鎘鉛超標農田養蠶試驗分析

顏新培，龔 昕，黃仁志，蔣詩夢，雷 鳴，龍唐忠，賈超華，秦志雄

（1. 湖南省蠶桑科學研究所，湖南長沙410127；2. 湖南農業大學資源與環境學院，湖南長沙410128）

湖南有色金屬礦藏十分豐富，素有“有色金屬之鄉”之稱。近年來，隨著湖南有色金屬礦山開采和冶煉行業的發展，礦區周圍土壤和水域鎘鉛等重金屬污染的程度日益加重。因此，研究有效治理土壤重金屬污染方式和替代產業調整模式，已成為湖南省農業可持續發展和生態系統安全循環的當務之急。桑樹屬桑科桑屬多年生、闊葉型、落葉性木本植物，生物量大、生長迅速，對鎘等重金屬污染具有較好的耐受性和吸附能力，農民通過栽桑養蠶可繞開食物鏈環節獲得較好的經濟效益，減輕政府治理投入和維護鄉村社區穩定的壓力。本項實驗在岳陽市某工礦區選擇典型的鎘鉛超標農田栽桑養蠶，通過其桑蠶經濟性狀及效益比較分析，證實鎘鉛污染農田栽桑養蠶的可行性，為鎘鉛污染農田安全、經濟、高效、生態利用和污染區產業結構調整進行有益的探索。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

2013年2月在岳陽市某工礦區選擇典型的鎘鉛超標農田（鎘監測點監測值最低為1.15 mg/kg、最高值為5.75mg/kg 及超標3～18 倍，鉛輕度超標）。在試驗區栽植粵桑11 號（A）、農桑14 號（B）、強桑1 號（C）3個桑品種，每個品種分別按1 000 株/667m2（1）、2 000 株/667m2（2）、3 000 株/667m2（3）密度栽植。桑樹苗發芽前離地面25cm 高時剪去苗干，當年養成2～3 根壯枝。2014年桑樹發芽前，在離地面60cm 處剪去，養成第一支干，發芽后每根支干選留2～3個壯芽，每株養成5～6根壯條。2014年5月上旬收蟻，供試家蠶品種為湖濱×明光的春制越年反交種，至4 齡蠶后按3個桑品種、3種密度、3個重復分區飼養，每區200 頭，共27個區，采試驗田桑葉飼養；以非鎘鉛污染農田桑葉養蠶為對照，設3個重復。整個試驗共飼養30個區。

1.2 調查方法

2014年5月上旬調查不同桑樹品種的生長狀況。在家蠶盛熟后第7 天進行蠶繭調查。從各區普通繭中稱出斤繭顆數（用每千克顆數表示），抽樣削繭調查普繭死籠數，根據各區雙宮和下屑繭死籠繭數計算出全區死籠率（%），再計算出各區蟲蛹統一生命率。每區隨機鑒別雌雄繭2 5 顆，調查全繭量（g）、繭層量（g），計算雌雄平均全繭量、繭層量及繭層率。

1.3 分析方法

用數理統計方法對各區數量性狀進行方差分析、F測驗、各因素各水平間顯著性測驗。

2 結果與分析

2.1 不同桑樹品種的生長狀況

2014年5月上旬調查不同桑樹品種的生長狀況。粵桑11 號樹形稍開展，群體整齊，枝條直；節間距5.0 cm，葉序2/5，葉心臟形和長心形，葉色翠綠，葉尖長尾狀；春季成熟葉長25.0 cm，葉幅20.0 cm，葉柄長6 厘米；頂芽壯，黃綠色；產葉量31 796 kg/hm2。

農桑14 號樹形直立，樹冠緊湊，枝條粗直而長；節距3.7 cm，葉序3/8，葉心臟形，墨綠色，葉尖短尾狀；春季成熟葉長23.5 cm，葉幅20.5 cm，葉柄長8 厘米；桑產葉量為38 480 kg/hm2。

強桑1 號樹形直立，樹冠緊湊，枝條粗長；節距3.6 cm，葉序2／5、3／8，葉長心形，深綠色，葉尖尾狀；春季成熟葉長30.5 cm，葉幅24 cm；桑產葉量為35 570 kg/hm2。

這3個品種在工礦區典型的鎘鉛超標農田生長良好，產葉量高，農藝性狀優良，符合各品種的特征特性。

2.2 經濟性狀比較

各處理間蟲蛹統一生命率、全繭量、繭層量、繭層率、斤繭顆數與對照相比，農桑系列指數幾乎接近和超過對照，表現較優。經方差分析和F 測驗。蟲蛹統一生命率處理間、區組之間差異不顯著；全繭量、繭層量、繭層率、斤繭顆數區組之間差異不顯著；處理間全繭量、繭層量、繭層率、斤繭顆數F 值分別為9.55、6.14、5.13、15.42，存在極顯著差異。采用LSR 法進一步檢驗測定全繭量、繭層量、繭層率各處理間平均數顯著水平（表1）。

表1 全繭量、繭層量、繭層率、斤繭顆數各處理間多重比較

從差異顯著性測驗推斷，全繭量、繭層量、繭層率、斤繭顆數各處理間有極顯著差異。全繭量以B2、B1、B3最高，繭層量以B2、B1、B3 最高，繭層率以C3、B1、B3最高，斤繭顆數以B2、B1、B3 最低。通過多重比較差異顯著性分析，綜合各經濟性狀，初步推測在工礦區鎘鉛超標農田以栽植農桑14 號品種較好，密度為每667m2栽植1000～2000 株。

2.3 經濟效益比較

斤繭顆數是盒種產繭量計算的基礎，也是養蠶經濟效益的基礎。一盒蠶種按2.5 萬頭蟻蠶計算，根據表1 斤繭顆數和蟲蛹統一生命率計算出一盒種的結繭顆數，再計算出盒種產繭量，蠶繭按40 元/kg 計算，可算出每盒種的產值即經濟效益。

表2 顯示，同樣的密度以栽植農桑14 號盒種產繭量較高，產值即經濟效益較好。對不同品種不同密度分析，以B1、B2 即農桑14 號品種栽植密度為1 000～2 000 株/667m2的經濟效益較高。

3 討論

（1）在岳陽市某工礦區選擇典型的鎘鉛超標農田栽植桑樹，3個品種生長良好，產葉量高，農藝性狀優良，符合各品種的特征特性，說明桑樹對鎘、鉛具有一定的耐受性和富集能力。據前期研究，桑樹在鎘為40 mg/kg 的土壤中都能正常生長，桑樹也能在鉛含量734 mg/kg 的污染土壤中生長而在外觀上不表現出明顯的受脅迫現象。因此在湖南大部分鎘、鉛等重金屬污染區桑樹都能作為替代作物栽植而不受脅迫。

（2）通過各處理間蟲蛹統一生命率、全繭量、繭層量、繭層率、斤繭顆數進行方差分析和F 測驗，組間差異不顯著，說明處理間各重復區飼養過程中技術處理基本一致，發育勻整。通過對全繭量、繭層量、繭層率各處理間進行方差分析和F 測驗，處理間各經濟性狀差異極顯著。全繭量以B2、B1、B3 最高，繭層量以B2、B1、B3 最高，繭層率以C3、B1、B3 最高。斤繭顆數以B2、B1、B3為最少，產值即效益最高。通過多重比較差異顯著性分析，綜合各經濟性狀及效益，初步推測在工礦區鎘鉛超標農田第一年以栽植農桑14 號品種較好，適宜密度為1 000～2 000 株/667m2。

表2 各處理桑蠶經濟效益比較

（3）該項實驗通過鎘鉛超標農田養蠶的經濟性狀比較，證實了鎘鉛污染農田栽桑養蠶及產業結構調整的可行性，說明栽桑養蠶是鎘鉛污染耕地安全、經濟、高效的生態利用模式。由于是一次春季飼養的數據，只能通過一次數據資料推斷處理間差異顯著性，不能完全反映處理間差異顯著性。處理間差異顯著性的真實性和處理間主要經濟性狀的顯著值的準確性，需要多次數據的積累和分析才能確定。

[1]盛 驟,謝式千,潘承毅.概率論與數理統計(第二版)[M].北京:高等教育出版社,1997.

[2]劉 權,陸星垣.蠶桑試驗設計及統計方法[M].上海:上海科學技術出版社,1987.

[3]顏新培,黃仁志.湖南省現行家蠶品種人工飼料育蠶效果評價[J].湖南農業科學,2009,(2):137-138.

[4]顏新培,李章寶,黃仁志,等.湖南桑蠶品種主要經濟性狀平均數的置信限分析[J].湖南農業科學,2011,(9):152-154.