，解決不了近期稻米質(zhì)量安全問題。因此，推廣降鎘水稻品種或降鎘栽培技術(shù)很有必要。

研究表明，噴施以硅和腐植酸等為主要成分的葉面阻控劑能強(qiáng)烈抑制水稻根系對鎘等重金屬離子的吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)，從而有效降低鎘等重金屬在植株體內(nèi)的積累[5]。武漢市沃農(nóng)肥業(yè)有限公司生產(chǎn)的中量元素肥料“歸欣甲”水劑就是一種對降低稻米中鎘含量具有顯著效果的葉面阻控劑產(chǎn)品。該產(chǎn)品登記證號為農(nóng)肥（2022）準(zhǔn)字18260 號。據(jù)檢測，該產(chǎn)品中，Si ≥150 g/L、K2O ≥180 g/L、Na ≤10 g/L、水不溶物≤10 g/L、pH 值為9.5～11.5。近幾年，該產(chǎn)品在湖南安鄉(xiāng)縣輕中度鎘污染農(nóng)田中施用表現(xiàn)出良好的降鎘效果。因此，筆者以雜交中稻晶兩優(yōu)534為材料，開展了葉面噴施葉面阻控劑“歸欣甲”水劑（中量元素肥料）的田間試驗(yàn)，以期為推廣降鎘栽培技術(shù)、提高安鄉(xiāng)縣稻米質(zhì)量安全提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在安鄉(xiāng)縣安尤鄉(xiāng)下碼頭村16 組某農(nóng)戶的承包責(zé)任田進(jìn)行。供試土壤為潮沙泥，土壤養(yǎng)分含量如下：有機(jī)質(zhì)27.6 g/kg，全氮1.96 g/kg，全磷1.27 g/kg，全鉀12.20 g/kg，堿解氮87.4 mg/kg，速效磷10.03 mg/kg，速效鉀56.8 mg/kg，pH 值6.5；土壤鎘含量為0.517 mg/kg。供試作物為雜交中稻，品種為晶兩優(yōu)534。常規(guī)肥料有40%（20-8-12）復(fù)混肥、尿素和氯化鉀。供試葉面阻控劑為武漢市沃農(nóng)肥業(yè)有限公司生產(chǎn)的中量元素肥料“歸欣甲”水劑。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)3 個(gè)處理，分別為：T1，常規(guī)施肥＋分別在水稻分蘗末期和灌漿期葉面噴施“歸欣甲”水劑（用量為4 500 mL/hm2對水900 kg/hm2）；T2，常規(guī)施肥＋分別在水稻分蘗末期和灌漿期葉面噴施“歸欣甲”水劑（用量為3 000 mL/hm2對水900 kg/hm2）；CK（對照），常規(guī)施肥，不噴施葉面阻控劑和清水。各處理重復(fù)3 次，共9 個(gè)小區(qū)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積66.7 m2。試驗(yàn)地四周設(shè)置2.5 m 保護(hù)行。

1.3 田間操作與栽培管理措施

供試雜交中稻于2022 年5 月12 日播種，6 月8日移栽，移栽密度為24.3 萬株/hm2。于移栽前6 月6 日結(jié)合最后一次整田施用復(fù)混肥600 kg/hm2作基肥；6 月16 日活蔸返青后施用尿素150 kg/hm2+氯化鉀75 kg/hm2進(jìn)行第一次追肥；7 月8 日幼穗分化期施用復(fù)混肥75 kg/hm2進(jìn)行第二次追肥。按照試驗(yàn)方案，分別于6 月27 日（分蘗末期）和8 月12 日（灌漿期）用葉面阻控劑“歸欣甲”水劑葉面噴施T1 和T2（對照小區(qū)只常規(guī)施肥）。各處理的灌溉、病蟲防治和中耕除草等田間管理措施完全一致。供試雜交中稻于9 月6 日收獲。

1.4 考察指標(biāo)及方法

于水稻成熟期在各小區(qū)第2 行連續(xù)取樣10 株記載株高、有效穗、每穗總粒數(shù)和實(shí)粒數(shù)、千粒重，計(jì)算結(jié)實(shí)率。收獲時(shí)分小區(qū)單收、單曬、單獨(dú)稱重計(jì)算產(chǎn)量。稻米鎘含量檢測按T/CAIA SH003—2015稻米鎘的測定X 射線熒光光譜法進(jìn)行[6]。于試驗(yàn)前后按梅花形五點(diǎn)取樣法采集各處理土壤樣品進(jìn)行鎘含量的測定，測定方法參照籍貴蘇等[7]的方法進(jìn)行。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2015 和SPSS 17.0 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對土壤鎘和稻米鎘含量的影響

2.1.1 對土壤鎘含量的影響由表1 可知，各處理土壤鎘含量背景值（試驗(yàn)前）為0.516～0.518 mg/kg，均值為0.517 mg/kg；試驗(yàn)后為0.509～0.512 mg/kg，試驗(yàn)前和試驗(yàn)后各處理間差異均不顯著。試驗(yàn)后與背景值比較，土壤鎘含量略有降低，但無顯著性差異。這說明施用葉面阻控劑“歸欣甲”水劑對土壤來說幾乎不具降鎘作用。

2.1.2 對稻米鎘含量的影響由表1 可知，稻米鎘含量以T1 處理最低，為0.146 mg/kg，比T2 處理降低0.016 mg/kg，降幅9.88%，差異不顯著，比CK 降低0.189 mg/kg，降幅56.42%，差異極顯著（P＜0.01）；T2 處理稻米鎘含量為0.162 mg/kg，比CK 降低0.173 mg/kg，降幅51.64%，差異極顯著。T1 和T2 處理的稻米鎘含量均低于GB 2762—2017[8]中Cd ＜0.2 mg/kg 的安全標(biāo)準(zhǔn)。這說明常規(guī)施肥+葉面阻控劑處理均能極顯著降低稻米中鎘的含量。

表1 各處理試驗(yàn)前后的土壤鎘含量及試驗(yàn)后的稻米鎘含量

2.2 不同處理對雜交中稻經(jīng)濟(jì)性狀的影響

由表2 可知，T1 和T2 處理的株高、有效穗、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重均比CK 略有增加，前4 項(xiàng)指標(biāo)T1 比T2 也略有增加，但其差異均不顯著。這說明常規(guī)施肥+葉面阻控劑處理對雜交中稻經(jīng)濟(jì)性狀略有改善，但影響不大。

表2 各處理雜交中稻的經(jīng)濟(jì)性狀

2.3 不同處理對雜交中稻產(chǎn)量的影響

由表3 可知，T1 處理折合產(chǎn)量為7 920 kg/hm2，比T2 處理增產(chǎn)120 kg/hm2，增產(chǎn)率為1.54%，比CK 增產(chǎn)510 kg/hm2，增產(chǎn)率為6.88%。T2 處理折合產(chǎn)量為7 800 kg/hm2，比CK 增產(chǎn)390 kg/hm2，增產(chǎn)率為5.26%。方差分析表明，T1 和T2 與CK 的產(chǎn)量差異均達(dá)極顯著水平（P＜0.01），T1 與T2 處理間產(chǎn)量差異不顯著。這說明常規(guī)施肥+葉面阻控劑處理均能極顯著增加雜交中稻的產(chǎn)量。

2.4 不同處理對雜交中稻經(jīng)濟(jì)效益的影響

由表3 可知，T1 和T2 處理產(chǎn)值分別為20 592和20 280 元/hm2，分別比CK 增加1 326 和1 014元/hm2，減去葉面阻控劑的成本，經(jīng)濟(jì)效益分別比CK 增加1 092 和858 元/hm2，增效均達(dá)顯著水平（P＜0.05），如果其稻谷按低鎘產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)計(jì)算，其經(jīng)濟(jì)效益將更加顯著。這說明常規(guī)施肥+葉面阻控劑處理均能顯著增加經(jīng)濟(jì)效益。

表3 各處理雜交中稻的產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益

3 小結(jié)與討論

3.1 小 結(jié)

試驗(yàn)結(jié)果表明，在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上分別在水稻分蘗末期和灌漿期葉面噴施3 000～4 500 mL/hm2的葉面阻控劑“歸欣甲”水劑（中量元素肥料）后，稻米中鎘含量為0.146～0.162 mg/kg，低于國家限量標(biāo)準(zhǔn)（0.2 mg/kg），比對照（CK）降低0.173～0.189 mg/kg，降幅達(dá)51.64%～56.42%，降鎘效果極顯著；水稻的株高、有效穗、每穗實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒重略有增加；稻谷產(chǎn)量為7 800～7 920 kg/hm2，比對照增產(chǎn)390～510 kg/hm2，增產(chǎn)率達(dá)5.26%～6.88%，增產(chǎn)極顯著；按當(dāng)?shù)氐竟纫话闶袌鰞r(jià)2.6 元/kg 計(jì)算，經(jīng)濟(jì)效益比對照增加858～1 092 元/kg。這說明施用葉面阻控劑“歸欣甲”水劑可顯著降低雜交中稻稻米中的鎘含量，并顯著增產(chǎn)增收，建議在中低度鎘污染農(nóng)田大面積推廣應(yīng)用。值得注意的是，該葉面阻控劑應(yīng)選擇無風(fēng)的陰天或晴天下午4 點(diǎn)以后施用，不能與酸性農(nóng)藥混合施用。

3.2 討 論

3.2.1 產(chǎn)品的降鎘機(jī)理分析葉面阻控劑“歸欣甲”水劑（中量元素肥料）中Si 含量≥150 g/L，有研究表明，硅能減少水稻對土壤中鎘等重金屬的吸收[9]，能調(diào)控水稻植株體內(nèi)酶的活性，增強(qiáng)水稻對鎘等重金屬的耐受性，增厚水稻的細(xì)胞壁，降低細(xì)胞膜透性，減少水稻對土壤中鎘等重金屬的吸收，使其在稻根、葉片、莖稈中的分布和積累減少。硅還能強(qiáng)烈抑制作物根系吸收積累的鎘等重金屬離子向籽粒轉(zhuǎn)移[10]。噴施葉面阻控劑“歸欣甲”水劑（中量元素肥料）后，水稻莖葉吸收的硅主要富集在水稻節(jié)間等部位，多以單（多）硅酸Si(OH)4形式存在，每個(gè)OH-均能與鎘等重金屬離子結(jié)合，從而控制鎘等重金屬離子向籽粒遷移。硅還具有調(diào)節(jié)葉片氣孔開閉、抑制水分蒸騰的作用，能有效減少鎘等重金屬離子隨水分向上遷移。該產(chǎn)品含有腐植酸（HA），腐植酸有機(jī)小分子化合物能絡(luò)合鎘等重金屬離子[11]，降低了鎘等重金屬離子向稻米的轉(zhuǎn)移。

3.2.2 產(chǎn)品的增產(chǎn)機(jī)理分析葉面阻控劑“歸欣甲”水劑（中量元素肥料）K2O 含量≥180 g/L，鉀、硅能強(qiáng)壯莖稈，防止倒伏，增強(qiáng)植株抗逆性，在植物體內(nèi)形成硅化細(xì)胞，使莖葉表層細(xì)胞壁、角質(zhì)層加厚，增強(qiáng)作物的鎖水能力，提高作物對病蟲害的抵抗力，從而有利于改善水稻植株的經(jīng)濟(jì)性狀。在水稻灌漿期施用，可增加千粒重，減少空秕籽，促進(jìn)穗大粒多，提高結(jié)實(shí)率，進(jìn)而通過改善經(jīng)濟(jì)性狀、提高結(jié)實(shí)率及千粒重實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。

3.2.3 土壤鎘污染修復(fù)問題試驗(yàn)結(jié)果表明，施用葉面阻控劑“歸欣甲”水劑對土壤鎘污染的修復(fù)幾乎沒有作用，對土壤來說只能起到避免或減輕污染的作用，沒有真正解決土壤中的鎘污染問題，對于修復(fù)鎘污染土壤的途徑來說，屬于植物穩(wěn)定[12]的技術(shù)措施。因此，將土壤中活化態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定態(tài)或降低土壤中重金屬濃度是解決土壤重金屬污染修復(fù)問題的根本途徑。有研究表明，高粱的莖、葉、根對土壤鎘等重金屬有較強(qiáng)的富集能力，對土壤鎘等重金屬的移出效果顯著，是較為理想的“水改旱”的替代作物[13-14]。因此，從長遠(yuǎn)目標(biāo)來看，水（水稻）旱（高粱）輪作將是解決土壤重金屬污染修復(fù)問題的有效途徑。