摘要 為保障水稻的安全生產(chǎn)，本研究通過在田間小區(qū)試驗(yàn)中設(shè)置不同葉面阻控材料，探究不同葉面阻控劑處理對水稻糙米重金屬含量及水稻產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，噴施不同葉面阻控劑的水稻產(chǎn)量無顯著差異，在保障水稻產(chǎn)量的情況下小幅增產(chǎn)；不同處理可有效降低水稻糙米中重金屬鎘、鉛、鉻的含量。其中PPF葉面阻控劑噴施效果最優(yōu)，與空白對照相比，鎘含量降幅為39.21%，鉛含量降幅為67.47%，鉻含量降幅為52.74%。建議在輕度重金屬污染的稻田中選擇PPF葉面阻控劑與其他安全利用技術(shù)措施聯(lián)合推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 葉面阻控劑；糙米重金屬；重金屬含量

中圖分類號 X56 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 1007-7731（2023）23-24-0100-04

水稻是主要糧食作物，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位。近2/3的人口以大米為主食，水稻安全生產(chǎn)對保障糧食安全具有重要作用[1]。目前，適用于受污染耕地安全利用的技術(shù)措施主要包括土壤調(diào)酸技術(shù)、農(nóng)藝調(diào)控技術(shù)、土壤改良技術(shù)、葉面阻控技術(shù)和品種調(diào)整技術(shù)等。葉面阻控劑是不直接接觸土壤的綠色友好型修復(fù)材料[2]，該技術(shù)操作簡便，通過葉面噴施硅、硒、鋅等有益元素，提高作物抗逆性，抑制作物根系向可食部位轉(zhuǎn)運(yùn)重金屬，降低可食部位重金屬含量[3-4]，被廣泛應(yīng)用于鎘、鉛等污染稻田[5]。

為進(jìn)一步探究葉面阻控劑對水稻中多種重金屬含量的影響，本研究在重金屬輕度污染稻田開展田間小區(qū)試驗(yàn)，在水稻田上施用不同葉面阻控劑，監(jiān)測水稻糙米中鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、鉛（Pb）和鉻（Cr）的含量，以期篩選出能夠有效降低糙米中重金屬含量的葉面阻控劑，為保障水稻的安全生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料選擇

供試試驗(yàn)田：試驗(yàn)田是重金屬輕度鎘污染的水稻田。土壤pH 5.31，土壤中重金屬Cd 0.49 mg/kg、Hg 0.141 mg/kg、As 16.2 mg/kg、Pb 39.5 mg/kg和Cr 36.5 mg/kg。根據(jù)農(nóng)用地質(zhì)量類別劃分技術(shù)指南，試驗(yàn)田土壤環(huán)境質(zhì)量類別為安全利用類，主要污染物為Cd。

供試水稻品種：嘉豐優(yōu)2號。

供試肥料：復(fù)合肥（N-P2O5-K2O≥48%，16∶16∶16）。

供試葉面阻控材料：選用JGL、PPF、YMD、TX、NSX和NMX這6種葉面阻控材料。其主要技術(shù)參數(shù)見表1。6種葉面阻控劑中鎘、汞、砷、鉛和鉻含量均低于土壤風(fēng)險篩選值，可作為安全利用技術(shù)修復(fù)材料施用于受污染稻田中。

1.2 試驗(yàn)處理設(shè)置

在受污染耕地安全利用區(qū)重金屬輕度鎘污染稻田土壤開展JGL、PPF、YMD、TX、NSX和NMX這6種葉面阻控材料對水稻糙米中重金屬鎘、汞、砷、鉛和鉻的阻控效果研究。試驗(yàn)共設(shè)置7個處理，根據(jù)試驗(yàn)材料說明書和前期試驗(yàn)結(jié)果，基施復(fù)合肥（N-P2O5-K2O=16-16-16）450 kg/hm2+尿素（N≥46%）300 kg/hm2，各個處理葉面阻控材料的種類與用量如下。處理1：CK，噴施清水。處理2：JGL葉面阻控劑，施用80 mL/m2，稀釋100倍，Si≥68 mg/m2。處理3：PPF葉面阻控劑，施用80 mL/m2，稀釋100倍，Si≥80 mg/m2，Se≥0.8 mg/m2。處理4：YMD葉面阻控劑，施用80 mL/m2，稀釋500倍，Si≥24 mg/m2。處理5：TX葉面阻控劑，施用80 mL/m2，稀釋100倍，Si≥48 mg/m2，Se≥0.016 mg/m2。處理6：NSX葉面阻控劑，施用100 mL/m2，稀釋100倍，Si=25 mg/m2，Se=8 mg/m2。處理7：NMX葉面阻控劑，施用100 mL/m2，稀釋100倍，Se=8 mg/m2。

每個處理設(shè)置3次重復(fù)，7個處理計21個小區(qū)，隨機(jī)區(qū)組排列，各小區(qū)形狀一致、面積20 m2，栽種規(guī)格為移栽秧苗株距25 cm、行距25 cm。田邊設(shè)置保護(hù)行1 m。小區(qū)之間統(tǒng)一起壟隔開，壟寬50 cm。

葉面阻控劑在水稻拔節(jié)期和灌漿期使用小型噴霧器各進(jìn)行1次葉面噴施，噴液量以作物葉片正背面沾滿霧滴為宜。各試驗(yàn)小區(qū)統(tǒng)一栽培技術(shù)及管理措施，根據(jù)實(shí)際情況按當(dāng)?shù)夭∠x害防治方法及時進(jìn)行病蟲害防治；同一田間管理措施在同一天內(nèi)完成，降低田間操作誤差，提高準(zhǔn)確度。

1.3 樣品采集與測定

樣品采集與預(yù)處理：水稻收獲期，各小區(qū)按照梅花形5點(diǎn)采樣法采集水稻糙米樣品，共采集21個糙米樣品。水稻糙米作為測定樣品，樣品采集后取回實(shí)驗(yàn)室蒸餾水清洗干凈并于烘箱中105 ℃殺青30 min，再80 ℃烘干至恒重，將水稻脫粒成糙米，并用不銹鋼粉碎機(jī)粉碎，過100目尼龍篩，備用。

測定項(xiàng)目與方法：測定糙米樣品中重金屬鎘、汞、砷、鉛和鉻含量，依據(jù)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中多元素的測定》（GB 5009.268—2016）、《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中總汞及有機(jī)汞的測定》（GB 5009.17—2021）、《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中總砷及無機(jī)砷的測定》（GB 5009.11—2014），糙米鎘、總砷、鉛和鉻含量采用微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）進(jìn)行分析測試；糙米汞含量采用微波消解-原子熒光光譜分析法進(jìn)行分析測試。

水稻測產(chǎn)：水稻收獲時各小區(qū)單收單打?qū)崪y產(chǎn)，按20%含水量計算小區(qū)產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Excel 2016和Origin 8軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和制圖。采用SPSS 19.0 軟件對不同處理數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同葉面阻控劑對糙米鎘含量的影響

從圖1可以看出，與CK（空白對照，糙米鎘含量0.42 mg/kg）相比，施加JGL、PPF、YMD、TX、NSX和NMX這6種葉面阻控劑均能顯著降低水稻糙米中鎘含量（Plt;0.05），分別降低了28.62%、39.21%、25.81%、27.46%、33.69%和38.16%，均未達(dá)到食品中污染物限量標(biāo)準(zhǔn)（糙米鎘限量0.2 mg/kg），且不同葉面阻控劑處理下水稻糙米中鎘含量無顯著性差異。依據(jù)降鎘幅度，其效果排序?yàn)镻PFgt;NMXgt;NSXgt;JGLgt;TXgt;YMD。PPF葉面阻控劑糙米降鎘效果最佳。

2.2 不同葉面阻控劑對糙米鉛含量的影響

由圖2可知，與CK處理相比，施加JGL、YMD和NSX這3種葉面阻控劑糙米中鉛含量略有下降，但均無顯著性差異，而PPF、TX和NMX這3種葉面阻控劑均顯著性降低糙米中鉛含量，分別下降了67.47%、55.60%和51.23%。這表明PPF葉面阻控劑降鉛效果最優(yōu)。

2.3 不同葉面阻控劑對糙米砷含量的影響

從圖3可以看出，與CK處理相比，施加JGL、PPF、YMD、TX、NSX和NMX這6種葉面阻控劑均未顯著降低水稻糙米中砷含量，且各處理水稻糙米中砷含量無顯著性差異。噴施葉面阻控劑后，水稻糙米中砷含量均略有下降，降幅為5.19%～17.61%。PPF葉面阻控劑糙米降砷幅度最大。

2.4 不同葉面阻控劑對糙米鉻含量的影響

由圖4可知，與CK（空白對照，糙米鉻含量1.09 mg/kg）相比，施加YMD和NMX葉面阻控劑的水稻糙米中鉻含量無顯著性差異；而施加JGL、PPF、TX和NSX葉面阻控劑均能顯著降低水稻糙米中鉻含量（Plt;0.05），糙米鉻含量分別降低了54.95%、52.74%、66.77%和52.07%，但不同葉面阻控劑處理下水稻糙米中鉻含量無顯著性差異。其降鉻效果排序?yàn)門Xgt;JGLgt;PPFgt;NSX，TX、JGL、PPF和NSX這4種葉面阻控劑處理水稻糙米降鉻幅度均能達(dá)到50%，效果較好。

2.5 不同葉面阻控劑對糙米汞含量的影響

由圖5可知，CK處理糙米汞含量（0.004 6 mg/kg）遠(yuǎn)低于食品中污染物限量標(biāo)準(zhǔn)（糙米汞0.02 mg/kg），與CK處理相比，施加JGL、PPF、YMD、TX、NSX和NMX這6種葉面阻控劑均未顯著降低水稻糙米中汞含量，且各處理水稻糙米汞含量無顯著性差異。噴施葉面阻控劑后，水稻糙米汞含量均略有下降，無增加糙米中汞含量的風(fēng)險。

2.6 不同葉面阻控劑對水稻產(chǎn)量的影響

由圖6可知，各葉面阻控劑處理?xiàng)l件下水稻產(chǎn)量均無顯著性差異（Pgt;0.05）；各試驗(yàn)小區(qū)經(jīng)過葉面阻控劑噴施后，與CK處理相比，均小幅增產(chǎn)，增幅為4.53%～8.71%，符合NY/T 3343—2018對受污染耕地安全利用效果當(dāng)季水稻產(chǎn)量評價標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論與討論

葉面阻控劑是一種通過向作物葉片表面噴施的小分子有機(jī)或無機(jī)物，兼具健康、營養(yǎng)特性，并可實(shí)現(xiàn)阻隔重金屬向作物可食用部位轉(zhuǎn)運(yùn)或累積。其通過葉片氣孔或水孔及細(xì)胞間隙吸收、木質(zhì)部轉(zhuǎn)運(yùn)和跨維管束運(yùn)輸?shù)榷喾N運(yùn)輸方式進(jìn)入植物體內(nèi)，從而通過生理阻隔、元素拮抗和轉(zhuǎn)運(yùn)競爭等方式改變植物體內(nèi)重金屬的再分配，或通過調(diào)控植物根系分泌次生代謝產(chǎn)物，改變重金屬的生物有效性，阻控根系對重金屬的吸收，從而實(shí)現(xiàn)對部分低污染農(nóng)田的安全利用[2]。相關(guān)研究證明葉面噴施硅肥和硒肥均能有效降低糙米重金屬吸收，其作為一種不直接接觸土壤的環(huán)境友好型材料，在有效摒除土壤污染風(fēng)險的基礎(chǔ)上，能夠有效阻隔土壤重金屬在作物可食用部分中的累積，是糙米降鎘的有效措施[6-8]。硅被稱為水稻的第四大營養(yǎng)元素，而硒為植物體內(nèi)抗氧化酶的活性中心，噴施含硅葉面阻控劑可促進(jìn)水稻的生長發(fā)育，通過抑制重金屬在水稻植株中的遷移轉(zhuǎn)運(yùn)，降低糙米中重金屬含量[9-10]，噴施含硒葉面阻控劑可通過改變抗氧化酶的活性、作物的抗性來降低水稻體內(nèi)重金屬的含量[11]。本試驗(yàn)研究并分析不同葉面阻控劑（硅、硒）對重金屬輕度污染稻田糙米重金屬含量的影響效果，與空白對照相比，得到以下結(jié)論。

JGL、PPF、YMD、TX、NSX和NMX這6種葉面阻控劑均不同程度地起到了降低糙米中鎘含量的效果，施用后糙米中鎘含量尚未達(dá)到食品中污染物限量標(biāo)準(zhǔn)（糙米鎘限量0.2 mg/kg），且不同葉面阻控劑處理下水稻糙米鎘含量無顯著性差異，需要深入研究。其降鎘效果排序?yàn)镻PFgt;NMXgt;NSXgt;JGLgt;TXgt;YMD，PPF葉面阻控劑糙米降鎘效果最佳，降鎘39.21%。

PPF、TX和NMX這3種葉面阻控劑均顯著降低了糙米中鉛含量，分別下降了67.47%、55.60%和51.23%。PPF葉面阻控劑降鉛效果最優(yōu)，另外3種葉面阻控劑JGL、YMD和NSX糙米中鉛含量無顯著性變化。

JGL、PPF、TX和NSX這4種葉面阻控劑均不同程度地降低了水稻糙米中鉻含量，其降鉻效果排序?yàn)門Xgt;JGLgt;PPFgt;NSX，糙米降鉻幅度均能達(dá)到50%。另外，2種葉面阻控劑YMD、NMX處理水稻糙米鉻含量無顯著性變化，且6種葉面阻控劑處理水稻糙米鉻含量均無顯著性差異。

JGL、PPF、YMD、TX、NSX和NMX這6種葉面阻控劑處理后水稻糙米總砷均無顯著性差異，但水稻糙米總砷含量均略有下降，無增加糙米中砷含量的風(fēng)險。

JGL、PPF、YMD、TX、NSX和NMX這6種葉面阻控劑處理后水稻糙米汞含量均無顯著性差異，但水稻糙米汞含量均略有下降，無增加糙米中汞含量的風(fēng)險。

JGL、PPF、YMD、TX、NSX和NMX這6種葉面阻控劑處理后水稻產(chǎn)量無顯著性差異，但均小幅增產(chǎn)，增產(chǎn)幅度為4.53%～8.71%。

噴施不同硅、硒葉面阻控劑，在保障水稻產(chǎn)量的基礎(chǔ)上可有效降低水稻糙米中鎘、鉛和鉻的含量，其中PPF葉面阻控劑處理效果最好，PPF葉面阻控劑為水劑弱堿性材料，富硅富硒，并兼具經(jīng)濟(jì)高效、綠色友好等特性，可作為安全利用技術(shù)材料推廣應(yīng)用示范施用于重金屬污染稻田。下一步要深入研究其在重金屬鎘輕中度污染稻田中協(xié)同其他安全利用技術(shù)的降鎘效果，為重金屬污染農(nóng)田土壤的安全利用提供一定的參考。

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（責(zé)編：王 菁）