潴育型水稻土稻米鎘污染VIP控制技術試驗初報

張中德，柏小勇，胡平翠，黎石美，趙和平，柏承志

（寧遠縣農業技術推廣中心，湖南 寧遠 425600）

潴育型水稻土稻米鎘污染VIP控制技術試驗初報

張中德，柏小勇，胡平翠，黎石美，趙和平，柏承志

（寧遠縣農業技術推廣中心，湖南 寧遠 425600）

2015年，在寧遠縣潴育型水稻土上開展稻田VIP鎘污染控制技術的小區和大田示范試驗，分析農藝性狀，對試驗區域的土壤pH值和糙米鎘含量進行比較。結果表明：VIP控制技術對水稻田污染起到一定的控制作用，土壤pH值較試驗前有明顯提高，土壤鎘含量均有一定程度的減少，采用低鎘品種加施用生石灰的效果極顯著優于施用生物菌肥，早稻稻米含鎘量明顯低于晚稻稻米含鎘量，實現了鎘污染農田土壤中生產的稻米鎘含量降低61%，達到國家稻米安全生產的目標(鎘含量＜0.2 mg/kg)，但對生育期、產量有所影響。

潴育型水稻土；稻米；鎘污染；VIP控制技術

農田鎘污染治理是關乎人民切身利益的大事，探索稻米鎘污染VIP控制技術方法和實用模式，對確保糧食安全、維護社會穩定、指導和推進寧遠縣乃至湖南稻米鎘污染防控等均有重要意義。根據湖南省農業委在全省各縣市州推廣稻田鎘污染VIP控制技術，即選種鎘低累計水稻品種（Variety）+合理灌溉（Irrigation）+調節酸度（pH）+輔助措施（N）的“VIP+N”控鎘技術等[2]，有效降低稻米中的鎘含量，實現鎘污染稻田邊生產邊修復治理和有效降低稻米中的鎘含量的目標，從2015年開始，筆者在潴育型水稻土上開展了稻田VIP鎘污染控制技術試驗，通過幾年的連續觀察、監測，發現該技術對降低稻米鎘含量具有較明顯的效果，為解決大米鎘超標提供了新方法[3]，為加快推進寧遠農田鎘污染治理提供了理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗田的基本情況

試驗田選擇在寧遠縣鯉溪鎮種植大戶馬山嶺村二組，北緯25.874 28°，東經112.040 90°，海拔高度328.8 m。試驗田塊地勢平坦、集中連片，且肥力水平、污染程度一致，使用同一灌溉水源（受塘邊的生豬養殖場污染），pH值基本相同6.2（±0.1），距主要交通干道500 m以上。未試驗前田塊的基本情況見表1。

1.2 供試材料

供試水稻品種：低鎘型早稻湘早秈32號和晚稻湘晚秈13號；當地主推品種早稻V優402、株兩優02和晚稻星2號為對照品種。

其他原料：當地生石灰和湖南省農環站提供的微生物菌肥。

1.3 試驗設計

1.3.1 VIP小區試驗設計 采用隨機區組試驗設計，設置6種控制技術處理，3次重復，共18個小區，總面積為540 m2，每小區面積長6 m、寬5 m、面積30 m2，小區間作埂，并留走道和灌排水溝，田埂高度30 cm、并用農膜覆蓋、每個小區單排單灌[3]，早晚兩季在同一試驗田進行，并保持小區排列不變，小區處理名稱及內容（表2）。

表1 試驗示范前土壤質地情況

表2 小區處理名稱及內容明細表

1.3.2 VIP示范試驗設計 在地勢平坦VIP小區試驗周圍緊鄰的田塊中，選擇條件基本一致的4塊田塊，開展“VIP”和“VIP＋N” 技術分別與對照進行示范；VIP示范低鎘品種+生石灰進行水分管理， VIP+N示范低鎘品種+生物菌肥進行水分管理；2塊農民自選的水稻品種V優402、株兩優02+習慣農事操作分別與“VIP”和“VIP＋N”示范田進行對照，對照田在成熟期的時候采集土壤和稻谷樣品。

1.4 試驗方法

1.4.1 田間管理 （1）肥水管理：按當地常規施肥習慣和水稻關鍵期淹水技術管理模式。即大田施25%復合肥50 kg/667m2（40%含量的施用25 kg/667m2）作基肥；拋栽后5～7 d結合化學除草追施尿素7.5 kg/667m2、鉀肥5.5 kg/667m2促蘗；苗數達到30萬苗/667m2時排水輕擱控苗；復水后施鉀肥5 kg/667m2，齊穗后視禾苗生長情況補施壯籽肥；淺水分蘗，及時曬田，有水壯苞抽穗，后期干濕交替。（2）病蟲防治：根據稻瘟病、紋枯病、二化螟、稻縱卷葉螟和稻飛虱等病蟲害發生情況，加強病蟲發生預測預報，跟進技術服務，及時做好病蟲防控工作，未發生病蟲害嚴重為害現象。

1.4.2 田間檔案記載 3月10日確定試驗區域。早稻于3月25日浸種催芽，3月29日播種，4月23日試驗作小區田埂并將生物菌肥撒施相關小區和示范田塊（75 kg/667m2），4月28日左右移栽，5月21日將生石灰施入相關小區和示范田（60 kg/667m2），并始終保持水深3 cm，7月13日成熟取樣收割；晚稻于6月25日播種，7月17日將生物菌肥撒施相關小區和示范田塊（75 kg/667m2），7月20日左右移栽，8月29日將生石灰施入相關小區和示范田（60 kg/667m2），始終保持4.5 cm水層。10月17日成熟取樣收割。

1.5 檢測內容

早晚稻成熟期分別在試驗小區和大田示范區內隨機取3點，每點連續取5株，考種，計算單位面積產量，然后估算產量，進行理論測產和實收測產；并分別對稻谷、土壤進行取樣，每小區取樣分別為500和200 g，放在通風處曬干和陰干后，送湖南省農業資源與環境保護站指定有資質的單位——湖南省檢測中心和湖南省廣電計量檢測有限公司檢測土壤pH值、土壤鎘和糙米鎘含量。數據整理、方差分析全部采用Excel 2003進行。

2 結果與分析

2.1 農藝性狀分析

從表3、表4可知，早、晚稻小區試驗中，處理T3生育期比T1長2 d、處理T4生育期比T2長1 d；有效穗和產量有所降低，降幅分別在4%～7%和3%～8%間；早、晚稻T3、T4處理采用當地品種、低鎘品種+優化水分管理+施用生石灰的實收產量比理論產量略高或接近。化水分管理關鍵期淹水技術+施用生石灰對水稻的生育期、分蘗、產量有所影響。

從表5可知，早、晚稻大田示范試驗中，施用生石灰對水稻產量影響不大，施用生物菌肥，可改良土壤的理化性狀，增加約2%的產量。

2.2 土壤pH值比較

從表6、表7可知，早稻小區試驗各處理間pH值變化不大，隨著試驗的進行，晚稻小區試驗各處理的土壤pH值比試驗前的6.2提高了0.2～0.5，處理T3與處理T4比處理T1的土壤pH值有明顯提高，增加0.5；從表8、表9可知，大田示范各處理間的土壤pH值比對照明顯提高，幅度為0.2～0.9，早、晚稻處理VIP低鎘水稻品種+生石灰的土壤pH值提高最為明顯達0.8～0.9。

表3 早稻小區試驗各處理的農藝性狀

表4 晚稻小區試驗各處理的農藝性狀

表5 早晚稻大田示范各處理產量表

表6 小區試驗早稻檢測結果

表7 小區試驗晚稻檢測及多重比較結果

2.3 鎘含量比較

從表6～9可知，小區和大田示范試驗各處理間的土壤鎘含量比對照有一定程度的增減，變量在-0.078～0.028 mg/kg間。土壤鎘含量降低最多的是晚稻大田示范處理VIP1低鎘水稻品種+生石灰為-0.078 mg/kg，土壤鎘含量降低最小的是早稻小區試驗處理VIP當地水稻品種+生石灰為-0.001 mg/kg；土壤鎘含量增加最多的是早稻大田示范處理VIP低鎘水稻品種+生物菌肥為0.028 mg/kg，土壤鎘含量增加最小的是早稻小區試驗處理VIP當地水稻品種+生物菌肥為0.005 mg/kg。

小區和大田示范各處理間的糙米鎘含量比對照有均一定程度的降低，變量在-0.379～-0.065 mg/kg間。糙米鎘含量降低最小的是晚稻小區試驗處理VIP當地水稻品種+生物菌肥為-0.065 mg/kg，糙米鎘含量降低最多的是早稻大田示范處理VIP低鎘水稻品種+生石灰為-0.379 mg/kg。糙米鎘含量降低達到國家稻米安全生產的目標（鎘含量＜0.2 mg/kg）是晚稻小區試驗處理T3當地品種+生石灰（0.103 mg/kg）、T4低鎘品種+生石灰（0.084 mg/kg）及晚稻大田示范處理VIP1低鎘水稻品種+生石灰（0.125 mg/kg）。

小區試驗和大田示范各處理間的土壤鎘、糙米鎘含量比對照降低最多的是大田示范晚稻的處理VIP1+N低鎘水稻品種+生物菌肥，分別降低0.055和0.340 mg/kg；小區試驗中采用低鎘水稻品種+優化水分管理+生物菌肥、低鎘水稻品種+優化水分管理+生石灰處理的糙米鎘含量比對照基本達到1%的顯著性水平，效果極顯著；采用其他低鎘水稻品種處理比對照達到顯著性水平，明顯低于當地品種（V優402、株兩優02）糙米中鎘含量。

2.4 大田示范結果分析

從表8、表9可知，示范與對照田相比較，土壤pH值、土壤中鎘含量除個別處理有較大變化，其他處理變化不大，但是糙米中鎘含量明顯降低，其中早稻VIP示范田比對照田減少0.379 mg/kg，VIP+N示范田比對照田減少0.195 mg/kg；晚稻VIP1低鎘水稻品種+生石灰示范田比對照田減少0.113 mg/kg，VIP1+N和VIP2+N的示范田比對照田分別減少0.340和0.314 mg/kg。

表8 大田示范早稻檢測結果

表9 大田示范晚稻檢測結果

2.5 試驗示范結果分析

從表6、7、8、9可知，采用“VIP” 降鎘技術，能控制土壤中的有效態鎘，降低鎘的活性，阻止水稻對鎘吸收，降低稻米中鎘的含量。施用生石灰、生物菌肥后，稻米中鎘的含量平均分別比對照降低55.3%和66.2%，共平均降低61%，如果連續實施，可望稻米中鎘的含量達到國家稻米安全生產的目標（鎘含量＜0.2 mg/kg）。

3 結 論

通過采用“VIP” 降鎘技術設計田間試驗，低鎘品種+施用生物菌肥+生石灰為材料、優化水分管理，在鎘污染潴育型水稻土上進行稻米鎘污染VIP控制技術水稻種植試驗，結果表明：采用低鎘品種加施用生石灰優于施用生物菌肥效果極顯著，早稻稻米含鎘量明顯低于晚稻稻米含鎘量；水稻籽粒鎘積累品種間存在很大差異，低鎘品種在相同的土壤、種植技術條件下，稻谷籽粒鎘積累更小，積極引導農民種植低鎘水稻品種，是解決稻米鎘污染問題的重要途徑，對穩定發展寧遠縣水稻生產意義重大；施用生石灰后，可提高土壤中pH值，有效地改變土壤中鎘的存在形態，不易被植物吸收，糙米中鎘含量平均比對照降低55.3%；施用生物菌肥，可降低土壤鎘的生物有效性和可遷移性[4]，在土壤生態系統中承擔著重要的生態功能，處理后糙米中的鎘含量平均比對照降低66.2%，能使中重度鎘污染稻田生產的稻米鎘含量達到國家食品衛生標準以下；通過優化水分管理，水稻關鍵期淹水技術是一種既節約用水，保證水稻產量同時又能有效降低稻米鎘含量的農藝措施，但對水稻的生育期、分蘗、產量有所影響，仍有部分點稻米檢測后鎘含量超標。因此建議進一步的繼續試驗研究，力求掌握不同區域耕地土壤及稻米重金屬污染規律，組裝集成對應的修復治理技術模式[5]。

[1] 鄭云航，向俊林. 麻陽縣2015年VIP稻田鎘污染控制技術研究與應用[J]. 農業科技通訊，2016，（6）：123-127.

[2] 中國科學院. 稻米鎘污染控制技術研究與示范應用通過成果鑒定[J].檢測資訊，2013，（8）：13.

[3] 戴桂金. 鳳凰縣稻米鎘污染VIP控制技術的研究與應用[J]. 現代農業科技，2016，（4）：203-204.

[4] 王密安，尹麗輝，彭建祥. 綜合降鎘（VIP）技術對降低糙米鎘含量的影響研究[J]. 中國稻米，2016，（1）：43-47.

[5] 陳東哲，蘇美蘭，李 艷，等. 鎘污染“VIP技術”修復治理措施示范研究[J]. 湖南農業科學，2016，（9）：33-35.

（責任編輯：肖彥資）

APreliminaryStudyonRiceVIPCadmiumPollutionControlTechnologyinStorageTypePaddySoil

ZHANG Zhong-de，BAI Xiao-yong，HU Ping-cui，LI Shi-mei，ZHAO He-ping，BAI Chen-zhi
（Ningyuan County Agricultural Technology Promotion Center, Ningyuan 425600, PRC）

Plot test and field demonstration experiment of VIP cadmium pollution control technology in storage type rice paddy were conducted in Ningyuan County from 2015, by analyzing the characteristics of agronomy, and comparing the pH value of soil and the content of brown rice. The results showed that VIP control technology plays a certain role in the pollution of paddy fields. The soil pH was significantly higher than that before the test, and the soil cadmium content reduced to a certain extent. The results of low cadmium variety and calcium lime control were significantly superior to that of biological fertilizer, and the amount of Cd in early rice was significantly lower than that of late rice. It was implement the cadmium pollution in the production of rice farmland soil cadmium content by 61%, achieved the goal of national rice production safety (cadmium content ＜ 0.2 mg/kg), but it has negative effects on fertility and yield.

storage type paddy soil; rice; cadmium pollution; VIP control technology

X56

A

1006-060X（2017）05-0021-04

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.005.007

2017-02-13

湖南省財政廳項目（湘財農指〔2015〕167號）

張中德（1966-），男，湖南寧遠縣人，農藝師，從事農業技術推廣工作。

柏小勇